摘要：特高压直流输电具有输送距离长、容量大、控制灵活、调度方便、损耗低、输电走廊占用少等诸多优点，这些优点为我国各领域的快速发展提供了有利的电力能源条件。特高压直流输电在电力系统中有着广泛应用，对电力输送效率起着极大影响，直接关系到电力企业经济效益的高低，提高特高压直流输电应用水平是众多电力企业的重要要求。本文就特高压直流输电的技术特点与工程应用进行了相关的分析。
关键词：特高压直流输电；技术特点；应用
随着国民经济的持续高速增长，电力需求日益旺盛，电力工业的发展速度加快。在这种背景下，要求输电工程具有更高的输电能力和输电效率，实现安全可靠、经济合理的大容量、远距离送电。到2020年，我国特高压电网将形成以“三华”特高压同步电网为中心，满足大煤电、大水电、大核电和大可再生能源基地电力输送，交直流协调发展的坚强网络平台。特高压直流输电是满足这种要求的关键技术之一。
一、特高压直流输电的技术特点
第一，特高压直流输电技术的电压等级相对较高，能够输送较大容量电能，线路的走廊要求相对较小，对于大功率、远距离输电有着较好适用性。
第二，电网结构简单，易调控。特高压直流输电采用大功率、远距离、点对点的输送模式，无中间落点，直接将电力输送到负荷中心。当确定了送、受端之后，采用直流输电方式可实现交、直流电网并联输电，或者非同步联网输电，电网结构清晰易调控。
第三，特高压直流输电可以与交流输电并联使用，通过直流有功功率调制方式，来对并联交流线路功率振荡、低频振荡等起到较好抑制效果，交流电的暂态与动态稳定性得到显著提高。
第四，线路损耗小。由于直流架空线路仅用1根或2根导线，所以导线上的有功损耗较小。同时，由于直流线路没有感抗和容抗，在线路上也就没有无功损耗。另外，由于直流架空线路具有“空间电荷”效应，其电晕损耗和无线电干扰均比交流架空线路要小，直流输电没有集肤效应，导线的截面利用充分。
二、特高压直流输电的技术的工程应用
1、特高压直流输电工程中高电压与绝缘技术。
在进行电能输送时，不论是在一般的电压等级下还是强电等级下，电压和绝缘都是相辅相成的关系，当电压升高时绝缘也要升高。如果绝缘不随电压等级相应提高，就会出现设备被烧毁、电网稳定运行状态遭到破坏，严重时还会导致人员伤亡等重大事故的发生。在普通绝缘不能保证电气设备与输电线路绝缘的前提下，就必须考虑使用复合材料来代替普通的瓷质和玻璃绝缘。但在选择绝缘材料的同时，也要和当地的气候条件、环境条件等复合判断。比如在气候比较湿润的南方它对绝缘子的表面要求就比较高。在污染比较严重的地区，由于绝缘套管、绝缘子表面等受到污浊的情况比较严重，因此在这些地区若使用一般材质的绝缘，就会出现击穿、短路、设备烧毁、严重的导致人员伤亡等。因此在不同环境气候下对绝缘套管、穿墙套管、绝缘子表面的材质要求也相对较高、较特殊。在我国的西电东输工程中，由于我国的地势西高东低，对于高海拔地区，也要把海拔对绝缘的影响考虑进去。总之，在提升电压等级的同时务必提升设备的绝缘性能，二者是密不可分的。
2、特高压直流输电工程中的控制保护问题。
在电力系统中，任何系统都离不开控制和保护系统的支持。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在直流输电系统中最为重要的就是控制保护技术，其中，控制保护里包含了软硬件平台、直流控制保护设计、触发控制、直流保护等。除此之外，传统的保护也是必要的，比如高压输电线路上的防雷线、架线铁塔上的避雷针、换流站里的避雷针、避雷器、接地网、变压器的防雷保护等。在特高压直流输电线路中的换流站里有很多的变压器，对应着就有很多的晶闸管来控制这些线路。在这个复杂的系统中必须有一个安全可靠的控制保护操作系统来保障它的正常运作，一旦出现故障不会造成设备损坏、大面积停电以及人员伤亡等事故。因此，在特高压的直流输电工程中拥有一个可靠的控制保护系统对供电系统来说十分重要。
3、特高压直流工程的电磁环境问题。
随着人们对环境问题认识的深化和公众环境意识的增强,输电工程的电磁环境影响越来越受到关注,因此,实施特高压直流输电工程要特别注重电磁环境研究。电磁环境问题已成为影响输电工程结构和工程建设费用的重要因素之一。
特高压直流输电电磁环境指标有待深入研究,目前普遍认为,特高压直流输电电磁环境指标可以按与±500kV直流输电的水平相当来控制。±500kV直流输电已有15年的运行经验,其运行状况可供特高压直流输电参照。我国±500kV直流输电线路电磁环境的控制指标为:①合成场强30kV/m；②可听噪声45～50dB；③无线电干扰55dB。
换流站的电磁环境中,最为公众所关心的是可听噪声。换流站的主要噪声源是换流变压器、平波电抗器和交流滤波器。特高压直流的噪声比±500kV直流的更为严重。正常运行时,每个换流站有24台变压器。当其满负荷运行时,交流滤波器有近3kVar的容量。因而大量的噪声源需要认真对待,除了限制设备本身的噪声水平外,还要注意将高噪声设备布置在远离居民区的位置,必要时要设立局部隔离措施和吸噪设施。
4、特高压直流工程中换流技术的应用。
在特高压直流输电的换流技术方面，主要有电容换相直流输电技术和柔性直流输电技术两种，其中，电容换相直流输电技术是通过将换相电容器串接到直流换流器与换流变压器中，利用串联电容来对换流器无功消耗进行补偿，减少换流站的设备，能够有效降低换相失败的可能，提高系统抗干扰能力，确保系统的稳定。柔性直流输电是以VSC成熟为基础的，是一种通过脉冲宽度调制方法来对VSC进行控制，实现直流输电的技术，其优点是控制方式灵活，可以完成有功、无功解耦控制。
三、结语
总之，根据我国能源基地外送需求和技术水平发展趋势，我国未来需要进一步提高直流输电的额定输送容量，简化直流电压等级序列，实现标准化和系列化的有机结合，以利于形成集约效应和规模效益，提高直流输电的经济性。特高压直流输电技术符合电力工业发展规律和电网技术的发展方向，在技术上没有不可逾越的障碍，在我国有广阔的应用前景。
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论文作者:安博,衣俸君
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/20
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