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特高压直流输电技术的应用分析摘要：随着我国经济快速发展，对电力资源需求量持续增加，很大程度上推动了电力事业发展。
用户对用电提出了更高要求，主要包括安全、稳定等方面，特高压直流输电输电能力更强、输电效率更高，可以满足实际发展所需。
文章先介绍特高压直流输电技术的价值，再分析目前应用现状，最后论述具体应用，为人民群众提供优质电力资源。
关键词：特高压；直流输电技术；应用1 前言电力技术发展及应用关系着群众的用电安全，而特高压直流输电作为我国发展建设中的重要组成部分，创造了世界电力工业史上的奇迹。
但就目前情况来看，特高压直流输电技术应用中还仍然存在着一些问题有待解决，因此需要电力企业相关从业人员对其进行全方位的分析，并提出合理的对策进行解决，进而保障电力的可持续运输，提高群众的用电质量和用电安全。
2 特高压直流输电技术特点2.1电网结构简单，易调控特高压直流输电采用大功率、远距离、点对点的输送模式，无中间落点，直接将电力输送到负荷中心。
当确定了送、受端之后，采用直流输电方式可实现交、直流电网并联输电，或者异步联网输电，电网结构清晰易调控。
2.2 短路电流易限制能够对系统的短路电流进行良好的限制，当企业选择使用直流输电线路对两个不同的交流系统进行连接的时候，直流系统通过使用自身的定电流控制这一功能，从而有效的将短路电流限制在额定功率周边，这样就能够在极大程度上保障短路容量不会因为交流系统的并联出现增加的问题，从而有效的互联两个交流系统。
2.3 系统高可靠性利用可控硅换流器，在直流输电技术中可快速调整有功功率，实现电流方向的改变。
另外，在正常状态下，直流系统可保证稳定输出，在事故情况下，可实现健全系统对故障系统的紧急支援。
因此，当交、直流电网互联时，假若交流电网线路出现短路，可通过短暂增大直流输送功率的方式，来控制电源端的发电机转子速度，从而提高系统可靠性。
2.4 年电能损耗小，线路造价低就现阶段的发展状况来看，对于架空线路的建设来说，交流输电一般需要使用三根导线，但是直流输电只需要两根双极导线或者是一根单极导线就可以。
浅谈对我国特高压交直流输电技术分析与研究摘要：从世界范围看，特高压输电技术将长期发展。
根据中国电网的发展趋势，特高压电网将由１０００ｋＶ级交流输电系统和±８００ｋＶ级直流系统组成。
根据特高压交流和直流２种输电方式不同的技术经济特性，比较分析了两者的适用场合，并对特高压输电线路的防雷保护、可靠性、稳定性、电磁环境、绝缘子选型和交直流配合等技术问题，分别展开比较。
关键词：特高压交流；特高压直流；防雷；可靠性；稳定性；电磁环境；绝缘子；交直流配合一、特高压输电特高压是世界上最先进的输电技术。
交流输电电压一般分为高压、超高压和特高压。
国际上，高压(HV)通常指35-220kV电压。
超高压(EHV)通常指330kV及以上、1000kV以下的电压。
特高压(UHV)定义为1000kV及以上电压。
而对于直流输电而言，高压直流(HVDC)通常指的是±600kV及以下的直流输电电压，±800kV（±750kV）以上的电压称为特高压直流(UHVDC)。
二、我国特高压直流输电技术1、特高压直流输电现状：20 世纪 80 年代前苏联曾动工建设哈萨克斯坦—中俄罗斯的长距离直流输电工程，输送距离为2400km，电压等级为±750kV，输电容量为 6GW；巴西和巴拉圭两国共同开发的伊泰普工程采用了±600kV 直流和 765kV 交流的超高压输电技术，第一期工程已于 1984 年完成，1990 年竣工，运行正常； 1988到1994 年为了开发亚马逊河的水力资源，巴西电力研究中心和 ABB 组织了包括±800kV 特高压直流输电的研发工作，后因工程停止而终止了研究工作。
2、特高压直流输电技术的特点及适用范围：特高压直流输电工程由于输送容量大，电压等级进入特高压范畴，换流站和线路工程在电磁环境影响、绝缘配合、外绝缘特性、无功补偿配置、换流阀组、直流场接线以及总平面布置等方面均有其自身特点，技术难度大，也是可行性研究阶段的主要技术内容，需要结合工程的自然地理环境和两端电网情况进行深入的研究和论证，初步确定其主要技术原则和方案。
Telecom Power Technology设计应用高压直流供电在IDC机房设计中的应用李世峰（吉林吉大通信设计院股份有限公司，吉林大规模商用和固网用户提速的加快，数据量将会迸发式的增长。
5G会使数据种类和数量呈指数级上涨，市场规模翻倍，数据中心需求将达到前所未有的程度。
IDC对数据中心的发展起到关键作用，高效率和低成本的配套电源将推动IDC高压直流供电技术及设备的成熟，可以进一步提高电源效率，降低成本，因此高压直流供电方案，以期对IDC机房配套电源的设计和改造提供参考。
Application of 240 V High Voltage DC Power Supply in IDC Room DesignLI Shifeng(Jilin Jlu Communication Design Insitute Co., Ltd., ChangchunG large scale commercial and fixed network users, the amount of data willgrow abruptly. The corresponding landing of various 5G application scenarios will usher in the exponential rise of data图1 UPS 1+1并机系统结构图1.2 240 V高压直流电源系统240 V高压直流电源系统主要由交流柜、整流柜、直流柜、蓄电池、直流分配柜以及列头柜组成。
相对于UPS系统，高压直流供电系统具有转换环节少、 2021年2月10日第38卷 第3期Telecom Power TechnologyＦｅｂ． １０， ２０２１ Ｖｏｌ．３８ Ｎｏ．３ 李世峰：240 V高压直流供电在IDC机房设计中的应用效率高、可靠性高及使用寿命长等优点。
此外，UPS 系统主机不需要1+1配置，易于维护，投资成本低，相对能耗低且节省空间，其工作原理如图2所示。
电力电子技术是一种涉及电力系统中半导体器件和电子设备的技术。
它包括了高压、逆变电源技术、电力电子开关等多个领域，应用广泛，可以在电动汽车、家用电器、太阳能光伏发电等多个领域看到它的身影。
在这篇文章中，我们将探讨的发展现状、应用前景以及未来的发展趋势。
一、的历史及现状是一个相对年轻的领域。
1960年代，由于由于交直流变换器、电力调节器、电力变压器、直流-直流变换器、逆变器等技术的引入，产生了重大的发展。
近年来，随着微电子和电力电子的融合，的适用领域越来越广泛。
从理论层面来讲，是把电力系统的控制切换和维护技术化，对电力网络的优化具有举足轻重的作用。
而实践中，的应用涉及到许多领域，包括输电、分配、控制及应用系统，电机控制等。
二、的应用前景的应用前景非常广阔。
它应用于更高效的汽车动力系统，从而减少对化石燃料的依赖，增加可再生能源的使用。
同时，它也在工业自动化控制和智能互联等方面中提供更好的解决方案。
随着绿色技术的不断提高和普及，将会成为推动一系列技术发展的基础。
例如，太阳能电池板技术的进展需要高效、可靠的电力电子设备来实现维持电力的离散性，这种技术可以应用于车载电池、家庭能源存储等等方方面面。
随着的发展和应用范围不断扩大，将为绿色经济的崛起和人类文明的美好未来做出巨大的贡献。
三、的未来发展趋势的未来发展趋势有几个方向，包括更为高级的算法、人工智能技术一体化、能源互联等。
为了更好地实现电力控制的高效运行，需要开发出一些高级的控制算法。
例如以深度学习为主的神经网络或其他综合控制技术，在控制理论和电力电子设备上的应用将非常广泛。
也将在智能化和可持续性方面发挥更大的作用。
在以人为主体的搜索中，除了可以提供更高效的输入和输出，同时还能支持电力系统的可持续发展，实现能源互联和电力车辆的智能化。
四、结语是一个快速发展的行业，它为工业、商业和社会领域带来了便利和效率。
从历史发展、到应用前景和未来发展趋势，让我们看到了这一行业的重要性和广阔前景。
对我国高压直流输电的探讨近年来，随着经济的快速发展，工业化水平不断提高，我国的用电量越来越大，采用高压直流输电的方法能够有效减少在线路传输过程中的用电损耗，解决远距离、大容量、高电压输送电的问题。
本文主要研究了我国高压直流输电的发展现状，并分析了高压直流输电的特点以及发展前景。
标签：高压直流；输电；应用1 前言由于我国的技术水平相对落后，导致我国电力系统的发展相对滞后，我国能源分布与电力资源使用很不均衡，电力输送的特点为大容量、长距离输电，为了减少电量损耗，我国目前主要研究高压直流输电技术和特高压直流输电技术。
随着我国高压直流输电技术日趋成熟，高压直流输电技术在电力系统中得到了广泛的应用，标志着我国高压直流输电时代的来临。
2 高压直流输电技术的发展现状我国关于高压直流输电技术的研究起步较晚，发展也相对滞后，由于技术不成熟，至今也没有在电力输送系统中得到广泛的应用。
我国目前采用的输电发展为全国联网、南北互供、西电东输的趋势，近年来，我国高压直流输电技术取得了显著进步，随着高压直流输电技术日趋成熟，我国将逐渐兴建一批远距离、大容量、超高压的直流输电工程，采用高压直流输电新技术，能够减少输电损耗，提高输电效率，进一步完善我国电网建设，提高电网运行的稳定性和可靠性。
我国电力输送的现状为长距离、大容量输电，所以采用直流非同步联网的方式能够有效的维护电网的稳定，解决多网互联的环流问题以及非协议功率传输问题，实现对短路电流的限制。
直流联网可以快速安全的调节直流系统，通过快速的故障支援有效的减少输送电事故损失。
但是高压直流输电也存在着自身的缺陷，高压直流输电换流装置的价格比较昂贵，购置或更换的成本高；高压直流输电两端换流站消耗的无功功率多，需要进行无功补偿，高压直流输电中换流器容易产生谐波影响，造成发电机和电容器过热，也对换流器和通信系统产生影响；不能通过变压器改变电压等级等等。
也就是说，我国高压直流输电技术发展还不十分成熟，尽管高压直流输电优势明显，但仍有很多问题亟待解决。
C ommun icatio ns World Weekly近几年，通信机房传统供电系统U P S 在可靠性、安全性及高耗能方面问题凸显，而高压直流供电系统可有效解决这些问题。
高压直流供电系统替代UPS 可行性较强中国联通合肥市分公司|孙育河中国联通高度重视电源的安全可靠运行，将高压直流供电系统(HVDC)作为未来机房供电系统选择之一，多个地方公司均开始探索和分析机房IT 设备采用HVDC 的可行性，并取得阶段成果。
目前中国联通在山东等省市进行了HVDC 试点。
中国联通合肥市分公司拥有基站1000个左右以及6个大通信枢纽楼，其中通信电源数量较多，数量逐年增加。
为应对未来通信网络供电系统新需求，合肥联通已经对包括HVDC 在内的电源技术进行深入研究和学习。
通过与传统通信机房供电系统UPS （不间断电源）进行对比，我们发现HVDC 供电系统在投资、可靠性、运营成本等方面优势显著。
传统UPS 存在四大问题U PS 和-48Vd c 系统存在缺陷。
UPS 备用能源在系统中的可靠性比电池本来具备的可靠性降低了很多，电池的可靠性Rb=0.99，而UPS 备用能源供电可靠性仅为0.88。
U PS 系统整体利用率低。
UPS 冗余系统的每一路输入配电都有可能是主用，其中任何一台UPS 都必须能够带起全部负荷，双机冗余UPS 系统负荷率小于35%，UPS 输出三相不平衡，直接导致UPS 降容使用，存在单机利用率低的缺点。
UPS 输入配电除主路外，其它输入配电处于空载待用，使用效率很低，机房前期建设投入大、负荷规划浪费，而且后期系统扩容难度大。
UPS 带来供电系统谐波分量增加，导致变压器利用率下降、柴油发电机支撑能力削弱，影响到整个供电系统的绿色之道Co mmunications Wo rld We ekly图1传统UPS 供电原理图图2HV DC 供电原理图安全性、利用率。
并联UP S 之间不可能消除的环流问题，增加了UPS 的无功损耗，降低了系统的可靠性。
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。
直流电网的发展现状及趋势学号：************姓名：***专业：电气工程及其自动化班级：电气14-02直流电网的发展现状及趋势作者：桓芝良河南省-郑州市450000摘要：现如今中国已将发展可再生能源提升至重要地位，并逐步实现能源结构的战略性调整。
分析可再生能源发电的间歇性与不稳定性特点，以及可再生能源发电集中并网带来的稳定性问题，提出通过建设广域覆盖的直流电网以有效解决可再生能源集中并网的有功波动问题。
建设全国性的直流骨干输电网，不仅可更有效地利用可再生能源，也将积极推动坚强智能电网的建设。
与交流系统相比，直流电网在未来城市配电、微网等领域也有较大的优势。
关键字：直流电网；电压源换相直流输电；网络架构引言：中国乃至世界均面临着能源结构的战略性调整，中国的可再生能源储量丰富。
幅员辽阔、海岸线长决定了比较丰富的风能资源，全国风能资源总储量约32.26亿kW，可开发和利用的风能储量有2.53亿kW。
中国太阳能资源理论储量达每年17000亿t标准煤。
到2050年，中国可再生能源将达到总能源需求的40%-45%。
可以预见，在不远的将来，一次能源以可再生能源为主、终端能源以电力为主的能源格局将变成现实。
但是风电、太阳能、海洋能都具有间歇性、随机性特点，属于间歇式电源。
随着各种大规模可再生能源接入电网，传统的电力装备、电网结构和运行技术等在接纳超大规模、低质的可再生能源方面越来越力不从心，必须采用新的技术、装备和电网结构来满足未来能源格局的深刻变化。
而直流电网已成为目前解决该问题众多方案中的研究热点。
1直流电网的概念进入21世纪西门子等跨国公司先后开发了电压源换相高压直流输电技术，并迅速得到了推广应用。
在此基础上，ABB和西门子等联合欧洲的相关科研单位共同提出建设网络化的直流输电，即欧洲超级电网的宏大构想。
通过对广域内可再生能源发电直流联网，可以充分利用可再生能源发电的互补性，实现可再生能源发电的大规模集中接入，提高可再生能源发电利用率。
高压直流电源技术的发展现状及应用
1高压直流电源的基本工作原理和应用
高压直流电源是将工频电网电能转变成特种形式的高压电源的一种电子仪器设备，高压直流电源按输出电压极性可分为正极性和负极性两种。
高压直流电源已经广泛应用于各行各业，农业领域也有应用，例如农业环境静电除尘，静电喷雾杀虫，农业物料静电喷涂包裹，农产品加工中的静电植绒、农业生物静电效应研究、静电杀菌、农业种子静电处理等等。
随着农业科学技术的不断发展进步，农业科学研究和农业工程应用实践对高压静电电源的需求逐年增多，对其精度、性能、规格、品种、类型、体积、智能化操作等方面都提出了许多新的要求，现有的高压直流电源已经不能满足农业领域中的许多需要，研究和开发适合农业领域要求的多种新型直流高压电源已经成为一种客观需求，而且其社会效益和经济效益都比较显著，市场前景比较光明。
回顾高压直流电源发展历史，高压直流电源最初是将工频电压直接经高压变压器升压后整流滤波，或升压后再倍压整流后得到高压的，其基本原理如图1所示。
随着科学技术的发展，后来高压直流电源才发展到了线性高压直流电源。
图1典型线形高压直流电源示意
2高压直流电源近年来的发展
20世纪70年代世界电源史上发生了一场革命，即20Hz的开关频率结合脉宽调制技术(PWM)在电源领域的应用。
到目前为止，电源的频率已经达到数百Hz，应用先进的准谐振技术甚至可以达到兆Hz水平。
提高振荡器输出频率可降低高压变压器、电抗器、平滑电容器、高压电容器等电子器件基本性能要求和结构体积，进而缩小高压电源体积。
高频化使高压电源体积大幅度的减小，轻巧便携，实用性和使用方便性明显得到改善。
近几年，随着电子电力技术的发展，新一代功率器件，如MOSFET，IGBT等应用，高频逆变技术的逐步成熟，出现了高压开关直流电源，同线性电源相比较高频开关电源的突出特点是：效率高、体积小、重量轻、反应快、储能少、设计、制造周期短。
由于它的优越特性，现在已逐渐取代了传统的高压线性直流电源。
图2是高压开关直流电源示意图。
同图1相比较，它采用了脉宽调制技术，PWM技术和BUCK变换器结合以及PWM技术和逆变器技术结合，实现了高压开关直流电源输出电压稳压和输出电流的限流功能。
图2典型开关高压直流电源示意
目前，世界各国正在大力研制开发新型高压高频电源，包含新的电源理论、新型模块化电路、新型电子器件等，以满足电子设备小型化、高效化和高性能化的时代发展要求。
3高压直流电源发展中的问题和难点
随着新的电子元器件、新的电磁材料、新的电源变换技术、新的控制理论及新的专业软件的不断涌现，并不断地被应用于开关电源，使得开关电源的性能不断提高，特点不断更新，出现了如频率高、效率高、功率密度高、可靠性高等新特性。
现代的高压开关直流电源有两大技术特别突出。
(1)关键功率新部件的应用：
①快速转换器件，像晶体管、功率MOSFETS、IGBTS、SCRS等；
②低功耗、高性能，适用于高频的新型变压器铁心材料的应用，比如铁氧体、非晶材料等；
③低耗散因素的大容量电容的发展和应用；
④低前向电压降的快速整流器应用等。
(2)先进变换技术的发展：
①零电流串联和并联谐振开关技术(即ZCS)；
②零电压LCC谐振逆变技术(即ZVS)；
③软开关和相控谐振技术；
④正反激励和推挽逆变器技术。
(3)伴随着高新技术的逐步应用，新的技术问题也随之出现，主要表现在高频化可以提高电源性能，减少变压器的体积和纹波系数。
但由于高频高压变压器是高频高压并存，出现了新的技术难点：
①高频高压变压器体积减小，频率升高，分布容抗变小，绝缘问题
异常突出；
②大的电压变化比使变压器的非线性严重化，漏感和分布电容都增加，使其必须与逆变开关隔离，否则尖峰脉冲会影响到逆变电路的正常工作，甚至会击穿功率器件；
③高频化导致变压器的趋肤效应增强，使变压器效率降低。
鉴于上述情况，高频高压变压器如何设计是目前研究的一个难点和热点问题。
最近出现的平面变压器在设计理念上不同于传统的设计方式，普通平面变压器已经投入生产和应用，如果高频高压变压器也能平面化，将会再次大大缩小电源体积，提高其工作效率。
(4)由于高压电源的频率很高，导致功率开关器件开断频繁，能耗增大，这就对逆变器的拓扑结构应有所选择。
采用软开关和同步整流技术，可有效降低伴随高频化带来的损耗。
同时采用逆变器和准谐振电路相结合的技术，通过电压或电流的谐振，使开关打开或断开时电压或电流为零，使能耗大大减小。
为了减少变压器漏感的不利影响，可以将变压器漏感作为逆变器的一部分，即逆变--谐振--变压器漏感，用一体化思想进行整体设计。
(5)在控制检测部分，高频高压开关电源采用了数字集成电路(IC)，而不像线性电源完全是模拟电路。
开关电源以模拟方式控制输出电压，以数字方式进行开关操作，高精度而稳定地输出电压。
采用数字控制技术，可进行连续和不连续模式的转换，采用PWM(脉宽调制技术)和PFM(频率调制技术)，和DC－DC(直流--直流)变换器、逆变器等技术，出现了强电弱电间的相互影响加强。
检测部位的高压电压(近
10kV)，对后续的电子元器件(精密电阻等)提出了更高的性能要求。
4国内外高压直流电源发展的简单现状
目前，国外高压开关直流电源比较成熟，像Spellman、Classman等高压电源公司已生产出小型化、高效化、智能化的高压直流电源，然而价格比较昂贵，国内直流高压开关电源研究起步较晚，与先进国家相比有较大差距。
尤其在高频、高性能直流高压开关电源方面，国内还没有形成批量生产能力，国内厂商，比如大连电源技术有限公司、河南舞钢规划设计研究所等生产的高压直流电源，价格均在数万元以上，相对农业应用而言还是比较昂贵的。
目前在农业领域中，迫切需要物美价廉，能满足多种不同工况要求的多规格、多品种、系列化的高质量、高性能的高压直流电源。
5结束语
我国是一个农业大国，农业生产领域需要的科学技术非常之多，有些领域对高压直流电源技术的需要十分迫切，但目前能适合农业领域要求的高压直流电源很少，针对农业领域的具体情况，研究开发多种高压直流电源具有较强的现实意义，也蕴藏着很大的商机。
