张振勇
国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司 内蒙古通辽 028000
摘要：近年来，经济快速发展，电力行业需求越来越大，国内特高压直流输电技术是指在电压等级为±800kV（±750kV）及以上的条件下进行输电。特高压直流输电的主要优点是对于电的输送量更大，输电距离更远，根据最近召开的能源第十七次会议进行的相关预测，当前世界能源发展势头旺盛，从现代到2030年，能源产业产值将会翻倍增长，主要的能源产值国家为当前新型大国如印度、中国等一些后期发展中国家。我国现阶段电力工业发展状态良好，预测在未来15-20年内，国内的电力工业水平竟会达到国际领先水平，相关产值将会不断增加。根据我国电力发展规划，国内电机总容量将会达到更高的应用水平，以人们的生活与社会生产提供强大动力。运用特高压直流输电技术，这无疑十分符合当下我国的用电需求，这对于我国的经济建设和经济发展大有帮助。
关键词：特高压；直流输电；现状
引言
特高压电网是指由特高压骨干网架、超高压、高压输电网、配电网及高压直流输电系统共同构成的分层、分区，结构清晰的大电网。其中，国家电网特高压骨干网架是指由1000kV级交流输电网和±600kV级以上直流输电系统构成的电网。从上世纪60年代开始，美国、前苏联、德国等国家考虑到部分地区需特大容量、超远距离输电，尝试了特高压交直流输电。自1966年起瑞典查尔姆斯大学开始初步研究±750kV导线。之后很多国家也先后开展了多项特高压直流输电研究工作，例如某直流输电工程，此工程直流输电电压可达到±600千伏，输电功率达到630万千瓦，输送距离806公里，较以前的直流输电工程有大幅度发展。上世纪90年代，世界上第一个复杂的三端直流输电工程完成，并同时建成了长达250KM的海缆直流输电工程。当前直流输电已成为一种重要的电力传输方式，特别是随着计算机和光纤等新技术的发展，使直流输电系统的保护、控制及调节更加完善，大幅提升了直流输电系统运行的可靠性。
1特高压直流输电的特点
①特高压直流输电系统，特高压直流输电的系统组成形式与超高压直流输电相同,但单桥个数、输送容量、电气一次设备的容量及绝缘水平等相差很大。换流站主接线的典型方式为每极2组12脉动换流单元串联,也可用每极2组12脉动换流单元并联。特高压直流输电采用对称双极结构,即每个12脉动换流器的额定电压均为400千伏,这样的接线方式使运行灵活性可靠性大为提高。特高压直流输电的运行方式有:双极运行方式、双极混合电压运行方式、单击运行方式和单极半压运行方式等。换流阀采用二重阀,空气绝缘,水冷却;控制角为整流器触发角15°;逆变器熄弧角17°。换流变压器形式为单相双绕组,油浸式;短路阻抗16%-18%;有载调压开关共29档,每档1.25%。换流站平面布置为高、低压阀厅及其换流变压器采用面对面布置方式,高压阀厅布置在两侧,低压阀厅布置在中间。②特高压直流输电技术的主要特点，特高压直流输电系统中间无落点,可实现点对点、大功率、长远距离直接进行电力输送。在输送和接受地点都确定的情况下,使用特高压直流输电,可以实现交直流并联输电或非同步联网,这样的话使得电网的结构比较松散和清晰,有利于调控。大量过网潮流在采用特高压直流输电时候是可以减少或避免的,通过改变送受两端的运行方式而改变潮流,该系统潮流方向和大小都可以很方便地进行控制。使用特高压直流输电时,因为其电压很高、输送容量大,这样就比较适合大功率、远距离进行输送电。当交直流并联输电时,通过调制直流的有功功率,可以有效抑制与其并列的交流线路的功率振荡,包括区域性低频振荡,明显提高交流的暂态、动态稳定性能。当大功率直流输电发生直流系统闭锁时,输电线路的两端其交流系统则会承受较大的功率冲击。
2特高压直流输电现状
在20世纪60年代，瑞典某大学开始研究与探索±750kV的导线输电技术，随后特高压直流输电技术诞生。在1966年后前苏联、巴西、意大利、美国等国家也先后开展了关于特高压直流输电技术的研究工作，20世纪80年代还掀起了一股相关的研究热潮。
国际的电气与电子工程师协会以及国际大电网会议都在80年代末得出相关结论：根据现有的技术和经验，±800kV是相对来说最合适的直流输电电压，2002年他又重申了这一点。特高压直流输电的电压相对更高、输送容量更大、与此同时其线路走廊窄，也更加适合这些大功率、远距离输电。很符合我国发展中国家对于电力的需求，相信特高压直流输电技术仍会在我国风靡一段时间，为我们国家创造更多的利益。
3特高压直流输电现状的对策
3.1公用接地极
接地极拓扑设计是直流输电系统设计的重要部分。根据直流输电系统拓扑的不同，接地极系统的主要功能包括钳制中性点电位、提供直流电流通路等。我国能源和负荷中心均较集中，在一个有限区域内往往规划了数个整流或逆变站，直流接地极选址和设计将越来越困难。最典型的如金沙江上游地区已建并计划建设3条?800kV直流输电线路从溪洛渡和向家坝水电站送出电力，建设1条?800kV直流输电线路从电站送出电力。4条直流线路的送端均处山区，不易找到合适的接地极。典型的受端区域，如地区已有送出工程的3条?500kV直流及?800kV复奉系统落点，后续还将有某工程等?800kV工程的接地极需要规划，上述区域内接地极址的选择已比较困难。在一些换流站集中区域的接地极设计中，已提出了共用接地极的思路。共用接地极可以减少接地极(址)数量、降低工程投资、提高接地极的利用效率，具有显著的社会效益和经济效益，但也存在一些问题，如不平衡运行方式时接地极电流过大；整流侧中性点电压的偏移直接导致线路到中性线的电压偏移额定值，逆变侧中性点电压的偏移直接导致线路对地电压偏移额定值；接地极线路检修工作安排较单独接地极方式复杂等。
3.2电触发晶闸管器件
晶闸管是传统直流输电的核心设备，直流输电工程中使用最多的是电触发晶闸管(electricallytriggeredthyristor，ETT)，相比问世之初其功率容量已提高了近3000倍，其最大的功率等级达12kV/6kA。国内目前工程实践已有6英寸ETT的成功应用经验，其中，灵宝背靠背扩建工程晶闸管额定电流为4.5kA、额定电压为7.2kV，芯片直径为134mm。换流阀中使用并且晶闸管因可以光触发，故很容易实现串联连接。复奉特高压工程使用的6英寸大功率晶闸管，其峰值阻断电压为8.5kV，无需并联即可实现4.5kA的直流电流。我国公司也已自主研发出阻断电压为8kV的6英寸晶闸管。中电公司基于国产晶闸管研发的A5000换流阀额定通流能力为4750A，额定传送功率为7.6GW，2h过负荷能力为5kA，故障电流耐受能力为50kA，多重阀雷电冲击耐受能力为1900kV。
4特高压输电技术在我国的应用前景
特高压直流输电技术可为我国带来巨大的经济效益，该技术面临的经济前景是非常广阔的。西电东送输电工程的开展对电网企业自身的输电能力有了更高层次的要求。传统输电技术工程建设需要占用大面积耕地，耗费巨大成本，并且对周围环境也造成不同程度的损害，针对此种问题需要特高压输电技术来解决。高技术可在满足人们生产生活高用电需求的基础上，节约建设成本，对环境进行保护，因此特高压输电技术有广阔的经济前景。
结语
如今,随着特高压输电技术的深入研究和工程的建设发展,一个以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的坚强国家电网正在向我们走来,这一快捷、高效的电力“高速公路”将建设起结构合理、技术先进、资源配置能力强的现代化大电网,促进大煤电基地、大水电基地、大核电和大型可再生能源基地的集约化开发,不断促进能源资源在全国乃至更大范围内的合理配置,保障国家能源安全,促进能源可持续发展,为我经济社会发展提供更清洁、更高效、更经济的能源支撑。
参考文献
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