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摘要：近几年来，我国的科学技术发展迅猛，先进科学技术在各个行业和领域中都逐渐得到广泛的应用，极大的推动力社会的进一步发展。电力资源作为人类生存和发展的不可或缺的资源之一，在人类发展进程中发挥了重要的作用，随着人们生活水平和质量的提高，对电力资源的要求也有所提升。本文主要是从高压直流输电技术的现状以及高压直流输电技术的发展前景两个方面对高压直流输电技术做出了深入的分析和研究，这对加强对高压直流输电技术的应用提供了有价值的参考依据，有助于促进社会的长效发展。
关键词：高压直流输电技术；现状；发展前景；晶闸管
最初的电力技术主要是以直流电为主，但是随着人们对电力资源要求的逐步提高，简单的直流电已经不能很好的满足人们的各项需求。随着不断发展的变压器、感应电动机以及三相交流发电机，直流电逐渐开始取代用电和发电领域，同时交流电压也在变压器的作用下发生改变，进而促进了交流电网和交流输电的发发展。但是在很多体系中，仅仅只是利用交流电网的话，整体的稳定性和安全性得不到保证，人们又逐渐开始重视直流输电技术的改进和优化，并逐渐广泛的应用直流高压输电技术。
一、高压直流输电技术的现状
（一）广泛的应用直接触发式和大容量的晶闸管
就直流输电中的换流器来说，是其中的关键设备，最开始使用的是水银汞弧阀，随着科学技术的发展，逐渐开始替换成晶闸管。通过多次的改进和优化之后，控制阀的几何尺寸大大减小，整体结构更加紧凑，同时承受电流和电压的控制也有所增强，减少了所使用的晶闸管数量。比如在某一工程中，通过并联两个直径为56mm的晶闸管之后，电流能够达到1850A，如果想承受住额定电压的话，就必须串联125个晶闸管，晶闸管的数量和整体结构体积都比较大；而随着科学技术的发展，通过使用一个直径为100mm的晶闸管，其电流就能够达到2450A，最大持续电流为4000A，仅使用了54个晶闸管，晶闸管的数量和整体结构体积都显著减少[1]。同时随着晶闸管技术的发展，开始使用直接触发晶闸管，这样一来，借助光纤脉冲信号就能够直接触发晶闸管。在直接触发晶闸管中，主管能够与保护监测、触发放大等有效结合，外加电子单元取消，控制阀电路大大简化。
（二）串联电容器换相技术
在传统的高压直流输电转换器中，无功功率需要通过交流电网来获取，这也就表示在电路中需要使用较多的无功补偿设备，并且度受端交流系统的容量要去也比较高，如果不能达到要求的话，则很容易出现换相失败问题。为了有效的避免出现这些问题，还需要加强对电路接线方式的深入研究，其中最主要的就是串联电容器换相电路。其具体的做法就是将一个固定电容器接入到换流器和换流变压器当中，这样能够促进换流器转换效率的提升，同时无功消耗也有所减少，降低了发生换相失败的可能性，整体运行的稳定性大大提升[2]。如果技术条件允许的话，还可以结合有源滤波器，将大型并联补偿装置取消，实现技术的进一步优化。
（三）电压源换流器
原先在触发了换流器之后，如果想自然关闭的话，必须保证电流过零点，另外二端交流系统也需要是有源的，这会在一定程度上限制着高压直流输电技术的控制和应用。通过使用电压源换流器，由于门极的功率比较大，因此晶闸管就能够被关断，实现电流关断和导通控制的自由性，整体的控制自由度有效提升。
（四）新型直流电缆
随着不断发展的高压直流输电技术，直流电缆的制造技术也有效提升，在制造过程中通过使用成熟的挤压工艺技术，生产出新型的交联聚乙烯直流电缆，可靠性和电压承受能力都显著增强，机械强度和柔性明显改善，其中最主要的特点就是材料的自重大大减轻，敷设难度有所下降，提高了安全性[3]。
二、高压直流输电技术的发展前景
（一）强化在远距离联网和输电中的应用优势
首先随着不断发展的电力电子技术，高压直流输电技术中的关键设备的价格持续降低，进而在远距离输电中也逐渐开始广泛的应用高压直流输电技术。巴西伊泰普工程是目前世界范围内直流输电工程中容量最大的工程。另外在海底远距离直流电缆输电中，是不能用交流电缆输电直接代替。对于我国来说，目前在大型的坑口电站建设以及西部水电工程开发的过程中，会逐渐加强对高压直流输电技术的应用，以便更好的满足各个地区的用电需求[4]。其次通过大电网互联，供电的可靠性也显著增强，电力投资成本有所节省，进而增强了整体的经济效益。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是其中需要注意的是，随着逐渐扩大的电网，交流互联会的直接使用会引发事故范围扩大、潮流控制困难、短路容量增大等问题，而通过使用高压直流输电技术之后，这些问题都能够得到很好的解决。如果想进一步的增强高压直流输电技术联网的灵活性，稳定系统，也逐渐开始使用交直流混合瞭望和多端直流输电互联，并在实际应用中得到了很好的证明[5]。
（二）在电力市场化运作中的作用越来越重要
目前在电力改革中，电力市场的开放化已经成为其发展趋势，其目的是为了增强电力资源的经济性、安全性以及可靠性，这对输电网的有效控制系统提出了更高的要求，在电网中电力能够自由的进行传输，也是互联电网实现商业化运营的重要基础。但是对于交流联网来说，实时控制的难度比较大。因此，在加强对交流FACTS技术深入研究的同时，还需要充分的发挥出高压直流输电技术的优势作用[6]。在输送电力中通过使用直流联网，能够根据实际的要求对电力资源进行实时控制，二端交流电网的运行情况不会对其产生影响，也不会出现环流或绕道现象。
（三）进一步拓展高压直流输电技术的一般应用范围
一能够连接分散的小型电网和电源。随着人们逐渐增强的环保意识，在整个能源消耗中可再生能源的比重呈逐年上升趋势。在VSC小型直流输电中，能够对有功和无功能力进行独立控制，这样就能够有效的连接好太阳能发电、潮汐发电、风力发电、径流小水电等工况不稳定的系统与电源，也有效的避免了对电网电能的质量水平造成影响。这样一来，不仅仅将小容量交流输电中存在较大损耗的问题得到了有效的克服，同时也能够很好的开发利用可再生能源。在VSC技术中，水轮机和风机能够变速运行，当输出的转速达到最大功率的时候，水力发电和风力发电的输出功率有效提升，大约在7%左右，其经济效益大大提升。二是城市供电的容量也显著扩大。随着大城市中快速增加的集中负荷，也逐渐扩大了市中心的供电容量，城市供电空间逐渐狭窄，对环保也提出了更高的要求，并逐渐向高压远距离地下电缆供电的方向发展。其中在供电容量扩大的同时，供电网短路容量也有所增加，进而增加了超出容量极限的可能。通过使用直流电缆和直流输电基础，交流电缆在运行中不会出现电容电流，再加上对良好功率控制能力的利用，短路容量得到了有效的控制和限制，供电网的可靠性明显提升[7]。三是实现向远方小型负荷区供电。在远方小型负荷供电中，如果使用交流输电技术的话，不仅仅会产生较多的损耗，同时还需要花费大量的输电费用，尤其是对于一些海岛地区来说，如果采用小火电厂、柴油发电机组等形式供电的话，还会对周边的环境产生严重污染。而通过使用小型直流输电技术，就能够直接从大型电网中获得大量的廉价、优质电力。另外在海上石油天然气平台供电当中，也能够使用海底直流电缆，利用其中的废气来进行发电，向大陆主网中送电，进而增加了其经济效益。
结语
总的来说，无论是在大型电网或者是距离较远的输电线路中，还是在中小型电网中，高压直流输电技术都具有较大的应用潜力。并且随着科学技术的持续发展，高压直流输电技术还会得到进一步的改进和优化，会越来越成熟，同时也具有更加广泛的应用范围，进而获得最佳的经济效益。
参考文献
[1]祝志祥,韩钰,惠娜,马光,聂京凯,杨富尧.高压直流输电接地极材料的应用现状与发展[J].华东电力,2012,02:265-269.
[2]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,2012,04:1-9.
[3]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.
[4]钟杰峰,陈丽萍,袁康龙,王晓茹,胡益.多端柔性直流输电技术的现状及应用前景分析[J].南方能源建设,2015,S1:38-45.
[5]肖朝晖.开启特高压输电技术发展新篇章——专访昌吉-古泉±1100kV特高压直流输电线路工程(甘9标段)项目经理贺成才[J].大众用电,2017,02:21-22.
[6]吴宝生.高压直流输电技术的发展及其在电网中的作用[J/OL].科技与企业,2014(06).http://www.cnki.net/kcms/detail/10.13751/j.cnki.kjyqy.2014.06.137.html
[7]文俊,殷威扬,温家良,韩民晓.高压直流输电系统换流器技术综述[J].南方电网技术,2015,02:16-24.
作者简介
李大春，（1978.3—），男，工程师，大学本科，运维检修部主任。
论文作者:李大春
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/9/29
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