高压直流输电发展与新技术研究与探索

2022-10-15

直流输电系统简介在直流输电系统中, 只有输电环节是直流电, 发电系统和用电系统仍然是交流电。在输电线路的始端, 发电系统的交流电经换流变压器升压后, 送到整流器中去。整流器的主要部件是可控硅变流器和进行交直流变换的整流阀, 它的功能是将高压交流电变为高压直流电后, 送入输电线路。直流电通过输电线路送到逆变器中。逆变器的结构与整流器相同而作用刚好相反, 它把高压直流电变为高压交流电。再经过换流变压器降压, 交流系统的电能就输送到了交流系统中。在直流输电系统中, 通过改变换流器的控制状态, 也可以把交流系统中的电能送到直流系统中去, 即整流器和逆变器是可以互相转换的。

一、特高压输电技术的发展现状

(1) 直流输电与交流输电架设线路的方面。一般情况下, 直流输电和交流输电有很大的区别, 前者使用的是双极中性点接地的方式, 在使用的过程中, 只需要两根导线连接。而交流电路不同, 至少要三根导线才能运行。如果材料相同、绝缘水平相同, 那么直流线路和交流线路输送的功率相同。相比之下, 直流线路更加经济环保, 能够节省材料减少成本。 (2) 在配电和发电方而的方面。交流输电的优势非常明显, 如果我们利用交流发电机就能把其他形式快速转化为电能。这些交流电能够借助变压器实现升压和降压, 这个配电提供了更多的优势, 提高了配电的效率。而且, 安装交流电源配电站不用耗费大量的时间, 技术上也更加简单快捷, 和其他直流电站相比成本更低。 (3) 输电线路的功率损耗方面。直流输电在传输的过程中会产生功率损耗, 这是因为内部产生了阻抗。所以, 我们要重视线路在运行中产生的功能损耗。一般情况下, 高压输电线都是以地下电缆的形式存在于大城市的, 如果经过海峡就需要安装海底电缆。也正因为这样, 交流高压输电线损耗的功率更小, 产生的电流更加客观。

二、高压直流输电系统的发展优势

供电公司为了取得更多的经济效益, 提高工作效率, 采取了一定的战略对策, 提出了一些管理目标, 这在一定程度上也优化了高压电网系统, 也提高了工作效率和应用效果。目前我们国家投入了大量的人力物力财力, 致力于建设电网系统。这是因为我们国家的发展生活都离不开电力行业的支持, 只有确保电力行业安全稳定的运行, 才能保证生活和生产的需求。在电力行业安全稳定运行的过程中, 我们国家的市场经济也在稳步发展。在这过程中, 高压直流输电系统和交流输电系统相比优势巨大。 (1) 高压直流输电使用低耗材。传统的三相交流线路需要三根导线, 并且线路走廊宽, 而直流输电线路只需正、负两极导线, 其杆塔的结构简单, 线路走廊窄, 此外, 一条同电压的直流输电线路输送容量约为交流输电线路的2倍, 直流输电的线路走廊, 其传输效率约为交流线路的2倍甚至更多一点。 (2) 高压直流输电输送远距离。和交流输电相比直流输电运行十分稳定, 也不会出现功角稳定的问题。在静态和暂态的情况下, 也不会降低稳定性, 更不会降低输送的容量。这也是直流输电的优势之一。受到换流阀电流的影响, 交流系统不能控制输送的容量以及输送的距离, 这在一定程度上也实现了远距离和大容量的输送。 (3) 高压直流输电易互联。交流输电系统在运行的过程中, 并网的所有系统都要一起运行。否则, 系统就会产生大量的循环电流, 进而损坏内部的设备, 造成停电, 等各种意外事故。如果是直流输电系统, 就不需要并网系统一起运行了。还能够实现不同频率的系统非同期联络, 那么交流系统也会更加稳定, 意外事故发生的频率就会大大降低, 从而降低了整体的供电成本。

三、高压直流输电发展新技术

在出现了直流输电这种新的技术后, 换流技术也就是高电压等相关的设备也在同步的发展。电力以及电子技术也发展迅速, 国家也投入了大量的直流工程。在这过程中, 直流输电的很多问题都受到了人们的关注, 例如, 对直流输电的控制, 其中出现的问题, 等等。所以, 一些新技术也开始应用, 并在一定程度上促进了直流输电技术的发展。

(1) 接地极引线故障测量技术。一般情况下直流输电系统内部的接地极引线有很低的运行电压。如果按照传统的检测方式, 是无法检测到接地极引线的电压的, 也就无法发现是否出现了短路。为了检测接地极线路, 近几年应用了脉冲回声和阻抗等多种方式进行测量。如果引线发生了短路或者是故障, 那么就可以进行检测, 阻抗发生变化也就能得知出现了短路状况, 进而发现故障的地点。 (2) 实时多处理器控制保护技术。近几年电子信息技术发展迅速, 系统也在不断的更新换代, 内部处理器速度越来越快, 容纳的内存也越来越大, 而且能够并行多个处理器。系统内部的各个设备中都应用了微处理器技术。例如, 直流系统保护、极控等等。

四、高压直流输电前景

就目前的情况来看, 高压直流输电在我们国家正处于发展的阶段。一些技术还不够稳定。但和交流输电相比, 应用的范围更广泛、效率更高。如果在未来微电子技术以及电力电子发展迅速, 那么就会出现越来越多大功率的半导体器件, 高压直流输电技术使用的频率将会越来越高。直流输电工程的造价将会降低, 性能也会越来越多。而且, 这项技术在西电东送以及南北互送的过程中发挥巨大的作用, 更有可能实现周边国家的互联。

五、结语

高压直流输电能够应用在长距离的电流输送场合上, 而且和其他类型相比, 有独特的优势。近几年我们国家电网发展迅速, 已经实现了西电东送和南北互送, 高压直流输电也在此做出了巨大的贡献。相信在未来, 计算机技术及互联网技术会不断的进步, 可再生能源、新能源运用的越来越广泛, 高压直流输电将会有更广阔的发展空间。

摘要：高压直流输电技术在我们国家的很多输电场合应用的比较广泛, 尤其是远距离大容量场合。我们国家还拥有这个世界上比较重要的高压直流输电工程, 相关的技术也比较完善、比较先进。但是, 在经济快速发展的时代, 高压直流输电技术还有很多问题没有得到解决, 如何确保电网能够安全运行, 也成为人们研究的重点, 本文将对这些问题进行研究分析, 为电网技术提出一些建议。

关键词：高压直流输电,技术,发展