特高压直流输电技术

(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。
(4).工程投资省。根据有关设计部门的计算，对于超 长距离、超大容量输电需求，±800千伏直流输电方 案的单位输送容量综合造价约为±500千伏直流输电 方案的72％，节省工程投资效益显著。
首个全部采用晶闸管换流阀的直流工程 ——加拿大依尔河直流工程（直流电压80kV，输送 功率320MW）
国外输送容量最大的工程 ——巴西伊泰普直流工程（直流电压±600kV，两回 输送功率共6300MW，线路全长1590km）
国内输送容量最大的工程 ——向家坝至上海特高压直流工程（直流电压 ±800kV，额定功率6400MW，最大连续输送功率 7000MW，线路全长1907km）
5.大功率直流输电，当发生直流系统闭锁时，两端交流 系统将承受大的功率冲击。
1.建成了世界一流的特高压直流试验研究体系 (三基地、两中心)
特高压直流试验基地 高海拔试验基地 特高压工程力学试验基地 国家电网仿真中心 特高压直流输电工程成套设计研发(实验)中心
特高压直流试验基地（北京） 特高压工程力学试验基地（河北霸州）
可靠性较低、运行维护不便 汞弧阀于1901年发明成功，当时仅能用于整流。
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。
从1954年至1977年，世界上共有12个采用汞弧阀的 直流输电工程投入运行。
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
工程目前正处于方案论证阶段， 该工程包含至巴西东南部电网
Itaipu
±600kV 6300MW
Araraquara Ibiuna
送电（7000MW）和东北部电网
送电（4000MW）两项输变电工
程，特高压直流是重要备选方
案。
5、建成了代表国际高压直流输电技术最高水平 的特高压直流输电示范工程
向家坝－上海±800千伏特高压直流输电示 范工程起于四川宜宾复龙换流站，止于上海奉贤 换流站，途经四川、重庆、湖南、湖北、安徽、 浙江、江苏、上海八省市，线路全长1907公里, 额定输送功率640万千瓦，最大连续输送功率达 700万千瓦。是世界上电压等级最高、输送容量 最大、送电距离最远、技术水平最先进的高压直 流输电工程。
450120206 钱骁
直流输电技术发展历程
特高压定义及其发展的必 要性
我国特高压直流技术实践 成就
国际特高压直流技术应用 前景
1954年
2010年
1831年
1891年
1870年
直流发电 机
三相交流变 压器
高压直流输 电技术
特高压直 流输电技 术
电磁感 应定律
汞弧阀定义：具有冷阴极的汞蒸气离子阀 特点：制造技术复杂、价格昂贵、逆弧故障率高、
3、在世界上率先研制成功±800千伏特高压直 流设备
掌握了特高压直流设备制造核心技术 刷新了世界高压直流设备性能参数主要纪录 国内电工装备制造业实现全面产业升级 国内高压输变电设备制造达到国际先进水平
世界上首次研制成功电压最高、容量最大的直流换流变压器
世界上首次研制成功电压最高、容量最大的换流阀
交流滤波 器
站前 区
高端阀厅和 换流变
交流 场
直流场
复龙换流站
低端阀厅和 换流变
奉贤换流站
工程 名称
电压等级 输电距 额定功
（千伏） 离
率
（公里） (万千
瓦)
单位容量单位长 度综合投资(万 元/（万千瓦*百
公里）)
单位电量单位长 度年费用 (元 /(万千瓦时*百
公里))
输电损耗率 (每千公里)
典型单级电缆直流输电工程 传输距离：245 km 传输功率：600 MW 直流电压：450 kV
投运:
1987
传输功率: 2*3100 MW
直流电压: ± 600 kV
传输距离: 800 km
Brasilia Sao Paulo
Atlantic Ocean
定义：在我国，特高压是指交流1000千伏及以上和 直流正负800千伏及以上的电压等级。特高压英文 缩写UHV；电压符号是U（个别地方有用V表示的）； 电压的伏特，单位符号也是V；比伏大的有KV、比 伏小的mV,uV，它们之间是千进位 。
进入20世纪90年代以后，新型金属氧化物半导 体器件-绝缘栅双极晶体管（IGBT）研制成功并 首先在工业驱动装置上得到推广应用。
1997年3月世界上第一个采用IGBT构成电压源 换流器的直流输电工业性试验工程在瑞典中部 投入运行，其输送功率为3MW，输送电压为 10kV，输送距离为10km。
这种换流器可以减少换流站的滤波装置，省去 换流变压器，简化换流站结构，称之为轻型直 流输电（HVDC Light），我国称为柔性直流。
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
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。
2.特高压直流输电可以减少或避免大量过网潮流，按照 送受两端运行方式变化而改变潮流。特高压直流输电系 统的潮流方向和大小均能方便地进行控制。
3.特高压直流输电的电压高、输送容量大、线路走廊窄， 适合大功率、远距离输电。
4.在交直流并联输电的情况下，利用直流有功功率调制， 可以有效抑制与其并列的交流线路的功率振荡，包括区 域性低频振荡，明显提高交流的暂态、动态稳定性能。
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)
体积减小、成本降低； 可靠性提高； 没有逆弧故障，而且制造、试验、运行维护和
检修都比汞弧阀简单而方便。
首个采用晶闸管阀的工程 ——哥特兰岛直流扩建工程（直流电压50kV，输送 功率10MW）
世界上首次研制成功电压最高、通流能力最强的干式平波电抗器
4、在世界上率先建立了特高压直流技术标准体 系
建立了包括5大类、123项标准的±800千伏 特高压直流输电技术标准体系，已发布行业标准 10项、企业标准62项，正在编制国际标准4项。
国际电工委员会（IEC）将高压直流输电新技 术委员会(TC115)秘书处设在中国，提升了我国 在国际电工领域的话语权。
(1).输送容量大。采用4000安培晶闸管阀，±800千 伏直流特高压输电能力可达到640万千瓦，是±500 千伏、300万千瓦高压直流方式的2.1倍，是±600千 伏级、380万千瓦高压直流方式的1.7倍，能够充分 发挥规模输电优势。
(2).送电距离长。采用±800千伏直流输电技术使得 超远距离的送电成为可能，经济输电距离可以达到 2500公里甚至更远，为西南大水电基地开发提供了 输电保障。
(6).运行方式灵活。国家电网公司特高压直流输电拟 采用400＋400千伏双十二脉动换流器串联的接线方案， 运行方式灵活，系统可靠性大大提高。任何一个换流 阀模块发生故障，系统仍能够保证75％额定功率的送 出。
特高压直流输电技术的主要特点
1.特高压直流输电系统中间不落点，可点对点、大功率、 远距离直接将电力送往负荷中心。在送受关系明确的情 况下，采用Biblioteka Baidu高压直流输电，实现交直流并联输电或非 同步联网，电网结构比较松散、清晰。
对我国电力建设的意义：特高压能大大提升我国电 网的输送能力。据国家电网公司提供的数据显示， 一回路特高压直流电网可以送600万千瓦电量，相 当于现有500千伏直流电网的5到6倍，而且送电距 离也是后者的2到3倍，因此效率大大提高。此外， 据国家电网公司测算，输送同样功率的电量，如果 采用特高压线路输电可以比采用500千伏超高压线 路节省60%的土地资源。
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：
高海拔试验基地（西藏） 国家电网仿真中心（北京）国家能源特高压直流输电工程
成套设计研发中心（北京）
2.在世界上率先掌握了±800千伏特高压直流输 电技术
开展130项特高压直流输电关键技术研究 攻克全新电压等级面临的关键难题 申请专利260项专利（其中发明专利108项），已 获授权专利129项（其中发明专利25项） 创造了60多项世界纪录
(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。