摘要:近几年来,我国的科学技术发展迅猛,先进科学技术在各个行业和领域中都逐渐得到广泛的应用,极大的推动力社会的进一步发展。电力资源作为人类生存和发展的不可或缺的资源之一,在人类发展进程中发挥了重要的作用,随着人们生活水平和质量的提高,对电力资源的要求也有所提升。本文主要是从高压直流输电技术的现状以及高压直流输电技术的发展前景两个方面对高压直流输电技术做出了深入的分析和研究,这对加强对高压直流输电技术的应用提供了有价值的参考依据,有助于促进社会的长效发展。
关键词:高压直流输电技术;现状;发展前景;晶闸管
1 高压直流输电技术的特点
1.1容量较大
高压直流输电技术是随着社会发展而不断进步的一种先进技术,其突出特征便在于容量大,该特征的存在,可以更高效地回避功角稳定问题给电力输送带来的实际影响,属于一种电力传输较高的技术类型。因为部分电力传输系统在正式运行阶段,会受静态稳定状态的应用而出现输送容量下降的现象,从而需要将高压直流输电技术引入该领域,最终起到提升电力输送容量的安全性及实际质量的效果。
1.2耗材量少
耗材量较低也构成了高压直流输电技术的重要特征,它需要有关人员对其具有详细的了解和把握。在传统的输电线路体系中,往往要借助多条交流线路、导线的作用,才能完成电力传输的基本任务,所产生的电力传输效果也相当显著,但线路的整体布置及相关的材料损耗方面却不尽如人意。与之相对的,借助高压直流输电技术,就能在很大程度上提升线路材料的使用效率,并且优化线路的布局与规划效果,优势明显。有数据表明,高压直流输电技术在整个输电环节,所对应的其输送量可以达到交流输电线路的两倍之多,这不只是可以改善电力传输的实际效率和质量,还能直接为用户带来更加优质的电力资源。
1.3容易互联
对交流输电系统来说,并网中的多个不同需要保持同步运转的节奏,以免在设备中产生过大的循环电流而对设备造成直接的损害,甚至造成停电的后果。而直流输电两端的交流系统是不需同步运行的,它能够在不同或者相同额定频率的交流系统间达到非同期联络的效果,进而强化两侧交流系统互为备用的性能,帮助其更好地应对紧急事故,毫无疑问,这种格局可以大大提升交流系统地安全性以及供电的经济性。
2 高压直流输电技术的现状
2.1广泛的应用直接触发式和大容量的晶闸管
就直流输电中的换流器来说,是其中的关键设备,最开始使用的是水银汞弧阀,随着科学技术的发展,逐渐开始替换成晶闸管。通过多次的改进和优化之后,控制阀的几何尺寸大大减小,整体结构更加紧凑,同时承受电流和电压的控制也有所增强,减少了所使用的晶闸管数量。比如在某一工程中,通过并联两个直径为56mm的晶闸管之后,电流能够达到1850A,如果想承受住额定电压的话,就必须串联125个晶闸管,晶闸管的数量和整体结构体积都比较大;而随着科学技术的发展,通过使用一个直径为100mm的晶闸管,其电流就能够达到2450A,最大持续电流为4000A,仅使用了54个晶闸管,晶闸管的数量和整体结构体积都显著减少。同时随着晶闸管技术的发展,开始使用直接触发晶闸管,这样一来,借助光纤脉冲信号就能够直接触发晶闸管。在直接触发晶闸管中,主管能够与保护监测、触发放大等有效结合,外加电子单元取消,控制阀电路大大简化。
2.2串联电容器换相技术
在传统的高压直流输电转换器中,无功功率需要通过交流电网来获取,这也就表示在电路中需要使用较多的无功补偿设备,并且度受端交流系统的容量要去也比较高,如果不能达到要求的话,则很容易出现换相失败问题。为了有效的避免出现这些问题,还需要加强对电路接线方式的深入研究,其中最主要的就是串联电容器换相电路。其具体的做法就是将一个固定电容器接入到换流器和换流变压器当中,这样能够促进换流器转换效率的提升,同时无功消耗也有所减少,降低了发生换相失败的可能性,整体运行的稳定性大大提升。如果技术条件允许的话,还可以结合有源滤波器,将大型并联补偿装置取消,实现技术的进一步优化。
2.3电压源换流器
原先在触发了换流器之后,如果想自然关闭的话,必须保证电流过零点,另外二端交流系统也需要是有源的,这会在一定程度上限制着高压直流输电技术的控制和应用。通过使用电压源换流器,由于门极的功率比较大,因此晶闸管就能够被关断,实现电流关断和导通控制的自由性,整体的控制自由度有效提升。
2.4新型直流电缆
随着不断发展的高压直流输电技术,直流电缆的制造技术也有效提升,在制造过程中通过使用成熟的挤压工艺技术,生产出新型的交联聚乙烯直流电缆,可靠性和电压承受能力都显著增强,机械强度和柔性明显改善,其中最主要的特点就是材料的自重大大减轻,敷设难度有所下降,提高了安全性。
3 高压直流类型输电技术前景分析
3.1在远距离电力传输中的应用
随着社会的进步、技术的不断创新发展,各种现代化电子信息技术和设备得到设计、制造,给各行各业的发展提供了重要助力,许多行业的生产效率、运行可控性都因此实现质的飞跃。在高压直流输电领域,也同样受到新型电子设备的巨大影响,例如高压输电系统中的换流器设备,就可以起到控制造价成本的作用,同时保证其实际效能的等价发挥。因为在高压直流类型输电系统中对此类设备有了大量引进,当这些设备的价格降低时,还会带来整个高压直流类型输电系统的同步降价,这也为高压直流技术的推广运用打下了良好的基础。
3.2电网互联当中的应用
在高压直流类型输电技术优化下,这项技术有了更加广泛的应用,尤其是在现代跨洋类型的电力传输当中更是有着不可替代的技术优势。并且高压直流类型输电技术在现代电网互联体系当中也表现出了良好的传输可靠性、优质资源节约效果以及高质量的收益。目前各国都在充分的挖掘高压直流类型输电技术的价值,增加高压直流类型输电工程的建设数量,从而达到降低各个电网之间相互影响,强化电网传输的稳定性。
3.3市场化运作优势
在新的时代背景下,市场早已千变万化,电力行业的进步带来了电力输送质量的提高、电力可靠性的增强等可喜局面。而在这一过程中,为实现系统潮流的控制,就必须达到电力在电网中自由传输的基本前提。在控制电网电流传输方面,高压直流电与交流电二者之间有着巨大的差异,前者可摆脱交流电网两端的局限,直接根据电力输送计划实现全面监控,以免出现环流、潮流绕行等状况,这就在很大程度上提升了电力市场的管理效率。尤其是在我国国土面积的情况下,为实现资源的优化配置,实施了西电东送的伟大工程,在这一工程的实施阶段,高压直流在远距离输电中的作用是举足轻重的。在电力行业不断繁荣,高压直流输电将打开更为广阔的市场,而在输变新材料层出不穷的背景下,直流输电设备成本会逐渐降低,高压直流的输电优势将更为显著。
4 结语
总的来说,无论是在大型电网或者是距离较远的输电线路中,还是在中小型电网中,高压直流输电技术都具有较大的应用潜力。并且随着科学技术的持续发展,高压直流输电技术还会得到进一步的改进和优化,会越来越成熟,同时也具有更加广泛的应用范围,进而获得最佳的经济效益。
参考文献:
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