特高压直流输电的技术特点与应用分析

发表时间:2021/6/25   来源:《当代电力文化》2021年第7期   作者:张 楷 赵 航 于 鹏
[导读] 当前我国电力事业发展迅速
        张楷 赵航 于鹏
        国网山东省电力公司检修公司,山东 250000
        摘要:当前我国电力事业发展迅速,人们对电力资源的依赖程度也越来越高,特高压直流输电的广泛应用,能够有效提升电力传输效率,为电力企业带来更大的经济和社会效益。本文对特高压直流输电的技术特点和应用进行了分析。
关键词:特高压直流输电;技术特点;应用

        近些年我国经济发展迅速,国家和政府部门对特高压电网建设工作的重视程度也越来越高。由于我国国土面积辽阔,电力资源存在着分布不均衡的特点,2009年特高压直流输电示范线路“晋东南--南阳--荆门”的成功投运,标志着我国特高压输电大规模应用时代拉开帷幕。特高压电网指的就是1100kV级交流和±800kV级直流的输电电网,加强对相应技术的研究,能有效解决我国电力资源分布不均匀的问题,也是实现大规模电力运输所必须要采取的手段。本文就从特高压直流输电的技术特点为切入点,对其进行了分析。
1.建设特高压直流输电线路的意义
        当前我国经济发展迅速,人们用电需求不断上升,而且我国在电力资源分配上存在着不均衡的特点,努力缩小地区发展差距,通过建设特高压直流输电,能够实现电力资源的远距离传输,可以为地区经济发展提供强有力的保障。我国国情决定了电力基础设施建设依然还有很长的路要走,在发展过程中,要大力推动基础设施建设,充分发挥特高压直流输电技术稳定性高、容量大等应用优势,将经济发展较好的地区的资源,合理分配到其他地区,从整体上推动我国的发展。在该技术应用的过程中,能够通过一系列设备将交流电转变为直流电,再通过换流站将其转换成交流电,可满足不同地区的用电需求。
2.特高压直流输电技术特点
2.1电网结构简单
        特高压直流输电主要采用了点对点的传输模式,不会在电力资源传输过程中造成浪费,在较远距离的电力传输上,能够直接实现从该地区向另一地区的传送,利用直流输电的方式就可以完成交流、直流电网并联输电,电网的整体结构十分简单,而且也便于工作人员进行调控,只需要确定送电端口和受电端口即可。
2.2短路电流易控制
        在电力资源运输过程中,很容易发生短路故障,影响传输效果,无法为人们提供稳定的电力供应,十分不便。特高压直流输电技术的应用就有效解决了这一问题,能够通过电力系统实现对电流的实时控制,当瞬时电流过大时,能够及时得到解决,避免发生故障,十分快捷。
2.3可靠性高
        在特高压直流输电技术应用过程中,可以利用可控硅换流器来及时改变电流方向,也可以实现对功率的调解,正常状态下不会影响到电力的传输,而当电力系统出现故障时,能够精确对故障点进行定位,对短路电流的控制就是该技术可靠性高的直观体现。
2.4损耗小
        和特高压交流输电相比,直流输电的损耗更小,在远距离的电力资源传输中,应用的是点对点的传输模式,该技术应用到了两根导线,电阻更小,建设成本也会更低,对电力企业而言,其成本投入也会大大减少。
2.5风险较大
        在特高压直流输电技术的应用下,交、直流互联电网的容量会大大增加,虽然提升了电力资源传输效率,但同样的也会带来更多风险。例如在直流换相失败后,交直流就会相互产生负面影响,在没有电源支撑的情况下,大面积停电的几率就会大大增加。
3.特高压直流输电技术的应用优势
        特高压直流输电技术最明显的几点应用优势就在于其建设成本低,在电力资源传输过程中损耗较小。经济优势体现在以下几个方面。

(1)800kV特高压直流输电技术的输电距离可以突破2500km,可以解决传统输电中距离过短的问题,点对点的传输也能够大大减少资源消耗;(2)在输送容量、导线截面以及其他条件不变的情况下,根据数据调查显示,800kV有着更高的输电效率,可以减少电力企业的成本投入。从技术层面的角度来看,特高压直流输电技术的应用优势主要体现在这几个方面。(1)在该技术应用之后,输电线路的稳定性会大大提升,系统在运行过程中不会受到其他因素的影响,故障发生几率很低;(2)系统短路问题能够及时得到控制,短路容量不会在某一时刻突然增加。
4.特高压直流输电技术技术的应用
4.1远距离大容量输送
        受到地理位置、经济发展等各方面因素的影响,我国电力资源分配具有不均匀、不平衡的特点,一半以上的电负荷位于东部沿海地区,在电力运输方面具有“西电东送”的格局,在不同距离的运输方面,也可以选择利用不同的特高压直流输电技术,充分发挥其应用优势。
4.2近距离大容量输送
        当前我国经济发展迅速,各行各业对电力资源的需求量都大大提升,尤其是在经济较为发达的地区,输电走廊更加紧张。±800kV的特高压直流输电技术适用于远距离输送,而在近距离,例如长江三角洲、珠江三角洲等地区,就可以利用1100kV的特高压直流输电技术,可有效解决当前输电紧张的问题。
4.3换流技术
        换流技术包括电容换相直流输电和柔性直流输电这两种主要技术,前者主要利用到了串联电容,减少电力路资源的消耗,可以大大提升电力系统的抗干扰能力,为电力资源的稳定供应创造良好条件。后者主要以VSC作为主要依托,在应用过程中具有灵活性强、容易调整等优势。
4.4直流集控技术
        在各行各业对电力资源需求量不断上涨的背景下,特高压直流输电规模也要进一步扩大,而直流集控技术的应用,就是其扩大建设规模所采取的必要手段,同样也是其未来发展的主要趋势,可实现特高压直流输电的智能化、集约化控制,进一步提升实际应用效果。也只有在了解各种输电技术的基础上,才能够为我国电力事业的稳定发展提供必要保障,有关人员也要加大技术研发力度,让特高压直流输电技术充分实现其价值。
4.5线路保护
        任何电力系统都需要做好保护工作,要保证电力资源供应的稳定性,降低故障的发生几率,既能够减少经济损失,还可以为人们的安全用电提供保障。在特高压直流输电技术的控制保护中,可以设计直流控制保护、短路触发机制、直流保护等各种电路保护系统。在电网建设过程中,还可以采用物理保护方法,例如设置避雷针,安装必要的防雷保护装置等。
4.6晶闸管技术
        近些年我国科学技术发展迅速,碳化硅晶闸管在电力事业中的应用越来越广泛,其具有更强的导电性能,而且稳定性有所保障,能够在大功率电力传输中发挥重要作用,也是我国特高压直流输电技术未来发展的重要趋势。
结语:
        总而言之,特高压直流输电的广泛应用是我国电力事业取得发展突破的里程碑,在长距离、大容量的输电中有着明显优势。其具有经济性、可靠性等优势,能够解决偏远地区的用电紧张问题,1100kV交流输电系统主要应用于200-500km近距离的输电,±800kV的直流输电系统应用于600-2000km的长距离输电,能够为我国电力事业的稳定发展提供保障。
参考文献:
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