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高壓直流輸電技術:三大特性突出節能效果

  2016/11/25 10:19:55

     自上世紀80年代以來,電力傳輸技術的發展步伐明顯加快,提高傳輸能力的辦法不斷涌現,既有直流輸電技術、柔性交流輸電技術、分頻輸電技術等高新技術,同時也有對現有高壓交流輸電線路的增容改造技術,如升壓改造、復導增容改造、交流輸電線路改為直流輸電技術等。直流輸電,對于提高現有傳輸系統的傳輸能力,挖掘現有設備潛力,具有十分重要的現實意義,實施起來可收到事半功倍的效果。

      經濟性三大特性突出節能效果

      從經濟方面看,直流輸電有以下三個主要優點:

      首先,線路造價低,節省電纜費用。直流輸電只需兩根導線,采用大地或海水作回路只用一根導線,能夠節省大量線路投資,因此電纜費用省得多。

      其次,運行電能損耗小,傳輸節能效果顯著。直流輸電導線根數少,電阻發熱損耗小,沒有感抗和容抗的無功損耗,且傳輸功率的增加使單位損耗降低,大大提高了電力傳輸中的節能效果。

      最后,線路走廊窄,征地費省。以同級500千伏電壓為例,直流線路走廊寬僅40米,對于數百千米或數千千米的輸電線路來說,其節約的土地量是很可觀的。

      除了經濟性,直流輸電的技術性也可圈可點。直流輸電調節速度快,運行可靠。在正常情況下能保證穩定輸出,在事故情況下可實現緊急支援,因為直流輸電可通過可控硅換流器快速調整功率、實現潮流翻轉。此外,直流輸電線路無電容充電電流,直流線路無電容充電電流,電壓分布平穩,負載大小不發生電壓異常不需并聯電抗。

      提升空間大功率電力電子器件將改善直流輸電性能

      直流輸電最核心的技術集中于換流站設備,換流站實現了直流輸電工程中直流和交流相互能量轉換,除在交流場具有交流變電站相同的設備外,還有以下特有設備:換流閥、控制保護系統、換流變壓器、交流濾波器和無功補償設備、直流濾波器、平波電抗器以及直流場設備,而換流閥是換流站中的核心設備,其主要功能是進行交直流轉換,從最初的汞弧閥發展到現在的電控和光控晶閘管閥。

      晶閘管用于高壓直流輸電已有很長的歷史。近10多年來,可關斷的晶閘管、絕緣門極雙極性三極管等大功率電子器件的開斷能力不斷提高,新的大功率電力電子器件的研究開發和應用,將進一步改善新一代的直流輸電性能、大幅度簡化設備、減少換流站的占地、降低造價。

 
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