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高压直流输电技术优秀课件

高压直流输电技术优秀课件

但是汞弧阀制造技术复杂、价格昴贵、逆弧
故障率高、可靠性较差、运行维护不便等因素
，使直流输电的应用和发展受到限制。
二、直流输电技术的发展
第二阶段：晶闸管阀换流时期
20世纪70年代以后，电力电子技术和微电子技术的 迅速发展，高压大功率晶闸管的问世，晶闸管换流 阀和计算机控制技术在直流输电工程中的应用，这 些进步有效地改善了直流输电的运行性能和可靠性， 促进了直流输电技术的发展。
二、直流输电技术的发展
直流输电的发展与换流技术有密切的关系。
(特别与高电压、大功率换流设备的发展)
第一阶段：汞弧阀换流时期
1901年发明的汞弧整流管只能用于整流。
1928年具有栅极控制能力的汞弧阀研制成功，
它不但可用于整流，同时也解决了逆变问题。
因此大功率汞弧阀使直流输电成为现实。
1954年世界上第一个采用汞弧阀性直流输
但是IGBT功率小、损耗大，不利于大型直流输电 工程采用。最新研制的门极换相晶闸管（IGCT） 和大功率碳化硅元件，该元件电压高、通流能力 强、损耗低、可靠性高。
1949年～2020年我国发电装机容量、用电量图
一、发展特高压电网的必要性
2、发展特高压电网是电源结构调整和优化布局的必 然要求。
我国发电能源以煤、水为主。西部地区资源 丰富，全国四分之三以上经济可开发水能资源分布在 西南地区，煤炭资源三分之二以上分布在西北地区； 东部地区经济发达，全国三分之二以上的电力负荷集 中在京广铁路以东经济发达地区，未来的负荷增长也 将保持这一趋势。
高压直流输电技术优秀课件
目录
一、发展特高压电网的必要性
二、直流输电技术的发展
三、直流输电与交流输电的性 能比较
四、高压直流输电系统的结构 和元件

直流输电基础课件

直流输电基础课件
感谢您的观看
03
直流输电的工作原理
电压源换流器工作原理
电压源换流器是一种基于电压控制的换流器，其工作原理是通过调节电压的幅值和 相位，实现直流电的逆变和整流。
电压源换流器采用全控型电力电子器件，如IGBT、IGCT等，通过脉宽调制（PWM） 技术实现对电压和频率的精确控制。
电压源换流器具有高效率、低谐波、快速响应等优点，因此在高压直流输电 （HVDC）和柔性直流输电（VSC-HVDC）等领域得到广泛应用。
02
直流输电系统的组成
电源
01
02
03
电源的作用
为直流输电系统提供电能， 是整个系统的动力来源。
电源类型
包括化石能源、核能、可 再生能源等，根据不同的 需求和环境条件选择合适 的电源。
电源接入
通过换流站将电源接入直 流输电系统，实现电能的 汇集和分配。
换流站
换流站的作用
实现交流电与直流电之间 的转换，是直流输电系统 的核心组成部分。
景。
直流输电的应用场景
大容量远距离输电
直流输电适合于大容量、远距离 的输电需求，例如国家之间的电 网互联、长距离海底电缆输电等。
城市电缆输电
在城市区域内，由于建筑物密集， 采用交流输电难以实现，而直流输 电可以更好地适应城市环境，例如 城市地铁、隧道照明等。
特殊环境输电
在特殊环境下，如矿井、石油平台 等，直流输电可以更好地适应环境 要求，提高输电效率和稳定性。
直流输电的特点
高效稳定
直流输电的电压稳定，没有频 率和相位的变化，因此传输效
率较高，稳定性较好。
损耗较小
由于直流输电的电流在传输过 程中不会产生交流阻抗，因此 损耗较小，传输效率较高。

高压直流输电接地极技术PPT课件

高压直流输电接地极技术PPT课件
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国网武汉高压研究院
WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE
1.1.1 国外情况 国外接地极型式主要有水平单环型、水平双环型、
垂直型式、深井型式. 加拿大Manitoba省水电局Dorsey接地极采用了
双环陆地电极。 加拿大BC省温哥华直流系统接地极采用了垂直接
地极. 美国山间电力工程接地极采用了深井垂直接地
• 直流接地极的数目伴随着高压直流输电工程的建 设而愈来愈多，到目前，共有14个已建成的直 流接地极分别在葛上、天广、三常、三广、三上， 贵广Ⅰ回和贵广II回七大直流工程中应用。
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国网武汉高压研究院
WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE
直流输 电工程
葛南
天广 三常 三广 贵广Ⅰ回 贵广Ⅱ回 三沪
• 关于两个或两个以上直流系统共用接地极（或极 址）的研究及工程应用已经开展,例如±800kV向 家坝-上海特高压直流输电工程在送端采用三个换 流站共用接地极，±800kV云广特高压直流输电 工程与±500kV贵广Ⅱ回直流输电工程共用接地 极.
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பைடு நூலகம்
国网武汉高压研究院
WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE
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国网武汉高压研究院
WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE
目录
一、概述 二、直流接地极的设计原则 三、接地极材料的应用 四、接地极的优化设计 五、新型接地极技术 六、接地极实际工程举例
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国网武汉高压研究院
WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTE

特高压直流输电的技术特点和工程应用

特高压直流输电的技术特点和工程应用
特高压直流输电的技术特点和 工程应用
汇报人：
单击输入目录标题 特高压直流输电的技术特点 特高压直流输电的工程应用
特高压直流输电的技术挑战与解决方案
特高压直流输电的未来发展与趋势
添加章节标题
特高压直流输电的技术特点
电压等级与电流模式
电压等级：特高压直流输电 的电压等级通常为±800kV 或更高，能够实现远距离大 容量的电力传输。
添加标题
未来发展趋势：随 着技术的不断进步， 新型材料和制造技 术的应用前景广阔， 未来特高压直流输 电设备将更加高效、
环保、安全。
添加标题
面临的挑战：虽然 新型材料和制造技 术的应用前景广阔， 但也面临着一些挑 战，如技术研发、 设备成本等问题， 需要不断进行研究
和探索。
添加标题
特高压直流输电在新能源领域的应用前景
电流模式：特高压直流输电 采用单极或双极直流输电模 式，通过大地或海底电缆等 实现电力传输。
换流技术及其工作原理
换流技术：采用晶闸管换流器实现直流输电的转换 工作原理：通过控制晶闸管的触发角，实现直流电压的变换和传输 换流器类型：三相桥式、六相桥式、十二相桥式等 换流站设备：换流变压器、平波电抗器、滤波器等
新能源发展对特高压直流输电的需 求
特高压直流输电在新能源领域的技 术挑战与解决方案添加标题添加标题添加标题添加标题
特高压直流输电在新能源领域的应 用现状
特高压直流输电在新能源领域的未 来发展趋势与展望
THANK YOU
汇报人：
容量还将进一步增大。
单击添加标题
智能化和自动化技术的应用： 随着智能化和自动化技术的 不断发展，特高压直流输电 技术也将不断引入这些技术， 提高输电系统的智能化和自 动化水平，提高输电效率和

特高压直流输电技

特高压直流输电技

• 和平波电抗器等设备在投运初期出现了一些问题， 没有因电压水平提高而引起的特殊技术问题。在 采取相应的措施后，可靠性指标处于同类工程的 前列。从总体上看，全世界各直流输电系统的运 行可靠性已经达到了很高的水平，能够满足系统 安全稳定运行的需要。 • 从20世纪70年代年代初期开始，美国、前苏联、 巴西、加拿大、南非等国考虑到特大容量、超远 距离输电的潜在需求，在进行特高压交流输电研 究的同时，也启动了特高压直流输电的研究工作。 CIGRE、IEEE、美国EPRI、巴西CEPEL、加拿 大IREQ、瑞典ABB等科研机构和制造厂商，
5. 生态环境
• 输电线路和变电站的生态环境影响主要表现在土地的利用、 电晕所引起的通信干扰，以及可听噪声、工频电磁场对生 态的影响等多方面。一方面，特高压输电由于其输送功率 大，可大大减少线路走廊占用土地，从而减少对环境的影 响而受到亲眯；另一方面特高压输电的电磁场对生态环境 的影响和电晕产生的干扰问题受到社会广泛关注。这是发 展特高压输电需要深入研究和解决的问题。解决问题的目 标是既满足电力增长需求，又对生态环境影响最小。 • 6. 政府的政策和管理 • 能源政策直接激励各中不同发电资源的开发力度，也将对 电网的发展产生重要影响。
离大容量输电和电网互联的需求。 4. 网损和短路电流水平 在电压等级不变的情况下，远距离输电意味着线路电能损 耗的增加。当输送的功率一定时，提高输电电压等级， 将降低输电线路通过的电流，从而减少电能损耗。提高 远距离输送电力的能力，同时又降低输电电能损耗是特 高压输电的主要目标。 不同容量的发电厂按其电力流向应分层分区接入不同电压 等级的电网，以降低电网的短路电流水平。由于特高压 的引入，特大容量发电厂可直接接入特高压电网。可减 少发电厂直接接入超高压电网的容量。这也是发展特高 压电网的一个重要因数。

特高压电网培训

特高压电网培训
特高压电网
特高压电网
❖ 第一部分：特高压的发展历程 ❖ 第二部分：特高压国内外发展概况 ❖ 第三部分：特高压的优点 ❖ 第四部分：特高压交流输电的技术特点 ❖ 第五部分：特高压交流输电线路关键技术 ❖ 第六部分：特高压直流输电的技术特点 ❖ 第七部分：特高压直流输电线路关键技术
❖ 输电电压一般分高压、超高压和特高压
❖ 1989年建成±500kV葛洲坝-上海高压直流输电线， 实现了华中-华东两大区的直流联网。
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❖ 2005年9月，中国在西北地区（青海官厅—兰州东） 建成了一条750kV输电线路，长度为140.7 km。输、 变电设备，除GIS外，全部为国产。
2008年12月投运，晋东南—南阳—荆门 1000KV特高压交流试验示范工程是我国首 条跨区域特高压交流输电线路，始于山西 长治晋东南变电站，经河南南阳开关站， 止于湖北荆门变电站。
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❖ 1952年，前苏联建成第一条330kV线路；1956年建成400kV 线路；1967年建成750kV线路。
❖ 前苏联的500kV电压等级是在400kV基础上升级发展起来的， 1964年，建成完善的500kV输电系统。
❖ 1985年，前苏联建成世界上第一条1150kV特高压输电线路。 ❖ 100多年来，输电电压由最初的13.8kV逐步发展到20，35，
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这是世界上 首条投入商 业运行的 1000kV特高 压线路
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未来特高压交流电网规划
两横两纵特高压输电线路
四川——江苏 蒙西——山东
陕北——长沙 蒙东——上海 形成以华北、华中、华东为核心，连接我国各 大区域电网、大煤电基地、大水电基地和主要 负荷中心的坚强电网
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❖ 2010年4月27日，±800kV云广特高压直流输电示范工程双 极（三阀组）额定负荷稳态运行试验圆满完成，双极（三 阀组）系统调试顺利结束。

特高压输电技术PPT讲稿

特高压输电技术PPT讲稿
1974年将单相试验设备扩建为1000～15000kV 三相系统。
美国邦维尔电力局（BPA）有2处特高压试验站。
国外发展概况
•
意大利
全国各地参 加 1000kV 科研规划的 单位共有7 个试验场和 2个雷电记 录站。
意大利1000kV工程雷电冲击试验
国外发展概况
•
瑞典
查麦斯大学高电压试验场可进行交流 1000kV 电 气 试 验 ， 试 验 场 内 建 有 240m 特 高 压 试验线段。另有180m的绝缘子试验线段。
特高压输电技术课件
电网的发展历程
• 输电电压一般分高压、超高压和特高压
高压（HV）：35〜220kV； 超高压（EHV）：330 〜750kV； 特高压（UHV）：1000kV及以上。 高压直流（HVDC）：±600kV及以下； 特高压直流（UHVDC）：±750kV和±800kV。
根据国际电工委员会的定义：交流特高压是指 1000kV 以 上 的 电 压 等 级 。 在 我 国 ， 常 规 性 是 指 1000kV以上的交流，800kV以上的直流。
国 外 发 展 概 况
国外发展概况
•
前苏联
1985年建成埃基巴斯图兹——科克切塔夫——库斯 坦奈特高压线路，全长900km，按1150kV电压投入运 行，至1994年已建成特高压线路全长2634km 。
运行情况表明：所采用的线路和变电站的结构基本 合理。特高压变压器、电抗器、断路器等重大设备经受 了各种运行条件的考验。
❖1989年建成±500kV葛洲坝-上海高压直流输电
线，实现了华中-华东两大区的直流联网。
我国电网的发展历程
❖2005年9月，中国在西北地区（青海官厅—兰州
东）建成了一条750kV输电线路，长度为140.7 km。输、变电设备，除GIS外，全部为国产。

高压直流输电技术

高压直流输电技术
提高电网安全性和稳定性：高压直流输电技术能够增强电网的抗干扰能力和自适应能力，提高 电网的安全性和稳定性。
高压直流输电技术在电力系统中的实际应用案例
案例一：国家电网的特高压直流 输电工程
案例三：高压直流输电在海上风 电并网中的应用
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
案例二：南方电网的背靠背直流 输电工程
案例四：高压直流输电在跨国电 力联网中的应用
高压直流输电技术在电力系统中的未来发展方向
更高电压等级：随着技术的进步，高压直流输电系统的电压等级将进一步 提高，以实现更远距离、更大容量的电力传输。
智能控制：利用先进的控制算法和人工智能技术，实现对高压直流输电系 统的智能控制，提高电力系统的稳定性和可靠性。
添加标题
应用场景：广泛应用于电力系统、城市供电、铁路供电等领域。
添加标题
未来发展：随着新能源、智能电网等技术的不断发展，高压直流输电技 术的应用前景更加广阔。
高压直流输电技术的应用场景
跨大区电网互联 远距离大容量输电 分布式能源并网 城市供电和配电网
02
高压直流输电技术的发展历程
高压直流输电技术的起源和发展
起源：20世纪初，高压直流输电技术开始发展，主要用于城市供电和跨大 区输电。
发展历程：20世纪50年代，随着电力电子技术和控制技术的进步，高压直 流输电技术逐渐成熟并得到广泛应用。
技术特点：高压直流输电具有输送功率大、线路损耗小、输送距离远等优 点，尤其适用于大容量、远距离输电。
应用场景：高压直流输电技术广泛应用于电力系统互联、海上风电并网、 城市供电等领域。
04
高压直流输电技术的关键技术问题
高压直流输电系统的设计和优化

±800kV 特高压直流输电工程技术

±800kV 特高压直流输电工程技术

±800kV 特高压直流输电工程技术摘要：特高压直流输电技术是目前世界上最先进的输电技术，具有远距离、大容量、低损耗、少占地的综合优势，可以更安全、更高效、更环保地配置能源，是实现能源资源集约开发、促进清洁能源发展、有效解决雾霾问题的重要载体，更是转变能源发展方式、保障能源安全、服务经济社会发展的必由之路，也是中国抢占世界能源发展制高点、带动电工装备业“走出去”的重要举措。

关键词：特高压;?直流输电;?换流站;1特高压直流输电工程技术1.1特高压换流技术特高压换流是特高压直流输电工程的关键技术，其核心设备为换流阀。

目前中国投运及在建的±800kV特高压直流输电工程所使用的换流阀主要有5000A/±800kV和6250A/±800kV两种类型，其中后者的输送性能相对于前者有大幅度的提升。

文章将对这两种类型的特高压换流阀基本参数和性能进行对比分析。

（1）运行条件5000A/±800kV和6250A/±800kV换流阀均为全封闭户内设备，其长期运行温度为10～50℃，长期运行湿度为50%RH，并要求阀厅内长期保持微正压条件。

（2）基本参数与±800kV/5000A换流阀相比，±800kV/6250A换流阀的输送容量提升了25%，其晶闸管导通电压由原来的8.5kV降为7.2kV，晶闸管关断时间由原来的500μs降为450μs，增强抵御换相失败的能力。

（3）阀塔结构设计目前±800kVUHVDC换流阀典型阀塔结构均为悬吊式二重阀结构，整个阀塔通过悬式绝缘子悬吊于阀厅顶部。

每个二重阀为一个6脉波整流/逆变桥的1相，由2个单阀串联构成，而双12脉动阀组的1相则由4个二重阀串联构。

其中，高端阀厅12脉动阀组的悬吊部分的绝缘按直流600kV设计，低端阀厅12脉动阀组的悬吊部分的绝缘按直流200kV设计。

在每个单阀两端采用并联氧化锌避雷器来实现过电压保护，并在阀塔的顶部和底部安装屏蔽罩，以改善换流阀周围电场分布特性，避免换流阀对地产生电晕发电。

特高压直流输电-接地极及其线路PPT学习教案

特高压直流输电-接地极及其线路PPT学习教案
对于对称形的接地极导流线一般也应是对称形布臵应使流过各导流线的电流相等或大体相等74导流系统及辅助设施根据各支路的电流大小来选择确定导流线和馈电电缆的分支数和截面并使其满足当一根导流线或一段电极停运损坏或检修时不影响到其他导流线和馈电电缆的安全运行提高运行的可靠性在选择地下电缆导体截面时环境温度应采用900c绝缘外套特性应具有良好的热稳定性
如果接地极离铁路太近，直流地电流也可能对铁路系统的信号和电 气化铁路的供电系统带来影响。
第5页/共53页
7.1 对接地极的要求
(3) 大的入地电流在极址附近地面出现跨步电压和接触电势，可能会 影响到人畜安全。因此，为了确保人畜的安全，必须将其控制在安 全范围之内。
(4 ) 直流输电工程几乎都是采用12脉动换流器，此换流器除了产生持 续的直流电流外，还将产生12, 24, 36...等12倍数的谐波电流。在单极 大地回线方式运行时。换流器产生的谐波电流将全部或部分地(当换 流站中性点加装电容器或滤波器时)流过接地极引线。这种谐波电流 形成的交变磁场，将可能干扰通信信号系统。为减少接地极架空线 路上的谐波电流对通信系统的电磁干扰，其最有效的方法之一是使 架空线路远离通信线路。
第3页/共53页
7.1 对接地极的要求
7.1.1 接地极地电流对环境的影晌 直流电流持续地、长时间地流过接地极会
产生电磁效应、热效应和电化效应，对环 境产生影响。
a. 电磁效应 当强大的直流电流经接地极注入大地时，
在极址土壤中形成一个恒定的直流电流场， 并伴随着出现大地电位升高。对极址附近 以及电流通道上的设施(包括地下设施)和
注2:安置在海中的电极可称为海水电极。 ③ 接地极线路
连接换流站直流中性母线与接地极的绝缘的
线路。

高压直流输电 直流输电新技术PPT课件

高压直流输电 直流输电新技术PPT课件
高压直流三极输电技术 Tripole HVDC
2020/9/24
HVAC线路
HVDC线路
？ 高压直流输电
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3
chap.6 直流输电新技术
6.1 高压直流三极输电
提高交流输电传输容量的典型措施
➢新建交流输电线路； ➢改造为紧凑型交流输电线路 ； ➢提高导线允许温度； ➢利用电力电子技术，提高输送功率； ➢增大导线截面积； ➢提高输电电压等级。
➢ ±800kV直流的经济输电距离为2500km及以上。
4、降低线路损耗
➢相同条件下，1000kV线损是500kV的四分之一。 ➢相同条件下， ±800kV线损是±500kV的39％。
2020/9/24
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chap.6 直流输电新技术
6.2.1 特高压电网建设的必要性
5、减少工程投资
单位输送容量综合造价： ➢1000kV输电方案约为500kV的四分之三。 ➢±800kV输电方案约为±500kV的四分之三。
高压直流三极输电
➢系统原理图
2020/9/24
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chap.6 直流输电新技术
6.1 高压直流三极输电
三极直流输电原理
➢电流调制控制
a) 三极直流原理图
2020/9/24
Байду номын сангаас
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b) 电流调制波形
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chap.6 直流输电新技术
6.1 高压直流三极输电
三极直流输电的特点
➢较交流输电线路的传输容量提高近一倍； ➢较常规HVDC的传输容量提高37% ； ➢对线路进行有限改造； ➢设备利用率较常规HVDC的更高； ➢属于前瞻性研究，尚无规模性试验。
2020/9/24

特高压直流输电技术

特高压直流输电技术

向上 ±800 1907 640
165
工程
呼辽 ±500 908 300
216
工程
39.6
3.5%
57.9
6.6%
印度查姆帕－克鲁克什 ±800kV特直流输电工程。 工程的主要目的是把印度西
部电网查姆帕（CHAMPA）附 近的电力输送到首都德里附 近的克鲁克什(KURUKSHETRA)。
巴西美利山直流送出工程。
(5).走廊利用率高。±800千伏、640万千瓦直流输电 方案的线路走廊为76米，单 位走廊宽度输送容 量为8.4万千瓦/米，是±500千伏、300万千瓦方案和 ±620 千伏、380万千瓦方案的1.3倍左右，提高输 电走廊利用效率，节省宝贵的土地资源；由于单回线 路输送容量大，显著节省山谷、江河跨越点的有限资 源。
一是满足经济社会发展对电力的需求 二是促进能源资源更大范围优化配置 三是推动清洁能源的规模开发和利用 四是推进节能减排目标实现 五是促进不同区域协调发展 六是巩固我国在国际电工领域的领先
地位
和±600千伏级及600千伏以下超高压直流相比，特 高压直流输电的主要技术和经济优势可归纳为以下 六个方面：
美丽山水电站（Belo Monte） Xinggu
位于巴西西北部帕拉州的亚马
孙雨林腹地辛古河上，设计装 机容量1100万千瓦，是巴西第 二大水电站，世界第三大水电 站。水电站招标已于2010年4月
Madeira River
±600kV 6300MW
7200MW
Brasilia
完成，与之配套的水电站送出
(3).线路损耗低。在导线总截面、输送容量均相同的 情况下，±800千伏直流线路的电阻损耗是±500千 伏直流线路的39％，是±600千伏级直流线路的60％， 提高输电效率，节省运行费用。

特高压绪论推荐优秀PPT

特高压绪论推荐优秀PPT
特高压输电具有优良的经济性，并且能够节约线路走廊空间，具有很好的综合联网效益。 特高压输电技术的必要性 通过各电网间的相互支持运行，用户供电可靠性也将大大提高。
4 特高压输电的优点
1.电能输送距离远，输送容量大 特高压输电由于输送电压等级高，因此具有输送功率 大以及输送距离长的优势，这对于应对日益增长的电 能需求具有重要意义，并且可以达到紧凑型输电的效 果。 2.电能输送成本低，经济性好 采用特高压线路进行电能的输送，单位容量的输送成 本较低，这将使电网企业和用户都受益。
6 结语
我们从特高压输电的必要性入手，并分析了特高压输 电的优缺点，可见特高压输电技术将在我们电力系统 中有广阔的应用前景。发展特高压输电、加强电网的 互联，对建设资源节约型社会将起到重要作用。
当采用特高压输电技术后，负荷中心将获得清洁的电能供应，不再需要在当地设置发电厂，甚至同时减小了煤炭等一次能源运输过程中产生的汽车尾气污染。
特高压输电由于输送电压等级1高0，0因0此K具V有及输以送功上率的大以电及压输送称距为离长特的高优势压，（这对U于H应V对）日益增长的电能需求具有重要意义，并且可以达到紧凑型输电的效果。
5 特高压输电的缺点
但是，特高压输电在带来上述几方面优点的同时也不 可避免地产生了如下缺点： 1.特高压输电对系统的稳定性造成较大影响。 2.由于特高压线路长，故障发生率高，很容易造成连 锁事故给系统的安全稳定性造成不利影响。 3.主网架尚未建成，线路的负载能力差，这给系统可 靠性带来了较大的隐患。 4.特高压输电对环境的干扰也更大。
2 特高压输电技术的必要性
2.在我国经济快速增长和工业生产的大力推动下，用 户对于电能的需求量稳步快速增长，然而资源和电力 用户的地域分布差异大大制约了电能的高效开发和传 输。从全国资源分布情况来看，煤炭等传统资源以及 太阳能、风能等新能源大量分布在我们中西部地区， 距离用电负荷中心东南沿海地区很远，这就需要电力 系统充分整合资源，实现电能的高效率、大容量和远 距离传输。

特高压直流输电技术

特高压直流输电技术
世界上第一个工业性直流输电工程（直流电压为100kV， 输送功率为20MW）
汞弧阀的工程应用
世界上共有12项汞弧阀直流工程投入运行： 首个工程——瑞典哥特兰岛直流工程 末个工程——加拿大纳尔逊河I期工程 最大容量——1600MW(美国太平洋联络线I期工程) 最高电压——±450kV(加拿大纳尔逊河I期工程) 最长距离——1362km(美国太平洋联络线)
中国已投运直流工程
工程名称
葛南直流 天广直流 三常直流 贵广I回 三广直流 灵宝背靠背及其扩建 三沪直流 贵广II回 高岭背靠背 德宝直流 呼辽直流 云广直流 向上直流 宁东直流 三沪II回 青藏直流 南汇风电场柔性直流 黑河背靠背
直流电压
±500kV ±500kV ±500kV ±500kV ±500kV 120/167kV ±500kV ±500kV ±125kV ±500kV ±500kV ±800kV ±800kV ±660kV ±500kV 400kV 30kV ±125kV
上海南汇风电场柔性直流输电工程
截止目前，中国直流工程:
➢ 已建成直流输电工程18项 ➢ 总输送容量4638万千瓦 ➢ 线路全长15008公里 ➢ 正在建设的HVDC工程有7个，HVDC-LIGHT工程有2个
在世界上率先建成±800kV和±660kV直流示范工程，中国已成为世界上投运直流输电工程最多、直流输电技术 应用最全面的国家，在高压直流输电领域实现了“中国创造”和“中国引领”。
（二）直流输电的兴起
交流输电在发展过程中也遇到了问题， ➢ 系统稳定问题使输送功率受到了限制， ➢ 无功问题限制跨海及地下电缆输电距离。
这样，人们又回忆起直流输电的许多优点，如没有运行稳定问题；线路造价低、损耗少，不存在无功问题等等 ，而继续加以研究运用。但在当时发电和用电的绝大部分均为交流电的情况下，要采用直流输电，必须进行换流才能 实现，因此，之后直流输电的发展就与换流技术发展建立了十分密切的关系。围绕换流技术的发展，直流输电的发展 经历了汞弧阀换流时期、晶闸管阀换流时期及全控型器件换流时期，人类社会发展也步入到现代社会…

特高压直流背靠背方式和柔性直流原理介绍

特高压直流背靠背方式和柔性直流原理介绍

（五）柔性直流输电技术原理
三、柔性直流输电技术原理
从由交流系统流入柔性直流系统的潮流可表示为：
P UsUr sin X
Q U（s Us Ur cos ) X
（1） （2）
四、柔性直流输电技术特点
四、柔性直流输电技术特点
（一）柔性直流换流器工作模式
（1）功率控制模式是指当柔性直流系统连接有源网络时，通过调整换 流器 输出正弦电压的幅值和与网侧电源相角差（根据公式（1）和（2））, 实现 控制有功和无功功率的目的。 （2）直流电压控制模式指在功率控制的基础上，通过动态的调节注入 直流 电容的有功功率，达到控制直流电压的主要目的。当注入有功大于负 载功率 时，直流电容处于充电状态，直流电压上升；反之则直流电压下降。 工作在 该模式下的换流站在直流系统中相当于一个平衡节点，起到有功功 率平衡和 直流电压维持的作用。 （3）交流电压控制模式是指当柔性直流系统连接无源网络时，换流器 输出 一个幅值、频率、角度恒定的正弦电压，为无源网络提供电压源支撑。
三、柔性直流输电技术原理
三、柔性直流输电技术原理
（一）柔性直流输电技术
柔性直流输电指的是基于全控型器件的高压直流输电。 柔性直流输电的主要工作原理是通过控制IGBT换流阀开通或关断，在交流侧调 制出一个正弦电压，通过控制电压的幅值和相角实现与交流系统的功率交换。 柔性直流输电的核心技术是采用可关断的电力电子器件和脉宽调制技术的电压源 型换流器。
逆变和整流的区别： 1）0＜α＜π/2时，换流器工作在整流 状态。 2）π/2＜α＜π时，换流器工作在逆变 状态。
三相桥式整流回路 三相桥式有源逆变
一、直流输电基本原理
（六）三相桥式有源逆变状态时的电压波形
一、直流输电基本原理
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• 5. 土地和环保压力 • 输电走廊限制了输电线路的建设，沿海经济发达地区线路
走廊尤其紧张，规划建设的火电基地规模巨大，要求将其 电力输送往负荷中心。如果全部采用500KV及以下电压
• 等级的输电线路，则回数过多，线路走廊紧张的矛盾难以 解决。
• 6. 煤炭的运输 • 近年来，我国经济发达地区燃煤电厂发展较快，而电煤的
二、推动特高压输电发展的因数
从世界其他国家电网发展的历程看，推动超高压电网向特高 压电网发展的因数主要有以下六个方面：
1. 用电负荷的增长 按照引入新的更高输电电压等级的一般规律，当电网内用 电负荷增长达到现有最高输电电压等级引入时的4倍以 上时，开始建设更高电压等级的输电工程是经济合理的。
2. 发电机和发电厂规模经济性 不断增长的用电需求促进发电技术，包括火力、水力发电 技术向单位（KW）造价低、效率高的大型、特大型发 电机发展。发电厂的规模随大型和特大型机组的应用迅 速增大，从而进一步降低了发电厂的建设和运行成本， 形成6000~10000MW的发电中心。水力发电技术的发展 促进了在远离负荷中心的地区建设大型电站和阶梯电站
从而形成水力发电中心。从超高压和特高压各电压等级的输 电能力可看出，大型和特大型机组及相应的大容量发电厂 的建设更增加了对特高压输电的需求。
3. 燃料、运输成本和发电电源的可用性 未来的的燃料和运输成本以及各中燃料的可用性，对电源 的总体结构和各种发电电源在地域上的布局有重要影响。 在燃料运输成本上升，运力受制约而使燃料的保证率变低， 运输燃料的经济性不如输电的情况下，在燃料产地建设大 容量的发电厂，以特高压向负荷中心输电是经济合理的。
• 平均大容量输电距离，将超过500KM，西南水电送出到华 东的距离甚至超过2000KM。西电东送、南北互供的输电 容量在未来的15年将超过200GW。
• 4. 大规模火电厂、大型水电基地 • 今后，中国将主要发展高效率的600MW及以上容量机组，
建设大规模火电发电中心，开发西部大型电站或阶梯电站 群。因此，简化发电厂升压变电站结构，按照发电厂分布 情况，构建安全、合理的送端电网；采用特高压电网输电， 不但可解决500KV输电能力低的问题，而且可提高整个电 力系统的安全性、可靠性和经济性。
发电能源地理分布的不均衡性，使得各地电源和电力负荷 不平衡。电力负荷中心往往缺乏一次能源；而具有丰富一 次能源的地区用电水平较低。这种不平衡情况增加了远距
离大容量输电和电网互联的需求。
4. 网损和短路电流水平 在电压等级不变的情况下，远距离输电意味着线路电能损 耗的增加。当输送的功率一定时，提高输电电压等级， 将降低输电线路通过的电流，从而减少电能损耗。提高 远距离输送电力的能力，同时又降低输电电能损耗是特 高压输电的主要目标。
四、特高压直流输电工程在技术上 是可性的
• 从1954年瑞典Gotland高压直流输电工程投入工 业化运行以来，全世界已投入运行的高压直流输 电工程已近100个，总输送容量约70000MW。在 过去的20多年中，共有20多条±450~600KV直流 输电工程在世界各地投入运行，其中包括我国的 葛洲坝—南桥、天生桥—广州、龙泉—政平等。 目前，我国的直流输送容量已经达到12.36GW， 成为世界直流输电大国。
不同容量的发电厂按其电力流向应分层分区接入不同电压 等级的电网，以降低电网的短路电流水平。由于特高压 的引入，特大容量发电厂可直接接入特高压电网。可减 少发电厂直接接入超高压电网的容量。这也是发展特高 压电网的一个重要因数。
5. 生态环境
• 输电线路和变电站的生态环境影响主要表现在土地的利用、 电晕所引起的通信干扰，以及可听噪声、工频电磁场对生 态的影响等多方面。一方面，特高压输电由于其输送功率 大，可大大减少线路走廊占用土地，从而减少对环境的影 响而受到亲眯；另一方面特高压输电的电磁场对生态环境 的影响和电晕产生的干扰问题受到社会广泛关注。这是发 展特高压输电需要深入研究和解决的问题。解决问题的目 标是既满足电力增长需求，又对生态环境影响最小。
供应更多地依靠山西、内蒙古等北部地区的煤炭基地，在 北电南送能力不足的条件下，使得北煤南运的数量和运程 大大增加，最终导致我国中部、东部和南部大部分地区电 煤因运输“瓶颈”的限制而供应不足，出现严重缺电局面。 这一问题如不及时解决，将来随着上述地区用电负荷的进 一步增长，缺电局面将更加严重。 • 综上所述，我国引入特高压输电技术既是必要的，又是紧 迫的。发展特高压输电技术的动力在中国，市场在中国， 创新在中国。发展特高压交、直流输电是国家的一项重大 技术装备政策。
继续采用500KV 交流输电加±500KV直流输电为主的点 对点大容量些地区将很难选择合适的线路走廊和变电站 站址。同时500KV电网的短路电流水平将进一步增加。 • 3. 西电东送、南北互供、全国联网和超大容量、超远距离 输电 • 根据有关规划的预测，西电东送、南北互供、全国联网的
特高压直流输电技术
一、特高压输电的定义 美国国家标准（ANSIC92.2-1981）规定：超高 压为高于242KV、低于1000KV的系统电压；特 高压为1000KV及以上的系统电压。中国将标称 电压分为三段，与美国标准类似：高压（HV） 通常指35~220KV的电压；超高压（EHV）通常 指 330KV 以 上 、 1000KV 以 下 的 电 压 ； 特 高 压 （UHV）通常指1000HV及以上的电压。高压直 流（HVDC）通常指的是±600KV及以下的直流 输电电压， ±600KV以上的电压成为特高压直 流（UHVDC），如±800KV。
• 6. 政府的政策和管理 • 能源政策直接激励各中不同发电资源的开发力度，也将对
电网的发展产生重要影响。
三、中国已存在发展特高压电网的 需求
• 中国已经存在发展特高压电网的需求，主要表现在以下六 个方面。
• 1. 用电负荷增长 • 2. 500KV电网不能满足持续发展的电力输送、效率和安全
的要求 • 随着地区负荷密度的增加，输电容量的要求越来越大，如