1.高压直流输电系统的主要设备名称：换流变压器，换流器，
平波电抗器，滤波器，无功补偿装置，直流接地极，交直流开关设备，直流输电线路，以及控制与保护装置，远程通信系统。
2.直流输电系统中交流滤波器的功能：滤波器是一种用来消
除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。
3.逆变器采用定熄弧角控制的目的：防止换相失败，防止消
耗无功过大。
4.直流输电系统换流站装设的无功补偿装置类型：机械投切
式无功补偿装置、静止无功补偿装置.开关投切固定电容和同步调相机等几类。
5.晶闸管导通的条件：晶闸管门极上施加触发电流信号，同
时阳极与阴极间的电压为正时，晶闸管被触发开通。
6.双桥整流器交直流侧主要特征谐波次数：双桥整流器的整
流电压中只含有h=12k次数的谐波，k为自然数1,2,3…即双桥12脉动整流器整流电压中含有12,24,36,次谐波。7.单桥整流器交直流侧主要特征谐波次数及其变化规律：单
桥整流器相电流中所含谐波的次数h为h=6k+_1其中h=6k_1，5,11,17,23….次谐波具有负序性，而h=6k+1，7,13，
19，25…次谐波具有正序性。
8.双桥整流器桥间的影响：一桥的换相与否不会影响另一桥
的电流和电压。一桥的换相使相邻桥所有未开通阀臂上的阳极与阴极电位之差，即阳极电压发生畸变。这种畸变可能使下一个待开通阀臂在触发信号发出时，由于电压为负而不能开通，即出现延时开通。由此说明双桥整流器桥间相互影响的实质是两桥共有一个耦合电感。
9.直流输电系统潮流调整在变动电流指令值过程中的要求:
一定要确保电流裕度的存在，所以在输电功率增加时，先增大整流器的电流定值；反之，在减少输电功率时，先减少逆变器的电流指令值。
10.影响换相压降大小的因素：励磁电流、发电机转速以及负
载性质对电流换相都有影响
11.高压直流输电系统平波电抗器的作用：1防止轻载时直流
电流断续2抑制直流故障电流的快速增加3减小直流电流纹波，与直流滤波器一起共同构成换流站直流谐波滤波电路4防止直流线路或直流开关站产生的陡波进入阀厅，从而使换流阀免遭过电压应力过大而损坏。
12.换流变压器的作用：参与实现交流电与直流电之间的相互
转换，实现电压变换，抑制直流故障电流，削弱交流系统入侵直流系统的过电压，减少换流器注入交流系统的谐波，实现交直流系统的电气隔离。
13.换流器的控制方式：定电流控制：使直流电流达到指定值
而调整直流电压的控制方式。定电压控制：把直流电压调整为指定的恒定值的控制方法。定功率控制：调整直流电流功率为指定值的控制方法。定熄弧角控制：在交流电压下降或直流电流变化时使逆变器的晶闸管关断的负电压期间为恒定的控制方式。
14.等价距离概念：当直流输电线路和换流站的造价与交流输
电线路和交流变电站的造价相等时的输电距离为等价距离。
15.常规高压直流输电的主要类型:按不同的换相方式分类可
分为电网换相和器件换相；按不同端子数分类可分为两端直流输电和多端直流输电；按交直流连接关系可分为长距离直流输电，BTB方式直流输电，交直流并列输电方式，交直流叠加输电，三极直流输电
16.高压直流输电技术发展经历的阶段：1954年以前试验阶
段，采用低参数汞弧阀，发展速度慢；1954—1972年发展阶段，技术提高很大，直流输电多方面的目的；1972—现在，大力发展阶段，采用可控硅，几乎全是超高压，单回线路的输电能力比以前有了很大的增加，发展速度快。
17.高压直流系统的基本保护联动方式：构成保护联动的三种
基本操作为1门控移相：通过这一操作，两端换流器均工作在逆变状态，将直流回路中的能量释放到交流电网中2
旁通对:三相桥式接线的换流器中交流任一相对应的该相高压侧阀体与低压侧阀体构成一组旁通对。3触发脉冲闭锁：指停止加给晶闸管阀组的触发脉冲。
18.高压直流输电系统换流器具备的功能：不仅具有整流和逆
变的功能，而且整流器还具有开关的功能。
19.换流阀组件电路中各元件的作用：静态均压电阻R：作用
是克服各个晶闸管器件的分散性，使断态下各晶闸管器件的电压尽可能一致。阻尼电路R1C1:目的是减小晶闸管关断时由于电压震荡而引起的晶闸管两端的暂态过电压以及过快的电压变化率。阳极电抗器：作用是抑制流经晶闸管的电流变化率。冲击陡波均压电容：可以改善过陡的操作过电压波作用下各组件电压不均的问题。晶闸管触发电路：触发晶闸管导通。
20.从经济性互连性控制性等方面分析阐述高压直流输电的
优点:经济性：直流输电线路造价和运行费用比交流输电低，而换流站的造价和运行费用均比交流变电所的高。互连性：采用直流对交流系统进行互连时可实现电网的非同步互连，不受电网运行情况的影响，不会造成短路容量的增加，也有利于防止交流系统故障的扩大。控制性：直流输电具有潮流快速可控的特点，可用于所连交流系统的稳定与频率控制。
21.常规高压直流输电的优缺点：优点：1可实现电网的非同
步互连2不受电网运行情况的影响3不会造成短路容量的增加4有利于防止交流系统故障的扩大5造价和运行费用比交流输电低缺点：换流站的造价和运行费用高，换流站的设备多，结构复杂，损耗大，可靠性也较差。
22.常规高压直流输电的主要适应场合：1. 海底电缆输
电 2．长距离架空线输电3.BTB方式4短路容量对策23.单桥逆变器实现直流电向交流电的变换必须满足的条件，
换相失败的概念：（1外接直流电源，其极性必须与晶闸管的导通方向一致。2外接交流系统，其在直流侧产生的整流电压平均值应小于直流电源电压。3晶闸管的触发角α应在90—180度的范围内连续可调。）在正向阻断恢复时间内，如果重新对晶闸管施加正向电压，晶闸管就会重新导通，这种不控而重新导通的现象称为换相失败。24.单桥逆变器工况2-3时整流电压的特点:在每个工频周期
中由六个持续60度且形状完全相同的波形组成，称为重复周期。每个重复周期中，整流电压由两部分组成，一部分为交流系统等值电源电压的线电压值，对应两个阀臂同时导通状态另一部分对应三个阀臂同时导通的换相过程。
25.直流输电系统中调整直流功率的方法:一种是Er、Ei恒
定，改变a、b的方式；另一种是a、b恒定，改变Er、Ei的方式。后一种方式需改变换流变压器的分接头，需要花费几秒钟的时间。
26.6脉动整流器工作于2-3工况的条件：工作条件：触发角
0<α<(90°―μ/2)，同时换相角μ<60°, 正常运行时，单桥整流器的触发角α为10°～20°，换相重叠角μ为15°～25°。
27.6脉动整流器换相过程，u的表达式，换相期间整流输出
电压的表达式：VT1，VT2通—VT1，VT2，VT3通—VT2,VT3通—VT2，VT3，VT4通—VT3，VT4通—VT3……U的表达式：u=arcos(cosα—根号2wLrid÷E)—α电压表达式：ud=(ua—ub)/2—uc=(uac—ubc)/2
28.双桥12脉动整流器4-5工况时各电流电压的表达
29.触发延迟角，换相重叠角，触发超前角，熄弧角的概念：
换相过程不能瞬时完成，而是持续一段时间，换相过程持续的时间用电角度表示称为换相重叠角。从逆变器触发脉冲出现时刻至理想正弦换相电压负向过零点的时间，以电角度表示称为触发超前角。从阀关断到阀上阳极电压持续为负的时间所对应的电角度为逆变器的关断角即熄弧角。
换流站与变电站，为何采用高压直流输电 1.总论 电厂的任务是发电，电厂要能正常发电就需要使用和维护设备，使用和维护设备就是电厂的主要工作内容。 变电站是将电厂发出的电能通过电力设备进行各种变换，然后输送出去。其主要工作任务是： 1、使用和维护电力设备，使之保证长期连续对外供电。 2、监控电力设备运行情况，作好各项监控记录，以便将来作为技术或故障 分析的原始资料。 3、有些变电站还具有监控线路运行状况的功能。 2.换流站 高压直流输电的一种特殊方式，将高压直流输电的整流站和逆变站合并在一个换流站内，在同一处完成将交流变直流，再由直流变交流的换流过程，其整流和逆变的结构、交流侧的设施与高压直流输电完全一样，具有常规高压直流输电的最基本的优点，可实现异步联网，较好地实现不同交流电压的电网互联，将2个交流同步电网隔离，能有效地隔断各互联的交流同步网间的相互影响，限制短路电流，且联络线功率控制简单，调度管理方便。与常规直流输电比较，其优点更突出： 1、没有直流线路，直流侧损耗小； 2、直流侧可选择低压大电流运行方式，以降低换流变压器、换流阀等有关 设备的绝缘水平，降低造价； 3、直流侧谐波可全部控制在阀厅内，不会产生对通信设备的干扰； 4、换流站不需要接地极，无需直流滤波器、直流避雷器、直流开关场、直 流载波等直流设备，因而比常规的高压直流输电节省投资。
换流站是直流输电工程中直流和交流进行相互能量转换的系统，除有交流场等与交流变电站相同的设备外，直流换流站还有以下特有设备：换流器、换流变压器、交直流滤波器和无功补偿设备、平波电抗器。 换流器主要功能是进行交直流转换，从最初的汞弧阀发展到现在的电控和光控晶闸管阀，换流器单位容量在不断增大。 换流变压器是直流换流站交直流转换的关键设备，其网侧与交流场相联，阀侧和换流器相联，因此其阀侧绕组需承受交流和直流复合应力。由于换流变压器运行与换流器的换向所造成的非线性密切相关，在漏抗、绝缘、谐波、直流偏磁、有载调压和试验方面与普通电力变压器有着不同的特点。交直流滤波器为换流器运行时产生的特征谐波提供入地通道。换流器运行中产生大量的谐波，消耗换流容量40％～60％的无功。交流滤波器在滤波的同时还提供无功功率。当交流滤波器提供的无功不够时，还需要采用专门的无功补偿设备。 平波电抗器能防止直流侧雷电和陡波进入阀厅，从而使换流阀免于遭受这些过电压的应力；能平滑直流电流中的纹波。另外，在直流短路时，平波电抗器还可通过限制电流快速变化来降低换向失败概率。 3.变电站 3.1简介 改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低。这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，称为变电所、配电室等。 3.2组成
高压直流输电与特高压交流输电的优缺点比较 从经济方面考虑，直流输电有如下优点： (1) 线路造价低。对于架空输电线，交流用三根导线，而直流一般用两根采用大地或海水作回路时只要一根，能节省大量的线路建设费用。对于电缆，由于绝缘介质的直流强度远高于交流强度，如通常的油浸纸电缆，直流的允许工作电压约为交流的3倍，直流电缆的投资少得多。 (2) 年电能损失小。直流架空输电线只用两根，导线电阻损耗比交流输电小；没有感抗和容抗的无功损耗；没有集肤效应，导线的截面利用充分。另外，直流架空线路的“空间电荷效应”使其电晕损耗和无线电干扰都比交流线路小。 所以，直流架空输电线路在线路建设初投资和年运行费用上均较交流经济。 直流输电在技术方面有如下优点： (1) 不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联，而交流电力系统中所有的同步发电机都保持同步运行。直流输电的输送容量和距离不受同步运行稳定性的限制，还可连接两个不同频率的系统，实现非同期联网，提高系统的稳定性。 (2) 限制短路电流。如用交流输电线连接两个交流系统，短路容量增大，甚至需要更换断路器或增设限流装置。然而用直流输电线路连接两个交流系统，直流系统的“定电流控制”将快速把短路电流限制在额定功率附近，短路容量不因互联而增大。 (3) 调节快速，运行可靠。直流输电通过可控硅换流器能快速调整有功功率，实现“潮流翻转”(功率流动方向的改变)，在正常时能保证稳定输出，在事故情况下，可实现健全系统对故障系统的紧急支援，也能实现振荡阻尼和次同步振荡的抑制。在交直流线路并列运行时，如果交流线路发生短路，可短暂增大直流输送功率以减少发电机转子加速，提高系统的可靠性。 (4) 没有电容充电电流。直流线路稳态时无电容电流，沿线电压分布平稳，无空、轻载时交流长线受端及中部发生电压异常升高的现象，也不需要并联电抗补偿。 (5) 节省线路走廊。按同电压500 kV考虑，一条直流输电线路的走廊～40 m，一条交流线路走廊～50 m，而前者输送容量约为后者2倍，即直流传输效率约为交流2倍。 下列因素限制了直流输电的应用范围： (1) 换流装置较昂贵。这是限制直流输电应用的最主要原因。在输送相同容量时，直流线路单位长度的造价比交流低；而直流输电两端换流设备造价比交流变电站贵很多。这就引起了所谓的“等价距离”问题。 (2) 消耗无功功率多。一般每端换流站消耗无功功率约为输送功率的40%～60%，需要无功补偿。 (3) 产生谐波影响。换流器在交流和直流侧都产生谐波电压和谐波电流，使电容器和发电机过热、换流器的控制不稳定，对通信系统产生干扰。 (4) 缺乏直流开关。直流无波形过零点，灭弧比较困难。目前把换流器的控制脉冲信号闭锁，能起到部分开关功能的作用，但在多端供电式，就不能单独切断事故线路，而要切断整个线路。 (5) 不能用变压器来改变电压等级。 直流输电主要用于长距离大容量输电、交流系统之间异步互联和海底电缆送电等。与直流输电比较，现有的交流500 kV输电(经济输送容量为1 000 kW、输送距离为300～500 km)已不能满足需要，只有提高电压等级，采用特高压输电方式，才能获得较高的经济效益。
国内外高压直流输电的发展与现状 1.1 我国高压直流输电系统的进展历程 我国的高压直流输电工程总体上能够讲是起步较晚, 但进展迅速。198 0 年国家确定全部依靠自己力量建设中国第一项直流输电工程———舟山直流输电工程。它具有向自主建设大型直流输电工程过渡的工业性试验性质,于1984 年开始施工, 1987 年投入试运行, 1989 年正式投运。工程最终规模为±1 100 kV, 500 A, 100 MW, 线路全长54 km。嗓泅直流输电工程( 上海―嗓泅岛) 是我国自行设 计、制造、建设的双极海底电缆直流工程, 于1996 年完成研究工作, 2002 年全部建成。工程为双极±500 kV,600 A, 60 MW, 可双向供电, 线路长度66.2 km, 其中海底电缆59.7 km。葛南( 葛洲坝―上海南桥) 高压直流输电系统, 是我国引进的第一个高压直流输电工程, 1989 年单极投运, 1990 年双极投运。进入21 世纪, 我国的高压直流输电进展迅速, 相继建成投产了天广( 天生桥―广州) 、三常( 三峡―常州) 、三广( 三峡―广东)和贵广( 贵州―广东) 等多项高压直流输电项目。作为引进技术的验证, 自主研发设计制造的华中―西北联网灵宝背背直流工程, 2005 年7 月投入运行。 1.2 我国高压直流输电系统的现状 至2004 年末, 我国高压直流输电工程累计输送容量达12 470 MW, 输电线路长度累计达4 840 km, 差不多超过美国位列世界第一。截至2007年年底, 我国已建成并正式投入运行葛( 洲坝) 沪( 上海) 、三( 峡) 常( 州) 、三( 峡) 广( 东) 、三( 峡) 沪( 上海) 、天( 天生桥) 广( 东) 、贵( 州) 广( 东) Ⅰ回、Ⅱ回等7 个超高压直流输电工程和灵宝背靠背直流工程,直流输电线路总长度达 7 085 km, 输送容量达18 560 MW, 线路总长度和输送容量均居世界第一。与此同时, 我国超高压直流输电工程的设计建设、运行治理和设备制造水平也处于国际领先地位。 2 高压直流输电系统中存在的咨询题 2.1 直流输电中的谐波咨询题
浅谈高压直流输电与交流输电各自优缺点 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
追溯历史，最初采用的输电方式是直流输电，于1874年出现于俄国。当时输电电压仅100V。随着直流发电机制造技术的提高，到1885年，直流输电电压已提高到6000V。但要进一步提高大功率直流发电机的额定电压，存在着绝缘等一系列技术困难。由于不能直接给直流电升压，输电距离受到极大的限制，不能满足输送容量增长和输电距离增加的要求。19世纪80年代末，人类发明了三相交流发电机和变压器。1891年，世界上第一个三相交流发电站在德国竣工。此后，交流输电普遍代替了直流输电。随着电力系统的迅速扩大，输电功率和输电距离的进一步增加，交流输电遇到了一系列技术困难。大功率换流器（整流和逆变）的研究成功，为高压直流输电突破了技术上的障碍，直流输电重新受到人们的重视。1933年，美国通用电器公司为布尔德坝枢纽工程设计出高压直流输电装置；1954年，建起了世界上第一条远距离高压直流输电工程。之后，直流输电在世界上得到了较快发展，现在直流输电工程的电压等级大多为±275～±500kV，投入商业运营的直流工程最高电压等级为±600kV（巴西伊泰普工程），我国计划在西南水电送出的直流工程中采用±800kV电压等级。 在现代直流输电系统中，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。在输电线路的送端，交流系统的交流电经换流站内的换流变压器送到整流器，将高压交流电变为高压直流电后送入直流输电线路。直流电通过输电线路送到受端换流站内的逆变器，将高压直流电又变为高压交流电，再经过换流变压器将电能输送到交流系统。在直流输电系统中，通过控制换流器，可以使其工作于整流或逆变状态。
第1章导论 1.1高压直流输电概况 1.1.1 交流输电还是直流输电？ 关于电能的输送方式，是采用直流输电还是交流输电，在历史上曾引起过很大的争论。美国发明家爱迪生、英国物理学家开尔文都极力主张采用直流输电，而美国发明家威斯汀豪斯和英国物理学家费朗蒂则主张采用交流输电。 在早期，工程师们主要致力于研究直流电，发电站的供电范围也很有限，而且主要用于照明，还未用作工业动力。例如，1882年爱迪生电气照明公司（创建于1878年）在伦敦建立了第一座发电站，安装了三台110伏“巨汉”号直流发电机，这是爱迪生于1880年研制的，这种发电机可以为1500个16瓦的白炽灯供电。这一阶段发电、输电和用电均为直流电。如1882年在德国建成的57km向慕尼黑国际展览会送电的直流输电线路（2kV，1.5kW）；1889年在法国用直流发电机串联而得到高电压，从毛梯埃斯（Moutiers）到里昂（Lyon）的230km直流输电线路（125kV，20MW）等，均为此种类型。 但是随着科学技术和工业生产发展的需要，电力技术在通信、运输、动力等方面逐渐得到广泛应用，社会对电力的需求也急剧增大。由于用户的电压不能太高，因此要输送一定的功率，就要加大电流（P＝IU）。而电流愈大，输电线路发热就愈厉害，损失的功率就愈多；而且电流大，损失在输电导线上的电压也大，使用户得到的电压降低，离发电站愈远的用户，得到的电压也就愈低。直流输电的弊端，限制了电力的应用，促使人们探讨用交流输电的问题。爱迪生虽然是一个伟大的发明家，但是他没有受过正规教育，缺乏理论知识，难以解决交流电涉及到的数学运算，阻碍了他对交流电的理解，所以在交、直流输电的争论中，成了保守势力的代表。爱迪生认为交流电危险，不如直流电安全。他还打比方说，沿街道敷设交流电缆，简直等于埋下地雷。并且邀请人们和新闻记者，观看用高压交流电击死野狗、野猫的实验。那时纽约州法院通过了一项法令，用电刑来执行死刑。行刑用的电椅就是通以高压交流电，这正好帮了爱迪生的大忙。在他的反对下，交流电遇到了很大的阻碍。 但是为了减少输电线路中电能的损失，只能提高电压。在发电站将电压升高，到用户地区再把电压降下来，这样就能在低损耗的情况下，达到远距离送电的目的。而要改变电压，只有采用交流输电才行。1888年，由费朗蒂设计的伦敦泰晤士河畔的大型交流电站开始输电。他用钢皮铜心电缆将1万伏的交流电送往相距10公里外的市区变电站，在这里降为2500伏，再分送到各街区的二级变压器，降为100伏供用户照明。以后，俄国的多利沃──多布罗沃斯基又于1889年最先制出了功率为100瓦的三相交流发电机，并被德国、美国推广应用。事实成功地证实了高压交流输电的优越性。并在全世界范围内迅速推广。随着三相交流发电机，感应电动机和变压器的迅速发展，发电和用电领域很快被交流电所取代。同时变压器又可方便地改变交流电压，从而使交流输电和交流电网得到迅速的发展，并很快占据了统治地位。 随着科学的发展，为了解决交流输电存在的问题，寻求更合理的输电方式。由于直流输电具有远距离海底电缆或地下电缆输电，不同频率电网之间的联网或送电等优点，人们现在又开始采用直流超高压输电。但这并不是简单地恢复到爱迪生时代的那种直流输电。发电站发出的电和用户用的电仍然是交流电，只是在远距离输电中，采用换流设备，把交流高压变成直流高压。这样做可以把交流输电用的3条电线减为2条，大大地节约了输电导线。如莫桑比克的卡布拉巴萨水电站至阿扎尼亚的线路架空直流输电线路，长1414公里，输电电压
我所了解的高压直流输电 自1954 年瑞典哥特兰的世界上第一项高压直流输电工程投运以来,高压直流输电技术已随着电力电子技术的突飞猛进而飞速发展,它在长距离输电、电网互联等方面有独特优点,已作为高压交流输电技术的有力补充而在全世界广泛应用,目前其工程约90个。 我国幅员辽阔,西电东送、南北互供的电网发展战略使高压直流输电技术大有用武之地,预计将出现一系列高压直流输电工程。 1 高压直流输电相对于交流输电的特点 ①高压直流输电与其相联的两个交流系统的频率和相位无关。据此可通过直流输电环节连接两独立交流系统,既能获取减小热备用容量等联网效益,又可各自保持有功及无功功率平衡等电网管理的独立性。另外,一电网短路可因直流环节的隔离作用而不直接株连另一电网,从而避免全系统大面积停电。故高压直流输电很适于电网间的互联。 ②高压直流输电只传送有功功率。故不会增大所联交流电网的短路容量,即不增大断路器遮断容量,且直流电缆无充电电流,可长距离送电。 ③高压直流输电的传送功率(包括大小和方向)快速可控。故可方便而精确地严格按计划实时控制所联交流电网间的交换功率,且不受两端交流电网运行工况的影响,特别适合于所联两电网间按协议送电。还可通过快速准确地控制直流功率来有效提高所联交流电网或所并联交流线路的稳定性。 ④高压直流输电线路经济。因单、双极直流输电分别只需一、二根导线(相当于一、二回交流线路) ,故直流输电线路所需线路走廊宽度小,线材、金具、塔材都少,塔轻使塔基工程量也小。输电距离较远时,直流线路节省的费用将大于直流换流设备多花的费用,线路越长,节省越多。因而高压直流输电特别适用于长距离大容量输电。 2 我国电网发展的形势 我国已探明的煤炭储量82 %集中在西部地区,可开发的水电资源67.5 %集中在西南地区,而到2020 年的电力消费75 %将集中在中、东部和南部沿海地区。这种一次能源分布与负荷中心的不平衡,决定了我国资源优化配置的基本选择是长距离西电东送。它对东部而言,可得到廉价的清洁能源,弥补其电力不足,减轻对环境的污染,节省宝贵的土地资源;对西部而言,可通过开发水电、坑口火电,向外输出电力,既可增加就业,积累资金,提高居民收入,又可利用丰富廉价的电力发展高耗能工业,从而带动西部地区经济发展,促进其资源优势向经济优势转化;此外,对国内制造业也有巨大的促进作用。故西电东送是我国西部大开发战略的重要组成部分。 另外,随着地区经济的发展,我国已自然形成了东北、华北、西北、华中、华东、南方及一些省区的区域电网。合理地互联这些电网可取得良好的水火互补、错峰填谷、减少备用容量、事故支援等经济效益,并减小大面积停电的几率,便于电网各自管理,故高压直流输电(包括直流背靠背)十分适于联网。
高压直流输电的优势和应用及其展望京江学院J电气0802 3081127059 陈鑫郁 简单的讲，直流输电是先将交流电通过换流器变成直流电，然后通过直流输电线路送出。在受电端再把直流电变成交流电，进入受端交流电网。直流输电系统由换流(逆变)站、接地极、接地极线路和直流送电线路构成。直流输电具有传输功率大，线路造价低，控制性能好等特点，是目前世界发达国家作为解决高电压、大容量、长距离送电和异步联网的重要手段。直流输电( HVDC)的发展历史到现在已有百余年了，在输电技术发展初期曾发挥作用，但到了20 世纪初，由于直流电机串接运行复杂，而高电压大容量直流电机存在换向困难等技术问题，使直流输电在技术和经济上都不能与交流输电相竞争，因此进展缓慢。20 世纪50 年代后，电力需求日益增长，远距离大容量输电线路不断增加，电网扩大，交流输电受到同步运行稳定性的限制，在一定条件下的技术经济比较结果表明，采用直流输电较为合理，且比交流电有较好的经济效益和优越的运行特性，因而直流电重新被人们所重视。 1 高压直流输电 高压直流输电基本原理 高压直流输电的定义：发电厂发出的交流电，经整流器变换成直流电输送至受电端，再用逆变器将直流电变换成交流电送到受端交流电网。直流输电的一次设备主要由换流站（整流站和逆变站）、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成。 高压直流输电的技术特点 （1）高压直流输电输送容量更大、送电距离更远。 （2）直流输送功率的大小和方向可以实现快速控制和调节。 （3）直流输电接入系统是不会增加原有电力系统的短路电流容量的，也并不受系统稳定极限的限制。 （4）直流输电是可以充分利用线路的走廊资源，线路的走廊宽度大致为交流输电线路的一半，并且送电容量相比前者更大。 （5）直流输电工程运行时，无论任一极发生故障时，另一极均能继续运行，并可以发挥过负荷能力，保持输送功率不变或最大限度的减少输送功率的损失。 （6）直流系统本身具有调制功能，可根据系统的要求做出快速响应，对机电振荡产生阻尼，阻尼能够产生低频振荡，从而提高了电力系统暂态稳定水平。 （7）能够通过换流站内配置的无功功率自动控制装置对系统交流电压进行自动调节。 （8）对于大电网而言，能够实现大电网之间通过直流输电互联供电的方式，同时2个电网之间也不会因为这种方式产生互相干扰和影响，并在必要时可以迅速进行功率交换。 2 高压交流输电 交流输电的基本原理 发电厂发出的电能以交流形式输送的方式送至受电端。交流电可以方便灵活地根据需要通过变压器升压和降压，使配送电能变得极为便利。 交流输电的特点 （1）高压交流输电在输电的过程中可以有中转点，可以组成强大的电力网络，根据电源点分布、负荷点的布点、传输电力和进行电力交换等实际需要而构成国家高压、特高压主体电网网架。因此高压交流电网的最大优势是：输送电能的能力比较强大、覆盖的范围很广、电网线损小、输电路径明显减少，能很灵活地适应电力市场运营的要求。 （2）采用高压交流输电能够实现如同网络般的功能，我们知道高压交流同步电网中线路两端的功角差是可以控制在20°及以下的。因此，交流同步电网的安全稳定性越高，同步
问题63:为什么采用高压直流输电？ 发布时间：2007-07-23 点击次数： 追溯历史，最初采用的输电方式是直流输电，于1874年出现于俄国。当时输电电压仅100V。随着直流发电机制造技术的提高，到1885年，直流输电电压已提高到6000V。但要进一步提高大功率直流发电机的额定电压，存在着绝缘等一系列技术困难。由于不能直接给直流电升压，输电距离受到极大的限制，不能满足输送容量增长和输电距离增加的要求。19世纪80年代末，人类发明了三相交流发电机和变压器。1891年，世界上第一个三相交流发电站在德国竣工。此后，交流输电普遍代替了直流输电。随着电力系统的迅速扩大，输电功率和输电距离的进一步增加，交流输电遇到了一系列技术困难。大功率换流器（整流和逆变）的研究成功，为高压直流输电突破了技术上的障碍，直流输电重新受到人们的重视。1933年，美国通用电器公司为布尔德坝枢纽工程设计出高压直流输电装置；1954年，建起了世界上第一条远距离高压直流输电工程。之后，直流输电在世界上得到了较快发展，现在直流输电工程的电压等级大多为±275～±500kV，投入商业运营的直流工程最高电压等级为 ±600kV（巴西伊泰普工程），我国计划在西南水电送出的直流工程中采用±800kV电压等级。 在现代直流输电系统中，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。在输电线路的送端，交流系统的交流电经换流站内的换流变压器送到整流器，将高压交流电变为高压直流电后送入直流输电线路。直流电通过输电线路送到受端换流站内的逆变器，将高压直流电又变为高压交流电，再经过换流变压器将电能输送到交流系统。在直流输电系统中，通过控制换流器，可以使其工作于整流或逆变状态。 我国目前建成的高压直流输电工程均为两端直流输电系统。两端直流输电系统主要由整流站、逆变站和输电线路三部分组成，如图5-1所示。
1 我国高压直流输电系统的发展历程及现状 1.1 我国高压直流输电系统的发展历程 我国的高压直流输电工程总体上可以说是起步较晚, 但发展迅速。1980 年国家确定全部依靠自己力量建设中国第一项直流输电工程———舟山直流输电工程。它具有向自主建设大型直流输电工程过渡的工业性试验性质,于1984 年开始施工, 1987 年投入试运行, 1989 年正式投运。工程最终规模为±1 100 kV, 500 A, 100 MW, 线路全长54 km。嗓泅直流输电工程( 上海―嗓泅岛) 是我国自行设计、制造、建设的双极海底电缆直流工程, 于1996 年完成研究工作, 2002 年全部建成。工程为双极±500 kV,600 A, 60 MW, 可双向供电, 线路长度66.2 km, 其中海底电缆59.7 km。葛南( 葛洲坝―上海南桥) 高压直流输电系统, 是我国引进的第一个高压直流输电工程, 1989 年单极投运, 1990 年双极投运。进入21 世纪, 我国的高压直流输电发展迅速, 相继建成投产了天广( 天生桥―广州) 、三常( 三峡―常州) 、三广( 三峡―广东) 和贵广( 贵州―广东) 等多项高压直流输电项目。作为引进技术的验证, 自主研发设计制造的华中―西北联网灵宝背背直流工程, 2005 年7 月投入运行。 1.2 我国高压直流输电系统的现状 至2004 年末, 我国高压直流输电工程累计输送容量达12 470 MW, 输电线路长度累计达4 840 km, 已经超过美国位列世界第一。截至2007 年年底, 我国已建成并正式投入运行葛( 洲坝) 沪( 上海) 、三( 峡) 常( 州) 、三( 峡) 广( 东) 、三( 峡) 沪( 上海) 、天( 天生桥) 广( 东) 、贵( 州) 广( 东) Ⅰ回、Ⅱ回等7 个超高压直流输电工程和灵宝背靠背直流工程, 直流输电线路总长度达 7 085 km, 输送容量达18 560 MW, 线路总长度和输送容量均居世界第一。与此
柔性直流输电 一、常规直流输电技术 1. 常规直流输电系统换流站的主要设备。常规直流输电系统换流站的主要设备一般包括：三相桥式电路、整流变压器、交流滤波器、直流平波电抗器和控制保护以及辅助系统(水冷系统、站用电系统)等。 2. 常规直流输电技术的优点。 1）直流输送容量大，输送的电压高，最高已达到800kV，输送的电流大，最大电流已达到4 500A；所用单个晶闸管的耐受电压高，电流大。 2）光触发晶闸管直流输电，抗干扰性好。大电网之间通过直流输电互联（背靠背方式），换流阀损耗较小，输电运行的稳定性和可靠性高。 3）常规直流输电技术可将环流器进行闭锁，以消除直流侧电流故障。 3. 常规直流电路技术的缺点。常规直流输电由于采用大功率晶闸管，主要有如下缺点。 1）只能工作在有源逆变状态，不能接入无源系统。 2）对交流系统的强度较为敏感，一旦交流系统发生干扰，容易换相失败。 3）无功消耗大。输出电压、输出电流谐波含量高，需要安装滤波装置来消除谐波。 二、柔性直流输电技术
1. 柔性直流输电系统换流站的主要设备。柔性直流输电系统换流站的主要设备一般包括：电压源换流器、相电抗器、联结变压器、交流滤波器和控制保护以及辅助系统(水冷系统、站用系统)等。 2. 柔性直流输电技术的优点。柔性直流输电是在常规直流输电的基础上发展起来的，因此传统的直流输电技术具有的优点，柔性输电大都具有。此外，柔性输电还具有一些自身的优点。 1）潮流反转方便快捷，现有交流系统的输电能力强，交流电网的功角稳定性高。保持电压恒定，可调节有功潮流；保持有功不变，可调节无功功率。 2）事故后可快速恢复供电和黑启动，可以向无源电网供电，受端系统可以是无源网络，不需要滤波器开关。功率变化时，滤波器不需要提供无功功率。 3）设计具有紧凑化、模块化的特点，易于移动、安装、调试和维护，易于扩展和实现多端直流输电等优点。 4）采用双极运行，不需要接地极，没有注入地下的电流。 3. 柔性直流输电技术的缺点。系统损耗大（开关损耗较大），不能控制直流侧故障时的故障电流。在直流侧发生故障的情况下，由于柔性直流输电系统中的换流器中存在不可控的二极管通路，因此柔性直流输电系统不能闭锁直流侧短路故障时的故障电流，在故障发生后只能通过断开交流侧断路器来切除故障。可以使用的最佳解决方式是通过使用直流电缆来提高系统的可靠性和可用率。 三、常规直流输电技术和柔性直流输电技术的对比
电力电子技术在电力系统中的应用 专业：电气工程及其自动化 班级：电气0902 学号: 0901120211 姓名：白云龙
电力电子技术在电力系统中的应用 本学期开设了《电力电子技术在电力系统中的应用》一科，结合电力电子与电力系统的知识。通过以前的学习我们知道，电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课。而电力系统是由发电、变电、输电和用电等环节组成的电能生产、传输、分配和消费的系统。本门学科即是讲电力电子技术在电力系统中的应用。其中包括无触点开关、有源电力滤波器、高压直流输电、交流不间断电源、静止无功补偿器等。本次我将着重介绍电力电子在电力系统中的应用之一—高压直流输电。 所谓高压直流输电（HVDC），即利用稳定的直流电具有无感抗，容抗也不起作用，无同步问题等优点而采用的大功率远距离直流输电。输电过程为直流。目前应用较为广泛，常用于海底电缆输电，非同步运行的交流系统之间的连络等方面。 高压直流输电技术被用于通过架空线和海底电缆远距离输送电能；同时在一些不适于用传统交流联接的场合，它也被用于独立电力系统间的联接。世界上第一条商业化的高压直流输电线路。1954年诞生于瑞典，用于连接瑞典本土和哥特兰岛。 在一个高压直流输电系统中，电能从三相交流电网的一点导出,在换流站转换成直流，通过架空线或电缆传送到接受点；直流在另一侧换流站转化成交流后，再进入接收方的交流电网。直流输电的额定功率通常大于100兆瓦，许多在1000-3000兆瓦之间。 高压直流输电用于远距离或超远距离输电，因为它相对传统的交流输电更经济。 应用高压直流输电系统，电能等级和方向均能得到快速精确的控制，这种性能可提高它所连接的交流电网性能和效率，直流输电系统已经被普遍应用。 高压直流输电是将三相交流电通过换流站整流变成直流电，然后通过直流输电线路送往另一个换流站逆变成三相交流电的输电方式。它基本上由两个换流站和直流输电线组成，两个换流站与两端的交流系统相连接。 直流输电线造价低于交流输电线路但换流站造价却比交流变电站高得多。一
高压直流输电的发展现状及趋势 摘要：我国正处于经济转型的重要时期，电网发展面临巨大的挑战，直流输电的输送距离远、容量大、可控性等特点，非常受到人们的重视，已经在很多输电工程中担任主要的送电任务，在今后我国电网建设中，必须做好直流输电的研究和规划工作。本文在我国直流输电发展的基础上，结合我国直流输电的现状和规划，对我国今后直流输电的发展趋势，进行了深入的研究。 关键词：高压直流输电直流输电发展趋势 HVDC 0 引言 高压直流（HVDC）技术，自50年代兴起后，以经历了40多年的发展，成为一项日渐成熟的技术，至2002年，世界上已成功投运的HVDC工程已达82项，预计至2020年，世界还将有约50项HVDC工程投入运行。 80年代，随着可控硅技术以及世界电网技术发展；HVDC技术得到一个阶跃性的发展。其一，由于联网的要求，背靠背工程有14项，约占新建工程的一半；其二，建成了目前世界上最长的直流线路。1700KM的扎伊尔英加-沙巴工程以及电压等级最高、输送容量最大的巴西伊泰普工程。90年代世界上第一复杂的三端HVDC工程（魁北克-新英格兰工程）完成，并建成了世界上最长的海缆HVDC工程（瑞典-德国的BALTIC工程）。 1 我国直流输电的发展 我国自20世纪50年代末就开始直流输电技术的研究，60年代在电科院建立起汞弧阀模拟装置。70年代在上海，完全依靠国内技术力量，利用报废的交流电缆线路，建立起31kV直流试验线路，开始了直流输电技术在我国的运用。 （1）已经投运的直流输电工程 1）舟山直流输电工程，是我国自己制造的第一项跨海直流输电试验工程，额定电压100kV，功率50MW。1987年12月投入试运行，主要用于向舟山群岛供电。 2）葛上直流输电工程是我国第一项大型直流工程。该工程的设计、设备制造由瑞士ABB（瑞士BBC）公司和德国西门子公司承包。1987年底建成单极500 kV，输送电力600MW；1998年建成双极±500 kV，输送电力1200MW。 3）天广直流输电工程额定直流电压±500 kV，额定输送功率1800MW。三广直流的建成，使南方电网成为我国第一个交直流并联输电系统。天广线采用的直流输电新技术有直流有源滤波器、直流电流光检测元件、脉冲回声检测装置以准确定位故障位置、实时多处理控制保护系统（西门子公司的SINSDYND系统）、局域网控制系统、运行人员操作工作站和GPS技术。
《高压直流输电技术》思考题及答案 一.高压直流输电发展三个阶段的特点？ 答：1 1954年以前——试验阶段； 参数低；采用低参数汞弧阀；发展速度慢。 2 1954年~1972年——发展阶段； 技术提高很大；直流输电具有多方面的目的（如水下传输；系统互联；远距离、大容量传输）。 3 1972年~现在——大力发展阶段； 采用可控硅阀；几乎全是超高压；单回线路的输电能力比前一阶段有了很大的增加；发展速度快。 二.高压直流输电的基本原理是什么？ 答：直流输电线路的基本原理图见图1.3所示。从交流系统I向系统X输电能时， 换流站CS1把送端系统送来的三相交流电流换成直流电流，通过直流输电线路把直流电流（功率）输送到换流站CS2，再由CS2把直流电流变换成三相交流电流 三.高压直流输电如何分类？ 答：分两大类： 1 单极线路方式； A.单极线路方式； 采用一根导线或电缆线，以大地或海水作为返回线路组成的直流输电系统。 B.单极两线制线路方式； 将返回线路用一根导线代替的单极线路方式。 2 双极线路方式； A. 双极两线中性点两端接地方式； B. 双极两线中性点单端接地方式； C. 双极中性点线方式； D. “背靠背”（back- to- back）换流方式。 四.高压直流输电的优缺点有哪些？ 答：优点：1 输送相同功率时，线路造价低； 2 线路有功损耗小； 3 适宜海下输电； 4 没有系统的稳定问题； 5 能限制系统的短路电流； 6 调节速度快，运行可靠 缺点：1 换流站的设备较昂贵； 2 换流装置要消耗大量的无功； 3 换流装置是一个谐波源，在运行中要产生谐波，影响系统运行，所以需在直 流系统的交流侧和直流侧分别装设交流滤波器和直流滤波器，从而使直流输 电的投资增大；
特高压直流输电线路基本情况介绍 问：直流输电线路有哪些基本类型？ 答：就其基本结构而言，直流输电线路可分为架空线路、电缆线路以及架空——电缆混合线路三种类型。直流架空线路因其结构简单、线路造价低、走廊利用率高、运行损耗小、维护便利以及满足大容量、长距离输电要求的特点，在电网建设中得到越来越多运用。因此直流输电线路通常采用直流架空线路，只有在架空线线路受到限制的场合才考虑采用电缆线路。 问：建设特高压直流输电线路需要研究哪些关键技术问题？ 答：直流架空线路与交流架空线路相比，在机械结构的设计和计算方面，并没有显著差别。但在电气方面，则具有许多不同的特点，需要进行专门研究。对于特高压直流输电线路的建设，尤其需要重视以下三个方面的研究： 1. 电晕效应。直流输电线路在正常运行情况下允许导线发生一定程度的电晕放电，由此将会产生电晕损失、电场效应、无线电干扰和可听噪声等，导致直流输电的运行损耗和环境影响。特高压工程由于电压高，如果设计不当，其电晕效应可能会比超高压工程的更大。通过对特高压直流电晕特性的研究，合理选择导线型式和绝缘子串、金具组装型式，降低电晕效应，减少运行损耗和对环境的影响。 2. 绝缘配合。直流输电工程的绝缘配合对工程的投资和运行水平有极大影响。由于直流输电的“静电吸尘效应”，绝缘子的积污和污闪特性与交流的有很大不同，由此引起的污秽放电比交流的更为严重，合理选择直流线路的绝缘配合对于提高运行水平非常重要。由于特高压直流输电在世界上尚属首例，国内外现有的试验数据和研究成果十分有限，因此有必要对特高压直流输电的绝缘配合问题进行深入的研究。 3. 电磁环境影响。采用特高压直流输电，对于实现更大范围的资源优化配置，提高输电走廊的利用率和保护环境，无疑具有十分重要的意义。但与超高压工程相比，特高压直流输电工程具有电压高、导线大、铁塔高、单回线路走廊宽等特点，其电磁环境与±500千伏直流线路的有一定差别，由此带来的环境影响必然受到社会各界的关注。同时，特高压直流工程的电磁环境与导线型式、架线高度等密切相关。因此，认真研究特高压直流输电的电磁
高压直流输电的现状及发展 广东省电力工业局周乐荣 高压直流输电由于具备了交流输电所不能比拟的优点和特殊性，使其在电力系统中逐渐得到广泛应用，且显示出它重要的作用。尽管国外应用直流输电已经历了三十年，但我国目前在继舟山直流工程、葛洲坝至上海直流工程以及拟建的天生桥至广州直流工程之后才逐渐将高压直流工程技术应用到我国电力系统工程中来。虽然±500kV葛—上线高压直流工程的建成投运，标志着我国HVDC工程已迈进了世界先进前列。但面对该领域，仍然充满着神秘和挑战，有待于我们去进一步的研究和开发。 1、HVDC的现状 1882年，法国用2kV直流发电机经56km直流输电线路把电力送往用户，开创了直流输电的先河，实现了人类历史上第一次直流输电。1912年电压100kV、送电功率15MW、输电线路为190km的直流输电工程投产运行，对HVDC在技术上、经济上如何发展和完善提出了要求，推动力直流输电的发展。直至20世纪30~50年代，可控汞护阀换流器的研制成功并投入运行，积累了相关经验，为发展高电压、大功率直流输电开辟了道路。特别是1954年瑞典投入了一条长20km、电压100kV、功率为20MW的海底电缆的直流输电线路及1961年英（国）—法（国）采用了±100kV、100MW、65km的直流线路完成了跨越英法海峡的联网工程，使HVDC的发展呈现了广阔前景。近年来，随着可控硅换流阀技术的日臻完善，光纤和计算机技术的迅速发展，使直流输电在技术上更加成熟，输电可靠性日益提高，HVDC在电力系统中得到广泛应用并显示出其不可低估的地位。目前，HVDC以其特有的优点和特殊性在交流电力系统的联网和分割功能方面发挥出重要的作用。 迄今为止，全世界大约超过40个国家已经建成投产了直流输变电工程，其中以加拿大、美国、德国、日本、苏联、英国、法国、瑞典等国家建成投产的工程较多。而应用直流工程最多、且在该领域有较成熟研究和技术的国家当数加拿大。据统计，1960年至1970年，全世界投入运行的直流工程容量为4000MW，1970~1980年，投入运行约8870MW。1980年至1990年是直流工程建设和发展的“黄金时期”，在这期间，是直流工程研究从实践到应用的飞跃阶段，10年间共建成投运直流工程项目约33项，总容量为31441MW，约为前20年的3倍。1990年至1995年，投运直流工程容量为9683MW，1990年后，每5年投入的直流工程容量均超过10000MW以上，到1997年为止，全世界投入运行点的直流工程容量约为56100MW。随着电网的不断发展，HVDC技术的日臻完善，今后的HVDC工程将朝着大容量、高电压和长距离送电的方向发展，另外，在各相邻国电网或各大地区电网之间的联网方面。HVDC工程也扮演着越来越重要的角色。 1970~2005年投运的直流输变电工程示意图如图1.
高压交流输电和高压直流输电的优劣比较工业化进程的加快使我们越来越依赖于电，如何使电尽可能多的从发电站输送到用户端成为研究人员非常关注的一个课题。早在19世纪电刚刚出现的时候，爱迪生和特拉斯就应该使用直流电还是交流电的问题争执不休。但是因为爱迪生对特拉斯的打压，导致特拉斯放弃了交流电的专利权。所以，一开始的时候，世界上只有爱迪生公司提供的的低压直流供电系统。但是，低压直流供电不能长距离传送，据说最大传送距离只有1.5英里(约2400米)。后来，交流电和变压器的发明解决了升降电压的问题，从而可以长距离输送。但是爱迪生完全拒绝交流电，还到处宣传高压交流电的危险性，正是因为如此，当最后美国决定采用交流电时，使用了较低的110伏标准。现在，我们基本上都会采用高压交流输电的方式。但是，随着频发的安全事故，人们在一次把目光投向了高压直流输电，但此时的高压交流输电已远远成熟于当时的低压直流输电。下面就高压交流电和直流电的产生以及高压交流输电和高压直流输电的优劣进行阐述。 一、产生 交流电最早是由尼古拉特拉斯发明。现在使用的交流电由交流电动机产生：电动机定子绕组通电后将产旋转磁场，由于这时转子并没有转动，所以转子与磁场之间就有相对运动，转子就会产生感应电流，感应电流使处于磁场中的转子受到磁场力作用而转动；这个循环会一直进行下去，持续不断地产生的感应电动势经处理后就成为最初从发电站输出的交流电。 爱迪生最早发明了直流电。直流电主要有三种发电方式。一是由各种电池直接产生。如利用干电池、蓄电池等提供，但是这样产生的电流很小，不适用于为大型电器供电。二是直流发电机直接发出直流电。这种发电机上装有换向器，因此发出来的直接就是直流电。三是将交流电整流获得直流电。交流电被整流为脉动直流电后再通过滤波，就可获得平滑直流电。第三种方法是应用的最为广泛。 二、传输 任何传输电流的介质都有一定的电阻，所以电在传输的过程中总存在一定的损耗，传输的电流在导线上的损耗可以由P=I2R计算。显然，为降低这种损耗要么降低传输的电流，要么降低电线的电阻。但是由于技术限制，目前很难降低输电导线的电阻。因此，降低传输电流的大小是唯一有效的办法。从发电厂输出的电的功率是一定的，根据P=IU，提高电网中的电压即可降低导线中的电流，从而达到了节约能源的目的交流电升降压容易的特点使这种思路变得切实可行，仅使用结构简单的升降压变压器就可实现。发电厂使用升压变压器将交流电升至几千至几十万伏，这样可以使电线上的损耗尽可能地减少；到了城市内，再用降压变压器将电压降低至合适值以保证安全；进户前会再次降压至市电电压以供用电器使用。 由于直流电不像交流电一样易于升降，只能根据实际电压的高低直接用高压电缆传输。正是由于直流电不易于升降，经济效益较差，19世纪80年代以后，直流输电不得不让位于交流输电。20世纪60年代以来，由于采用高电压、大功率变流器降至六点变为交流电，直流输电系统又重新受到重视。 3
高压直流输电系统概述 院系：电气工程学院 班级：1113班 学号：xxxxxxxxxxx 姓名：xxxxxxxxxx 专业：电工理论新技术
一、高压直流输电系统发展概况 高压直流输电作为一种新兴的输电方法，有很多优于交流输电地方，比如它可以实现不同额定频率或相同额定频率交流系统之间的非同期联络，特别适合高电压、远距离、大容量输电，尤其适合大区电网间的互联，线路功耗小、对环境的危害小，线路故障时的自防护能力强等等。 1954年,世界上第一个基于汞弧阀的高压直输电系统在瑞典投入商业运行.随着电力系统的需求和电力电子技术的发展,高压直流输电技术取得了快速发展. 1972年,基于可控硅阀的新一代高压直流输电系统在加拿大伊尔河流域的背靠背直流工程中使用; 1979年,第一个基于微处理器控制技术的高压直流输电系统投入运行; 1984年,巴西伊泰普水电站建造了电压等级最高(±600 kV)的高压直流输电工程. 我国高压直流输电起步相对较晚,但近年来发展很快. 1987年底我国投运了自行建成的舟山100 kV海底电缆直流输电工程,随后葛洲坝-上海500 kV、1 200MW的大功率直流输电投运,大大促进了我国高压直流输电水平的提高. 2000年以后,我国又相继建成了天生桥-广州、三峡-常州、三峡-广州、贵州-广州等500 kV容量达3 000MW的直流输电工程.此外,海南与台湾等海岛与大陆的联网、各大区电网的互联等等,都给我国直流输电的发展开辟了动人的前景. 近年来,直流输电技术又获得了一次历史性的突破,即基于电压源换流器(Voltage Source Converter,VSC)技术和全控型电力电子功率器件,门极可关断晶闸管(GTO)及绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为基础的新一代高压直流输电技术已发展起来,也就是轻型直流输电(HVDC light)技术. 现有的直流输电主要是两端系统.随着直流断路器研制的进展和成功以及直流输电技术的进一步成熟完善,直流输电必将向着多端系统发展.同时许多其他科学技术领域的新成就将使输电技术的用途得到广泛的扩展.光纤与计算机技术的发展也使得直流输电系统的控制、调节与保护更趋完善,运行可靠性进一步提高;高温超导材料及其在强电方面的应用研究正方兴未艾,在直流下运行时,超导电缆无附加损耗,可节省制冷费用,因此在超导输电方面直流输电也很适宜. 一、高压直流输电系统构成 高压直流输电系统的结构按联络线大致可分为单极联络线、双极联络线、同极联络线三大类。 单极联络线的基本结构如图1所示,通常采用一根负极性的导线,由大地或海水提供回路,采用负极性的导线,是因为负极的电晕引起的无线电干扰和受雷击的几率比正极性导线小得多,但当功率反送时,导线的极性反转,则变为负极接地。由于它只需要一根联络线,故出于降低造价的目的,常采用这类系统,对电缆