特高壓直流輸電的現(xiàn)狀與展望

1、特高壓直流輸電的現(xiàn)狀與展望摘要：特高壓直流輸電大多用于長距離輸電，例如海底電纜、大型發(fā)電站輸電 等，在我國，其是指通過1000kV級交流電網(wǎng)和600kV級以上直流電網(wǎng)要求構(gòu)成 的電網(wǎng)系統(tǒng)。放眼現(xiàn)在，直流輸電在電力傳輸中的地位與日俱增，尤其在結(jié)合計(jì) 算機(jī)等技術(shù)后，特高壓直流輸電系統(tǒng)的整體調(diào)控更加可靠。本文將通過分析我國 特高壓直流輸電的現(xiàn)狀，以及探究今后發(fā)展的展望，討論特高壓直流輸電如何在 個(gè)別惡劣環(huán)境中進(jìn)行應(yīng)用的問題。關(guān)鍵詞：特高壓；直流輸電；現(xiàn)狀；展望1特高壓直流輸電的現(xiàn)狀1.1發(fā)展速度快從上世紀(jì)六十年代開始，由于部分發(fā)達(dá)國家需要向部分地區(qū)進(jìn)行遠(yuǎn)距離、大 容量輸電的需求，開始了對特高壓直流輸

2、電的研究。從開始階段的不到一千公里， 五十萬千伏直流輸電電壓，輸電功率六百萬千瓦，到如今的上千公里，八十萬千 伏直流輸電電壓，其中的發(fā)展速度無疑是飛快的。除此之外，由于現(xiàn)代科技更為 發(fā)達(dá)，再加上可以通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)地檢測，特高壓直流輸電系統(tǒng)在調(diào)節(jié)方面 的優(yōu)化，可謂是跨越了一大步。此外，相較于以往的電線，光纖的使用也使得特 高壓直流輸電在傳輸過程中的安全性得以提高，大大提高了其輸電效率。并且， 特高壓直流輸電的應(yīng)用范圍也大大擴(kuò)增，不再局限于幾個(gè)發(fā)達(dá)國家。1.2效率更高在遠(yuǎn)距離大容量輸電方面，相較于交流輸電，或者是超高壓輸電方式，特高 壓直流輸電通常會是更好的選擇，其在經(jīng)濟(jì)投資、能源損耗以及工程

3、規(guī)模方面都 要優(yōu)于交流輸電和超高壓輸電。例如，在特高壓和超高壓兩種方式之間，面對相 同的輸電工程，姑且定為10GW的輸送功率，2千米的輸送距離，超高壓輸電需 要240億元的投資，在輸電過程中有將近1.15GW的損耗，其工程規(guī)模為135米， 而特高壓輸電只需要200億元的投資，在輸電過程中只有1GW的損耗，工程規(guī) 模也只有120米；而相等電壓等級情況下的交流輸電方式，需要315億元的投資， 在輸電過程中更是有1.7GW的線損，工程規(guī)模也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前面兩種方案。所以， 在遠(yuǎn)距離大容量電力輸送過程中，特高壓直流輸電的輸電效率更好。1.3我國特高壓直流輸電現(xiàn)狀我國從上世紀(jì)八十年代才開始嘗試建設(shè)超高壓直流

4、輸電工程，即葛洲壩直流 輸電工程，雖然開始較晚，但發(fā)展十分迅速。經(jīng)過這些年的技術(shù)積累，我國現(xiàn)已 具備建設(shè)特高壓直流輸電工程的技術(shù)，并于2010年，完全通過我國自主研發(fā)， 成功建造了在當(dāng)時(shí)而言，技術(shù)領(lǐng)先全球、輸電能力最大的800kV的向家壩特高壓 直流輸電工程。在今后35年中，我國還將在其他地區(qū)建設(shè)特高壓直流輸電工程， 預(yù)計(jì)將會達(dá)到二十個(gè)左右。2特高壓直流輸電的特點(diǎn)2.1技術(shù)性能更加穩(wěn)定直流輸電技術(shù)基本不存在系統(tǒng)穩(wěn)定的問題，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的非同期互聯(lián)。簡 單來說，就是指直流輸電在連接連兩個(gè)交流系統(tǒng)時(shí)，可以在非同步時(shí)期運(yùn)行，在 效果方面，通過交變直，直變交，將兩個(gè)直流系統(tǒng)隔離，使得兩邊能夠獨(dú)立運(yùn)行。

5、 除此之外，在運(yùn)行期間，如果線路發(fā)生短路，直流輸電能夠及時(shí)地進(jìn)行調(diào)節(jié)，恢 復(fù)時(shí)間也很短，例如直流輸電單極故障的恢復(fù)時(shí)間一般不超過0.4秒，除此之外， 還可以抑制振蕩阻尼和次同步振蕩的影響。2.2節(jié)省輸電走廊當(dāng)電壓相同時(shí)，假設(shè)800kV，直流輸電所需要的輸電走廊為120米，交流輸 電則需要375米寬的輸電走廊，且直流輸電的效率還遠(yuǎn)高于交流輸電。現(xiàn)如今， 輸電走廊也是制約我國發(fā)展遠(yuǎn)距離輸電的一個(gè)障礙。2.3經(jīng)濟(jì)效益更高在相同的導(dǎo)線規(guī)格的情況下，直流輸電只需要兩根導(dǎo)線就能夠傳輸與三根導(dǎo) 線的交流輸電所傳輸?shù)南嗤β?，所以，在線路造價(jià)這個(gè)方面，直流輸電大大節(jié) 省了線路所需要的費(fèi)用。其次，相較于其他的輸

6、電方式，直流輸電線路的有功損 耗是要小許多的，并且?guī)缀跏菦]有任何的線路無功損耗。正是由于損耗小，特高 壓直流輸電的輸電效率是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他輸電方式，因此，特高壓直流輸電能帶 來更高的經(jīng)濟(jì)效益。3特高壓直流輸電所未來的發(fā)展3.1優(yōu)化過電壓和絕緣技術(shù)如今，在特高壓直流輸電工程中，換流站裝置十分昂貴，所占投資比例較大， 一旦發(fā)生問題，將會帶來十分嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。除此之外，由于我國的大氣環(huán)境 相對較差，對線路的絕緣保護(hù)而言，其影響是較為明顯的。直流線路的積污速度 快，污穢問題較為嚴(yán)重，對線路絕緣效果有較大的影響。此外，線路絕緣部分在 特高壓直流輸電工程的投資中所占比例也不斷增加，如果出現(xiàn)問題，將會是很

7、大 的經(jīng)濟(jì)損失。對于我國而言，尤其是西北部水電、風(fēng)電資源較為豐富的地區(qū)，由 于其所處環(huán)境較為惡劣，常有沙塵、暴雪等極端天氣，對線路的影響不可忽略。 所以想要使特高壓直流輸電能夠在這些地區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行，必須要解決過電壓和絕緣 技術(shù)的保護(hù)問題，否則，對于想要將該地區(qū)的電能資源輸送到華北、華東等地區(qū) 的計(jì)劃，在實(shí)際實(shí)施過程中無疑是十分困難的。3.2處理電磁環(huán)境問題由于特高壓直流輸電在運(yùn)行時(shí)，常會產(chǎn)生相應(yīng)的電磁環(huán)境，一般會出現(xiàn)線路 下方電場效應(yīng)、無線電干擾和可聽噪音等問題。線路下方電場效應(yīng)，一般是由于 特高壓直流輸電在正常運(yùn)行時(shí)，由于其自身的特高壓，會導(dǎo)致導(dǎo)線周圍產(chǎn)生離子 流場，進(jìn)而產(chǎn)生場強(qiáng)，但這種導(dǎo)線下

8、合成的場強(qiáng)往往會對人體造成損傷。而無線 電干擾問題也是由于特高壓直流輸電的線路或者換流站的部分設(shè)備會產(chǎn)生一定程 度的無線電，從而導(dǎo)致其周圍的無線電通信工程受到干擾，例如無法接聽電話、 網(wǎng)絡(luò)無法使用等情況，對周圍居民的正常生活產(chǎn)生了一定的影響。至于可聽噪音， 是由于無線電干擾而產(chǎn)生的。通常情況下，對于居民密集區(qū)是幾乎難以受到此類 噪音的干擾，但部分分散居民有可能受到其干擾，容易是居民感到煩躁。針對此 類現(xiàn)象，我們可以通過合理地增大導(dǎo)線半徑，進(jìn)而減小無線電干擾和可聽噪音的 影響。3.3加強(qiáng)特高壓直流輸電的控制保護(hù)對于特高壓直流輸電，如何有效地控制保護(hù)高壓直流輸電是其技術(shù)的關(guān)鍵。 一方面要加強(qiáng)對特高

9、壓直流輸電實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保在第一時(shí)間檢測到故障，避免因 未檢測到問題而導(dǎo)致重大損失的情況；另一方面，在發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，要及時(shí)采取正 確安全的解決方法，切忌盲目地處理，以免造成更大的損失，尤其是相關(guān)工作人 員，務(wù)必要保證自身的安全，提高自己的安全意識，避免安全事故的發(fā)生。4結(jié)語在現(xiàn)有技術(shù)的支持下，進(jìn)行遠(yuǎn)距離、大區(qū)等電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)時(shí)，采用特高壓直流輸 電的方式更加符合各項(xiàng)工程要求，其不但所需投入資金較少，并且線損也較低，是各種輸電方式中較為出眾的方式。但在采用特高壓直流輸電時(shí)，要盡可能減少其帶來的負(fù)面影響，盡可能地避免其自身形成的電、磁場影響到周圍環(huán)境、居民。參考文獻(xiàn)：肖曼，鐘清瑤，汪謙.特高壓直流輸電的現(xiàn)狀與展望J.科技風(fēng)，2017，（06）： 202.李鐵鼎，劉文勛，林芳，李健，王濤.輸電線路工程數(shù)字化設(shè)計(jì)全過程