摘要：电力资源作为生产与生活不可缺少的资源，对社会的进步起了重要作用，所以需要进一步完善电力技术，让其能够创造更多的社会效益。本文在阐述了高压直流输电技术的内涵与特点之后，分析了高压直流输电技术的现状与发展趋势，旨在引起社会对于高压直流输电技术的重视，以促进电力事业的发展。
关键词：高压直流输电技术；现状；发展趋势
随着社会的发展，基于高压直流输电技术具有交流输电不可比拟的优点，加之换流元件功率的提高、价格的降低，在实际生产生活中加大对直流输电技术的应用，也是大势所趋。
一、高压直流输电技术概述
（一）内涵
高压直流输电的简称是“HVDC”，而高压直流输电技术也即在借助直流电无感抗、无容抗及无需同步运行的三大优点，研发出的一种适用于大功率和远距离的新型输电技术，主要应用在架空线、海底电缆及不适用三相交流输电技术的领域[1]。
（二）特点
高压直流输电技术主要有以下几个方面的特点：第一，调节快速、可靠。具体来讲，高压直流输电技术的调节快速、可靠特点有三个方面的表现：第一个表现，在正常情况下，高压直流输电技术能够稳定运行，保证输出；第二个表现：在事故情况下，能够实现健全系统对故障系统的实时、紧急支援，也能够抑制振荡阻尼和次同步振荡；第三个表现，在直流电线路与交流电线路共同运行时，若交流电线路发生短路，可以短暂增大直流输送功率，以此减少发电机的转子加速；第二，不存在系统的稳定问题。在交流电力的系统中，因其容许距离与输送功率受网络结构及参数的限制，所以还需额外增加费用提高其稳定性，但在直流电力系统中，不仅直流输电的距离与输送容量不会受到同步运行下稳定性的限制，还可连接两个交流系统，实现非同期联网；第三，低耗材[2]。较之以往的三相交流线路，直流输电线路仅需正、负两极导线，且杆塔结构简单、线路走廊窄，而传输效率却能达到交流线路的2倍及以上；第四，远距离。因为直流输电具有功角稳定优势，其输送的容量由换流阀电流允许值决定，所以不会由于静态或暂态稳定而影响输送容量，有利于大容量、远距离输电；第五，易互联。体现在直流输电可以实现非同期联络，有极强的事故支援能力。
二、高压直流输电技术的现状
（一）架设线路方面
传统的三相交流线路需要三根导线才能工作，且线路走廊占地面积宽；而直流输电因其使用的是双极中性点接地方式，所以只需要两根导线，线路走廊较窄，但据实际操作可知，若在材料与绝缘水平均相同的情况下，两者输送的功率是相同的。显然，如果从经济角度来看，直流输电更具有高性价比，不仅省材省力，就连线路走廊的占地面积也少。
（二）配电发电方面
在这一方面，交流输电反而占据优势。因为现有的交流发电机能够很快速的将其他形式的能转化为电能，再利用变压器将生成的交流电进行升压与降压，将为配电提供便捷。除此之外，在配电投资方面，交流电源的造价比之同等功率的直流电源的造价更为低廉。
（三）电缆线路方面
在交流电压工作情况下与在直流电压工作情况下，电缆绝缘的击穿机理与电位分布是不一样的，电缆绝缘用于交流的允许工作电压比用于直流的允许工作电压要低两倍，也即在交流电压与直流电压两者相同的情况下，交流电缆的造价要高于直流电缆的造价。
（四）同步运行方面
应用交流输电时，因为电流的相位会产生相位差，所以并网的各个系统交流电须同步运行，否则不仅会让设备中形成的强大循环电流损耗设备性能，还会造成停电事故，影响正常的生产生活秩序，对此，以往都是在并网的发电站中配置复杂的补偿系统，以保证并网后线路中的电流能够保持稳定[3]。而在使用直流输电技术后，通过线路互连，可以避免电流的相位产生相位差的问题，使两端交流电网均可用自己的相位运行。
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（五）换流器方面
以往想要关闭换流器必须要满足两个条件：一是电流要过零点；二是二端交流系统要有源。实现这两个条件并不容易，所以也一直限制着高压直流输电技术的应用。而在使用电压源换流器后，因为门极功率较大，所以晶闸管能够被关断，使高压直流输电技术的控制度得到有效提升[4]。
（六）换相技术方面
在以往的高压直流输电转换器中，需要用较多的无功补偿设备获取无功功率，很容易出现换相失败的问题。在深入研究之后，发现可以运用串联电容器换相电路避免换相失败问题，就是在换流器与换流变压器中接入一个固定电容器，以提升运行的稳定程度。
三、高压直流输电技术的发展趋势
（一）加大新技术的应用
第一，实时多处理器控制保护技术。随着信息技术的发展，直流输电系统也在快速的更新更新换代，表现在处理器的速度变快、内存变大及并行多个处理器等方面，所以直流输电系统内部的设备都应用了微处理器技术，例如极控、直流系统保护等。但是从普及度层面来讲，还需加大这些技术的应用程度[5]；第二，接地极引线故障测量技术。通常情况下，直流输电系统内部的接地极引线的运行电压很低，无法检测，但在近年来，通过应用脉冲回声、阻抗等方式，可以有效检测接地极线路，从而在发生短路或故障后，能够及时解决。但也可以在此领域继续加大研究，让高压直流输电技术有进一步的发展。
（二）强化远距离输电的优势
随着电力技术的不断发展，高压直流输电技术的可靠性显著增强，而关键设备的价格和电力投资的成本却有所下降，所以可以尝试在远距离输电中应用高压直流输电技术，如在我国目前的西部水电工程中会逐渐加强高压直流输电技术的应用，以便满足西部地区的用电需求。
（三）加大在电力市场中的作用
目前电力市场的发展趋势是开放化，这种趋势之下，需要输电网具有有效的控制系统，而交流联网下的实时控制却不易实现，所以在研究交流FACTS技术时，可利用高压直流输电技术容易实时控制电力资源的优势，在避免绕道或环流现象的同时，加大高压直流输电技术在电力市场中的作用。
（四）扩大高压直流输电技术的应用范围
第一，连接小型电网。基于高压直流输电技术能够独立控制有功、无功能力的特点，可以通过利用高压直流输电技术，连接潮汐发电、径流小水电、太阳能发电、风力发电等工况不稳定的电源，以便克服小型电网中存在的损耗问题，推进可再生能源的开发利用工程进度；第二，实现小型负荷区的供电。目前远方小型负荷区的供电，多采用交流输电，不仅产生的损耗多，输电费用也不菲，如对于海岛地区而言，采用柴油发电机方式发电会严重污染环境，而若使用直流输电技术，则能够获取大量的优质、廉价电力，再例如海上石油天然气平台的供电，可通过利用废气发电，使用海底直流电缆向大陆主网中供电，增加经济效益。
四、结束语
总而言之，基于高压直流输电能够长距离输电的优势，需要不断挖掘其潜力，以便高压直流输电水平能够得到进一步的提高，使高压直流输电技术成熟之余，还能扩大应用范围，推动我国电力事业的发展，使社会得到长足的进步。
参考文献：
[1]万笛.高压直流输电发展与新技术研究与探索[J].计算机产品与流通，2018（06）：86.
[2]寇睿恒.探究高压直流输电技术[J].电子制作，2018（20）：16-17+48.
[3]邱清泉，张志丰，张国民，肖立业.超导直流输电技术发展现状与趋势[J].南方电网技术，2015，9（12）：11-16.
[4]梁旭明，张平，常勇.高压直流输电技术现状及发展前景[J].电网技术，2012，36（04）：1-9.
[5]李昂，张珍.高压直流输电设计技术与未来发展趋势[J].电子世界，2012（19）：50-52.
作者简介：
罗斌（1988.10.28），男；贵州遵义；汉；本科、学士；助理工程师；研究方向：高压直流输电运检。
论文作者:罗斌
论文发表刊物:《河南电力》2018年14期
论文发表时间:2018/12/29
标签：高压论文; 技术论文; 线路论文; 电力论文; 系统论文; 电压论文; 功率论文; 《河南电力》2018年14期论文;