【专业知识】直流输电与交流输电相比优点有哪些

交流电和直流电相比，它们各自的优缺点是什么直流输电是历史上最早的输电方式，但随着电压等级的升高，输电距离的增大，它未能很好的解决电压变化的问题，所以被交流输电所替代。

这些年来直流输电重新受到重视，一方面是由于特殊输电方式的需要，如海底城市电缆；另一方面则是由于大功率电力电子器件在技术上有了一定突破。

先说一说直流输电的优势吧！1.直流输电线路的造价和运行费用低。

直流输电线路两根导线，交流输电线路三根导线，嗯..立省三分之一有木有。

由于导线数量少，杆塔承受轻，线路走廊占地少。

同理，直流输电的有功损耗也少，而且完全没有无功的各种问题！！直流线路没有趋肤效应，电晕损耗和干扰也小一些。

2.直流输电适合两个电力系统的互联。

直流输电没有相位差！没有稳定性问题！不会低频振荡！潮流控制更加简单。

甚至可以将两个不同频率的电网互联在一起运行，极大提高系统的稳定性。

3.直流输电更易于实现城市地下和海底电缆输电。

直流电缆线路几乎没有电容电流，省去了巨大的并联电抗器的投资，对于较长距离的城市地下和海底电缆输电，直流是不二的选择。

4.直流输电更易于分布式发电的并网运行。

以风电来说吧，由于风速的随机性，风力发电初始频率其实也是随机的，目前的方法是要对风电频率进行控制，比如都先变频至50Hz再统一并网。

如果是直接变直流再并网，控制方面会容易很多。

当然，王院士提出分频输电技术，都是后话了。

那么直流输电有没有劣势呢？必须有！1.换流站造价不菲。

虽然输电线路的造价在长距离时直流要少于交流，但是直流换流站的价格要比交流变电站高出很多。

当然，当线路长度达到一定距离时，整个直流输电的造价就少于交流输电了，即所谓的交直流输电的等价距离。

2.换流站在运行中消耗大量无功功率。

不论是整流还是逆变，换流装置的触发角都不可能是零，电流相位落后于电压相位，需要大量无功补偿装置。

3.换流装置在运行过程中会产生谐波。

这就需要加装滤波设备了。

4.高压直流设备尚未研制出来。

直流输电和交流输电各自优缺点交流输电由来已久,交流输电线路中,除了有导线的电阻损耗外还有交流感抗的损耗。

为了解决交流输电电阻的损耗,采用高压和超高压输电来减小电流来减小损耗。

但是交流电感损耗不能减小。

因此交流输电不能做太远距离输电。

如果线路过长输送的电能就会全部消耗在输电线路上。

交流输电并网还要考虑相位的一致。

如果相位不一致两组发电机并网会互相抵消。

直流输电是电力系统中近年来迅速发展的一项新技术。

直流输电克服了上述电感的损耗。

只有导线电阻的损耗。

主要应用于远距离大容量输电、电力系统联网、远距离海底电缆或大城市地下电缆送电、配电网络的轻型直流输电等方面。

直流输电与交流输电相互配合，构成现代电力传输系统。

随着电力系统技术经济需求的不断增长和提高，直流输电受到广泛的注意并得到不断的发展。

与直流输电相关的技术，如电力电子、微电子、计算机控制、绝缘新材料、光纤、超导、仿真以及电力系统运行、控制和规划等的发展为直流输电开辟了广阔的应用前景。

直流输电的优点：线路架设成本较低。

直流输电只需要两根导线，甚至一根导线就可以，而交流输电需要三根导线。

这样可以节省大量的线材和杆塔，减少线路走廊的宽度和占地面积。

线路损耗较小。

直流输电没有感抗和容抗引起的无功损耗，没有集肤效应导致的截面利用不充分，没有空间电荷效应引起的电晕损耗和无线电干扰。

因此，直流输电的效率比交流输电高。

传输容量和距离更大。

直流输电不受同步运行稳定性的限制，可以在不同频率的系统之间进行互联，实现非同步联网。

这样可以提高系统的灵活性和可靠性，避免故障扩大。

控制系统更先进。

直流输电可以通过换流器和逆变器对直流电压和电流进行精确控制，实现多目标控制。

例如，可以调节有功功率、无功功率、功率因数、频率等参数，以满足不同的运行要求。

直流输电的缺点：技术要求较高。

直流输电需要使用换流器和逆变器等设备，要求技术水平较高，需要专业技术人员进行维护和操作。

投资成本较高。

虽然直流输电的线路架设成本较低，但是由于其需要使用特殊的设备，因此整个投资成本相比交流输电而言还是较高。

关于直流输电（摘自许继网站）一、直流输电的优点与交流输电相比教,直流输电具有如下优点:1) 直流输电架空线路造价低、损耗小，在输送同样功率的前提下，造价节省1/3；2) 直流电缆线路输送容量大、输送距离不受限制；3) 直流输电不存在交流输电的稳定问题；4) 采用直流输电实现电力系统之间的非同步联网，能有效解决被联电网的短路容量而不更换断路器，使被联电网保持自己的电能直流独立运行，快速、方便的实现电网间的功率交换、运行及管理并改善交流系统的运行性能；5) 相同条件下，电晕无线电干扰较小，稳态运行时沿线电压分布较平稳；6) 运行方式灵活、控制快速方便。

二、直流输电系统换流站组成直流输电系统的换流站由换流变压器、换流阀、平波电抗器、直流场设备、交流场设备、控制保护及通信系统组成。

控制保护系统及通信是直流系统的大脑，实现系统数据处理、指令分配和协调；换流变和换流阀为直流系统的心脏，实行功率的交换和电力变换及快速控制执行；直流场设备为直流系统的手脚，实现数据采集、谐波滤除、设备和线路的保护与控制、运行方式转换等。

三、直流场设备构成及简介按照功能，直流场设备分为：穿墙联结及过电压保护设备、运行与保护控制执行设备、谐波处理设备、系统采样设备。

◆穿墙联结及过电压保护设备:套管、避雷器1) 直流穿墙套管穿墙套管主要用于母线或极线从户外向户内、户内向户外、户内向户内之间穿过墙壁，并保证载流导体与地绝缘。

按安装地点分为户内和户外式两种；按结构形式可分为带导体型和母线型两种。

直流套管按照使用场合可分为极线、中性母线及滤波器穿墙套管。

极线穿墙套管（见图1）为带导体型，通过特殊结构设计的导体及端盖处的柔性联结，有效解决轴向的热运动。

用于阀厅的中性母线套管除满足载流、绝缘性能外，还要满足零磁通电流互感器的安装要求。

图1 极线穿墙套管2) 场用避雷器场用避雷器分为六脉动避雷器、极线避雷器和中性母线避雷器。

对大气和设备操作过电压进行保护，满足合适的绝缘配合水平。

直流输电与交流输电的比较
长期以来，由于交流发电相对比较简单，不需整流，以及交流输电便于变压，便于采用高压输电以降低损耗，交流输电一直是输电的主要方式。

但随着电力系统的发展，输送容量和距离的增加，交流输电中的稳定问题及切断故障下的短路容量等问题日益复杂化，在大功率可控硅、直流输电自动控制等新技术的开发的今天，直流输电技术成为可能并且发展很快，已在世界范围内得到广泛应用。

 直流输电目前大多是两端直流输电，即送端换流后送到受端，逆变后送入供电网络，中间没有分支，没有构成直流的电网。

 直流输电与交流输电相比，其优点如下：
 (1)不存在稳定问题。

由于直流输电并不要求它所联接的两端同步，输电线路上也没有电抗，因而不存在稳定问题，也不存在因此引起的对输电距离及容量的限制问题。

 (2)直流输电不仅本身无稳定问题，而且可以提高它两端交流系统的稳定性。

因为对交流系统来说，直流系统等于是增加了一个没有功角限制的电源，它可以改善与它联接的交流系统的静稳定和动稳定。

 (3)直流线路造价低，约为同级电压交流线路的65%，有色金属消耗量小。

 (4)输送容量大。

交流输电时最大电压为额定值的21/2倍，直流输电下两者相等，交流输电无功电流对有功电流有限制。

直流无此限制，因此在相同的绝缘水平及线路建造费用条件下，直流输电可输送的功率约为同等电压交流输电功率的1.5倍。

 (5)线路损失小。

直流输电没有无功电流及电力，在传输相同功率下，线路的电流及功率损耗比交流输电小，也不产生需要补偿的无功功率。

另外，导线周。

特高压交直流输电的优缺点对比一、直流输电技术的优点1.经济方面：（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。

2.技术方面：（1）不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联。

由此可见，在一定输电电压下，交流输电容许输送功率和距离受到网络结构和参数的限制，还须采取提高稳定性的措施，增加了费用。

而用直流输电系统连接两个交流系统，由于直流线路没有电抗，不存在上述稳定问题。

因此，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。

1）交流输电构成网架更灵活，配送电更方便。

这是最主要的原因，纯直流怎么组网，怎么落点，怎么发电-输电-配电，怎么灵活引出各种电压等级配电？这是交流电与直流电相比所具有的独特优势。

直流目前来说还较单一，一般只能用于端对端输电，难以引出分支，而多端直流太昂贵。

2）交流输电应用成熟，设备齐全，而直流输电部分设备尚不成熟。

如CB断路器、大功率电力电子设备等，当然现在发展的很快了，但还谈不上广泛应用。

这是次主要的原因。

3）交流输电总体上更经济。

直流线路造价低，但换流站造价高，所以一般来说，交流输电适合于近距离输电，直流适合于远距离输电，远距离输电终归较少，所以总体而言交流更经济。

其实有个平衡距离，认为架空线超过600-800km，电缆线路超过40-60km直流输电较交流输电经济。

当然，随着高电压大容量可控硅及控制保护技术的发展，换流设备造价逐渐降低，这个距离会缩短。

这是次次主要的原因。

其他的一些原因，个人认为都不是重点。

所以说电网架构还是以交流为主，直流用来调制稳定特性，用来背靠背连接电网，用来限制短路电流，用来长距离输电，用来隔离故障，这些辅助作用都是非常必须的。

右手边，我又发现了个问题是：高压直流输电相比高压交流输电，有哪些优势？继续回答，快人格分裂了。

根据老师给出的重点，结合2009、2011两年的考试试卷，我整理出了可能出现的简答题答案，供大家参考，如有错误，请及时指正！（一）直流输电与交流输电运行特点比较1.优点：（1）线路走廊输电效率高，线路造价低，结构简单，损耗小；（2）直流输电不存在交流交流输电的稳定问题，适合远距离大容量输电；（3）直流输电可实现电力系统之间的非同步联网；（4）直流输电采用全自动方式快速控制潮流和功率，有利于电网的经济运行和现代化管理；（5）直流输电对故障的响应快，恢复时间短、不受稳定制约、可多次再启动和降压运行来消除故障，恢复正常运行条件；（6）直流输电能限制交流系统的短路容量；（7）直流电缆线路输送容量大、造价低、损耗小，不易老化，且输送距离不受限制；（8）直流输电可方便地进行分期建设和增容扩建，有利于发挥投资效益。

2.缺点：（1）直流输电换流站比交流变电所的设备多、结构复杂、造价高、损耗大、运行费用高、可靠性也较差；（2）换流器对交流侧来说是一个谐波电流源，对直流侧来说，是一个谐波电压源；（3）晶闸管换流器在换流时需消耗大量的无功功率，每个换流站均需装设无功补偿设备；（4）直流输电利用大地（或海水）为回路而带来一些技术问题；（5）直流断路器由于没有电流过零点可以利用，灭弧问题难以解决；（二）直流输电控制原理1.基本控制功能：（1）启停控制：正常启动、正常停运、故障紧急停运（故障后的）自动再启动等；（2）功率控制：输送功率的大小和方向的控制；（3）潮流反转控制：直流双向潮流全控；（4）无功功率控制：调节换流器的无功功率消耗（课本160页）；（5）换流站保护控制：发生故障时，保护换流站设备。

2.基本控制方法：（1）换流器触发相位控制：整流器的定触发角α控制，逆变器定逆变角β控制、定熄弧角γ控制；（2）调调节换流变压器分接头改变交流电压从而调节直流端空载电压。

3.基本控制特性：整流器：定电流控制，定电压控制，定触发角控制（最小触发角控制）逆变器：定熄弧角γ控制，定逆变角β控制，定电流控制，定电压控制换流器定功率控制：逆变器通常为定电压，而整流器则依据设定的功率整定值算出电流定值，使整流器进行定电流控制；电流裕度法：整流站定电流控制的电流整定值在任何时候都应该足够地大于逆变站定电流控制的电流整定值，即，且要保证一定的电流裕度。

1、直流输电优点优点：与交流输电相比，直流输电具有稳定性好，控制灵活等优点，特别适合于跨海输电、大区域电网互联、远距离输电及风力发电等非工频系统与工频系统的联网。

在输电线路导线截面相等、对地绝缘水平相同的条件下，双极直流输电的线路造价及功率损耗均比三相交流输电要少，约为其2/3。

直流输电的缺点:1.由于触发角和逆变角的存在，不论换流装置是工作于整流状态还是逆变状态，其交流侧的电流相位总会滞后于电压相位，因此换流装置在运行中要消耗大量无功功率。

正常运行时，整流侧所需的无功功率为直流功率的30%-50%，逆变侧为40%-60%，所以必须进行无功功率补偿。

2.换流装置在运行中会同时在换流站的交流侧和直流侧产生谐波电压和谐波电流，为了抑制谐波，在交流侧和直流侧都需要装设滤波装置，在直流侧还需装设平波电抗器。

3.由于换流装置要用大量容量大，电压高的可控硅阀器件，换流站的造价较高，部分抵消了因线路投资低而带来的经济效益。

4.直流高压断路器不能利用电流过零的条件来熄弧，其制造困难，限制了直流输电向多端直流电网的发展。

2、潜供电流的定义在超高压线路运行中，时常会发生因雷击闪络等原因所产生的单相电弧接地故障。

在具有单相重合闸的线路中，当故障相被切除后，通过健全相对故障相的静电和电磁耦合，在接地电弧通道中仍将流过不大的感应电流，称为潜供电流或二次电流。

3灵活交流输电系统：以大功率可控硅部件组成的电子开关代替现有的机械开关，灵活自如地调节电网电压、功角和线路参数。

使电力系统变得更加灵活、可控、安全可靠。

从而能在不改变现有电网结构的情况下提高系统的输送能力，增加其稳定性 。

FACTS 控制设备接入电力系统的方式：并联型：静止无功补偿器SVC 静止同步调相器STATCOM串联型：可控串联补偿器TCSC 混合型：统一潮流控制器UPFC4名词解释：1、输电线路的耐雷水平：在线路防雷设计中把线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值叫耐雷水平。

直流输电与交流输电的对比1． HVDC的优点（1）直流输电线路造价低，对于架空线路，当线路建设费用相近时，直流输电的功率约为交流输电功率的1.5倍,对于电缆线路, 直流输电的功率更大于1.5倍交流输电功率.（2）直流输电和交流输电线路，如绝缘水平相当，采用相同截面的导线，可输送大致相同的功率，由于节约一根导线，杆型也较简单，可降低线路造价30%～40%左右。

（3）采用双极型直流输电方式时，其换流站可分期建设，先建设其中一极，投入运行，以降低工程的初期投资。

（4）双极直流输电系统中，如果其中一极的设备发生故障，另一极仍能以大地作备用回路，带半负载运行，而交流输电则无法做到这一点。

（5）直流输电不存在磁滞损耗和涡流损耗，线损较小，节约能量。

（6）直流输电线所联系的两端交流电网不要求同步运行，直流输电本身也不存在稳定问题，输送的功率不受电力网稳定问题的限制。

（7）直流输电对通讯的干扰小于交流输电。

（8）交流电网用直流隔开后，由于电网小了其短路容量也较小，对电气设备有利，事故停电的影响范围也较小，提高了电网运行的安全性。

2． HVDC的缺点（1）直流输电的换流装臵造价较高，抵消了一部分建设直流线路所节省的投资。

（2）大容量换流装臵的本身是一个谐波源，会使电网的电压和电流波形产生畸变，因此在交流侧和直流侧均应装设滤波装臵，以抑制谐波分量。

（3）HVDC线路两端的换流站都要消耗无功功率，需要装设约为输送功率40%～60%的并联电容器组进行补偿。

（4）目前HVDC的电气设备，直流断路器尚在研制中，直流避雷器、直流电压、电流互感器以及线路上专用的直流绝缘子尚需依赖进口，由于生产批量不大，制造成本及价格较昂贵。

交直流输电优缺点对比随着电力系统的扩大，输电功率的增加，输电距离增长，交流输电遇到了一些技术困难，现在直流输电作为解决输电技术困难的方向之一。

交流输电遇到了什么困难，直流输电又有什么优点呢？导线不但有电阻，还有电感。