干货 解析高压直流输电技术

  •无功补偿设备：提供换流器所需要的无功功率，减小换流器与系统的无功交换。

  •功率传输特性：交流为满足稳定问题，常需采用串补、静补等措施，有时甚至不得不提高输电电压。将增加很多电气设备，代价昂贵。直流输电没有相位和功角，无需考虑稳定问题，这是直流输电的重要特点，也是它的一大优势。

  •线路故障时的自防护能力：交流线路单相接地后，其消除过程一般约0.4~0.8秒，加上重合闸时间，约0.6~1秒恢复。直流线路单极接地，整流、逆变两侧晶闸管阀立即闭锁，电压降为零，迫使直流电流降到零，故障电弧熄灭不存在电流无法过零的困难，直流线路单极故障的恢复时间一般在0.2~0.35秒内。

  •过负荷能力：交流输电线路具有较高的持续运行能力，其最大输送容量往往受稳定极限控制。直流线路也有一定的过负荷能力，受制约的往往是换流站。通常分2小时过负荷能力、10秒钟过负荷能力和固有过负荷能力等。前两者葛上直流工程分别为10%和25%，后者视环境和温度而异。就过负荷而言，交流有更大灵活性，直流若需要更大过负荷能力，则在设备选型时要预先考虑，此时需增加投资。

  •潮流和功率控制：交流输电取决于网络参数、发电机与负荷的运行方式，值班人需要进行调度，但又难于控制，直流输电则可全自动控制。直流输电控制管理系统响应快速、调节精确、操作便捷、能实现多目标控制。

  •短路容量：两个系统以交流互联时，将增加两侧系统的短路容量，有时会造成部分原有断路器不能够满足遮断容量要求而要换掉设备。直流互联时，不论在哪里出现故障，在直流线路上增加的电流都是不大的，因此不增加交流系统的断路容量。

  •电缆：电缆绝缘用于直流的允许工作电压比用于交流时高两倍，例如35kV的交流电缆容许在100kV左右直流电压下工作，所以在直流工作电压与交流工作电压相同的情况下，直流电缆的造价远低于交流电缆。

  •输电线路的功率损耗比较：在直流输电中，直流输电线路沿线电压分布平稳，没有电容电流，在导线截面积相同，输送有用功率相等的条件下，直流线路功率损耗约为交流线，并且不需并联电抗补偿。

  •线kV直流输电电线kV交流线条同电压的直流线倍，直流输电的线路走廊其传输效率约为交流线倍甚至更多一点。

  总的来说，不能用变压器来改变电压等级、换流站的费用高、控制复杂等因素限制了直流输电的应用范围。

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