摘要：我国的电力工业正处在高速发展阶段，电力需求持续增长，如何有效配置现有的电力能源将会对经济发展产生很大影响。我国的西南和西北地区拥有全国三分之二的可开发水资源，山西、内蒙古等省份拥有全国已探明煤炭资源的三分之二，而我国的用电负荷中心位于东部沿海一带，生产力与资源布局极不均衡，需要大规模、远距离、高效率的电力资源输送，以此来解决东南地区日益增长的用电需求。相比普通的高压输电，特高压输电网络的安全性更强、同等输电容量下无用功消耗更少、在成本建设方面经济型更好，是将来输电系统中发展的主要方向。
关键词：能源资源特高压直流输电生态环境
1.特高压输电线路简介
近二十年来，随着社会经济的快速发增长，电力需求也不断增长，超高压输电技术已经难以满足未来的电力供应需求，因此特高压输电技术是我国电力系统发展的必然趋势。特高压输电技术的应用不仅能够满足电力增长需求，还能够降低电网投资，优化资源配置，减少线路损耗，提高电网运行的稳定性。特高压输电线路的优点是能够进行远距离、大容量的电力传输，具有较好的经济性，能够节省线路走廊。但在特高压输电线路的建设过程中，系统的稳定性问题不容易解决。继电保护技术是保证特高压输电线路稳定运行的关键技术，因此对其进行研究是发展特高压输电技术的关键。只有研究出更先进的特高压继电保护技术，才能为特高压输电线路的稳定运行提供保障。
2.我国特高压直流输电的现状
从上世纪70年代开始，前苏联、美国、加拿大、巴西和南非等国家考虑到特高电压等级、超远距离输电、特大输电容量的需求，在研究特高压交流输电技术的同时，也开始进行特高压直流输电技术的研究工作。经过美国EPRI、加拿大IREQ、巴西CEPEL等科研机构的研究工作，特高压直流输电中的一些重要技术已经取得了关键进展。例如，经研究发现，在1400-3000km的远距离、大容量电力输送中，从电网建设的经济型和环境影响的角度进行考虑，高于±600kV电压等级的特高压直流输电是值得优先选择的高压输电方式，而且±800kV电压等级的特高压直流输电系统在设计、建设和投运在技术方面而言是完全可行的等等。特别值得我们一提的是，前苏联曾经设计并初步建设从唐波夫到埃巴基斯图兹到±750kV电压等级、输送距离2400km、输送功率容量为6000MW的直流输电工程。该项目中，所有的设备均已通过了初步试验，而且已建成长度高达1090km的线路，但是最后却因政治、经济等方面的因素停止了建设。尽管这样，该项目仍然可以在一定程度上为我国目前设计的特高压直流输电网络起到参考价值。
我国地域广阔，同时能源资源与电力消耗的不平衡使得我国尤其适合发展特高压直流输电技术。一直以来，我国发展的主要是500kv的输电技术。随着经济的发展，原有的输电系统已经不能满足东部地区日益增长的电力消耗，为此需要发展特高压直流输电技术，实现能源资源的合理分配。1987年，舟山直流输电工程正式投入使用，这是我国独立建成的第一个直流输电项目，弥补了我国在直流输电技术方面的空缺。进入21实际以来，我国陆续建成了众多高压直流输电技术，并不断研究直流输电技术的相关特性。2005年2月，百万伏级交流输电以及±800kV级直流输电工程的前期研究工作在全国范围内启动。目前我国已经建成一系列800kV特高压直流输电工程并投入使用，其中代表性的特高压直流输电工程建设于苏南-锦屏两地，其输电距离为210万米、额定容量为7200兆瓦，并且在2012年成功投入使用。2012年6月29日，我国的±1100kV特高压换流变压器通过了型式试验，这是由国家电网主导研发的。这这次试验中，变压器的各项指标优良，在技术方面完全符合建设特高压直流输电工程的技术规范，是在我国以致国际上研发±1100kV电压级别直流输电技术过程中的突破，具有非常重要的意义。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前，我国特高压输电工程在输电线路长度、输送电力、输电设备制造和管理等方面已经处于国际领先水平。
3.特高压直流输电面临的问题
1）过电压及绝缘问题。目前，我国已投入运行的特高压直流工程电压由为±800kV，输送容量较大，约为±500kV输电容量的2倍，随着换流站和线路绝缘部分的投资比例逐渐增大，一旦线路发生绝缘故障，带来的系统扰动问题和损失将很严重，因此过电压保护以及绝缘配合问题将是特高压直流输电亟需解决的问题。另外，我国西部水电资源由于地处海拔较高，存在很严重的污秽、履冰等问题，系统要想稳定运行，需要高质量及合理优化的过电压保护和绝缘配合。
2）电磁环境问题。高压直流输电线路运行时在导线周围空间附近会产生离子流场，导线下合成的场强对人体产生有害影响。线路或换流站设备产生的无线电会对无线电通信工程正常接收产生干扰，干扰产生的过高噪声会使附近居民产生烦躁不安的感觉。
3）控制保护问题。控制保护问题是高压直流输电的核心问题。其关键技术有：软硬件平台控制技术、阀触发控制、直流保护设计、直流控制保护系统设计。直流输电系统故障很大程度是控制保护系统故障造成的。由于特高压直流输送电能过大，对直流保护系统的相关要求也更严格。因此需深入开展控制算法与鲁棒、智能控制等多种先进算法相结合的研究工作，避免多回直流落点相对集中时发生换相失败的现象，充分利用直流附加控制作用，灵活快速的提升系统稳定性。
4.解决措施
第一，如果想要让特高压线路抗冰害的能力能够有所提高，那么在选择线路建设的路径时就一定要绕开那些覆冰非常严重的地段，如果是那些不能绕过的重冰区的话，就一定要根据相关规律和文件进行一系列的设计。在覆冰严重的地区，如果发现档距比较大的话，就可以选择增加杆塔的数量，以此来缩小过大的档距，这样一来，导地线过载的能力就可以有所加强，同时可以使得杆塔的荷载能够减小，降低由于脱冰不均匀而带来导地线相互碰撞事件发生的几率，尽可能避免在覆冰严重的地区出现大的档距，保持覆冰严重的地区是均匀的档距为最好。
第二，注意防绕击。通过观察我们发现，保护角与雷电绕击是有很大关联的，保护角小，被雷电绕击的概率也小。因此要是想有效防止雷电绕击导致跳闸，那么就需要缩小保护角。除此之外，我们还需要加强相关的维护工作，定时去检查，然后对于一些有问题的绝缘子进行及时更换，同时对于一些其他装置也要经常检测，在一些雷电发生较多的地方一定要增加观测次数。
第三，我国特高压线路的污秽较其他国家还是比较严重的，因此需要增加绝缘子的长度或者是泄漏的距离，另外，对于那些污秽更加严重的地区，则需要采用强度高、吨位大的合成的绝缘子，因为合成的绝缘子在耐污方面还是很不错的，所以也就能减少工作量。
结语
我国一直希望可以减少线路走廊的用地、优化在能源资源方面的相关配置，所以不断致力于高压输电的技术发展。特高压交流线路有着具有其特征的带电作业和运行维护，所以需要结合这些特点，借鉴以往的经验，研究和分析相关技术，使得线路的稳定、可靠、安全运行能够有所保证，在以后特高压交流输电的相关工作中能够更加顺利，并且具有很高的安全性。
参考文献：
[1]安军，柴旭峥，王骅.采用柔性直流输电优化河南电网运行的前瞻性研究[J].电网技术，2016，01：86-91.
[2]汤广福，贺之渊，庞辉.柔性直流输电技术在全球能源互联网中的应用探讨[J].智能电网，2016，02：116-123.
论文作者:李权,刘嘉琦,林阳,常中华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/1
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