直流輸電

基本釋義

　　【詞語】：直流輸電

　　【注音】：zhí liú shū diàn

　　【釋義】：將發(fā)電廠發(fā)出的交流電，經(jīng)整流器變換成直流電輸送至受電端，再用逆變器將直流電變換成交流電送到受端交流電網(wǎng)的一種輸電方式。主要應(yīng)用于遠(yuǎn)距離大功率輸電和非同步交流系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，具有線路投資少、不存在系統(tǒng)穩(wěn)定問題、調(diào)節(jié)快速、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)

　　直流輸電與交流輸電相比有以下優(yōu)點(diǎn)：

　?、佼?dāng)輸送相同功率時(shí)，直流線路造價(jià)低，架空線路桿塔結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，線路走廊窄，同絕緣水平的電纜可以運(yùn)行于較高的電壓；

　?、谥绷鬏旊姷墓β屎湍芰繐p耗??；

　?、蹖?duì)通信干擾??；

　?、芫€路穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)沒有電容電流，沒有電抗壓降,沿線電壓分布較平穩(wěn),線路本身無需無功補(bǔ)償；

　?、葜绷鬏旊娋€聯(lián)系的兩端交流系統(tǒng)不需要同步運(yùn)行，因此可用以實(shí)現(xiàn)不同頻率或相同頻率交流系統(tǒng)之間的非同步聯(lián)系；

　?、拗绷鬏旊娋€本身不存在交流輸電固有的穩(wěn)定問題，輸送距離和功率也不受電力系統(tǒng)同步運(yùn)行穩(wěn)定性的限制；

　?、哂芍绷鬏旊娋€互相聯(lián)系的交流系統(tǒng)各自的短路容量不會(huì)因互聯(lián)而顯著增大；

　?、嘀绷鬏旊娋€的功率和電流的調(diào)節(jié)控制比較容易并且迅速，可以實(shí)現(xiàn)各種調(diào)節(jié)、控制。如果交、直流并列運(yùn)行，有助于提高交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性和改善整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行特性。

缺點(diǎn)

　　直流輸電的發(fā)展也受到一些因素的限制。首先，直流輸電的換流站比交流系統(tǒng)的變電所復(fù)雜、造價(jià)高、運(yùn)行管理要求高；其次，換流裝置（整流和逆變）運(yùn)行中需要大量的無功補(bǔ)償，正常運(yùn)行時(shí)可達(dá)直流輸送功率的40～60%；換流裝置在運(yùn)行中在交流側(cè)和直流側(cè)均會(huì)產(chǎn)生諧波，要裝設(shè)濾波器；直流輸電以大地或海水作回路時(shí)，會(huì)引起沿途金屬構(gòu)件的腐蝕，需要防護(hù)措施。要發(fā)展多端直流輸電，需研制高壓直流斷路器。

發(fā)展歷史

　　以直流電流傳輸電能。人們對(duì)電能的應(yīng)用和認(rèn)識(shí)是首先從直流開始的。法國物理學(xué)家和電氣技師M.德普勒于1882年將裝設(shè)在米斯巴赫煤礦中的 3馬力直流發(fā)電機(jī)所發(fā)的電能,以1500～2000伏直流電壓,送到了57公里以外的慕尼黑國際博覽會(huì)上，完成了第一次輸電試驗(yàn)。此后在20世紀(jì)初，試驗(yàn)性的直流輸電的電壓、功率和距離分別達(dá)到過125千伏、20兆瓦和225公里。但由于采用直流發(fā)電機(jī)串聯(lián)獲得高壓直流電源，受端電動(dòng)機(jī)也是用串聯(lián)方式運(yùn)行，不但高壓大容量直流電機(jī)的換向困難而受到限制,串聯(lián)運(yùn)行的方式也比較復(fù)雜，可靠性差,因此直流輸電在近半個(gè)世紀(jì)的時(shí)期里沒有得到進(jìn)一步發(fā)展。20世紀(jì)50年代,高壓大容量的可控汞弧整流器研制成功,為高壓直流輸電的發(fā)展創(chuàng)造了條件；同時(shí)電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，使交流輸電的穩(wěn)定性問題等局限性也表現(xiàn)得更明顯，直流輸電技術(shù)又重新為人們所重視。1954年瑞典本土和哥德蘭島之間建成一條96公里長的海底電纜直流輸電線，直流電壓為±100千伏，傳輸功率為20兆瓦,是世界上第一條工業(yè)性的高壓直流輸電線。50年代后期可控硅整流元件的出現(xiàn)，為換流設(shè)備的制造開辟了新的途徑。30年來，隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，直流輸電有了新的發(fā)展。到80年代世界上已投入運(yùn)行的直流輸電工程共有近30項(xiàng)，總輸送容量約2萬兆瓦，最長的輸送距離超過1千公里。并且還有不少規(guī)模更大的工程正在規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)中。

應(yīng)用

　　直流輸電目前主要用于5各方面：

　　①遠(yuǎn)距離大功率輸電；

　　②聯(lián)系不同頻率或相同頻率而非同步運(yùn)行的交流系統(tǒng)；

　?、芤院５纂娎|作跨越海峽送電或用地下電纜向用電密度高的大城市供電；

　?、菰陔娏ο到y(tǒng)中采用交、直流輸電線的并列運(yùn)行，利用直流輸電線的快速調(diào)節(jié)，控制、改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行性能。

　　隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，大功率可控硅制造技術(shù)的進(jìn)步、價(jià)格下降、可靠性提高，換流站可用率的提高，直流輸電技術(shù)的日益成熟，直流輸電在電力系統(tǒng)中必然得到更多的應(yīng)用。當(dāng)前，研制高壓直流斷路器、研究多端直流系統(tǒng)的運(yùn)行特性和控制、發(fā)展多端直流系統(tǒng)、研究交直流并列系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理和控制，受到廣泛的關(guān)注。

　　許多科學(xué)技術(shù)學(xué)科的新發(fā)展為直流輸電技術(shù)的應(yīng)用開拓著廣闊的前景，多種新的發(fā)電方式──磁流體發(fā)電、電氣體發(fā)電、燃料電池和太陽能電池等產(chǎn)生的都是直流電，所產(chǎn)生的電能要以直流方式輸送，并用逆變器變換送入交流電力系統(tǒng)；極低溫電纜和超導(dǎo)電纜也更適宜于直流輸電，等等。今后的電力系統(tǒng)必將是交、直流混合的系統(tǒng)。