特高压输变电技术的现状分析和发展趋势

特高压输变电技术的现状分析和发展趋
势
摘要：在社会经济不断发展的背景下，人们对电力能源的需求不断提升。

电
力能源传输往往受传输距离的影响，出现很大的损耗，在节能减排成为社会普遍
共识的情况下，电力传输过程中的能源损耗问题愈加突出，该问题在很大程度上
影响了电力能源的长距离输送和能源资源的配置。

随着特高压输变电技术的不断
成熟，长距离输电过程中的能源损耗问题可以被解决。

基于以上认识，文章从特
高压输变电技术的应用意义出发，探究了特高压输变电技术的研究现状及发展，
希望能够为特高压输变电技术的应用提供一定的思路。

关键词：特高压；输变电；电力传输
1.特高压输变电技术的应用意义
应用特高压输变电技术建立特高压网络，能够进一步提升电网的安全性、可
靠性与经济性；应用特高压输变电技术可以彻底解决电网跨区弱连接导致的电力
网络安全问题，为我国东部地区的生产建设提供强有力的电力网络支撑；应用特
高压输变电技术可解决高负载区域电网短路电流超限问题，并减少走廊回路数量、节省土地资源。

计算和实际应用证明，±800kV的直流输电线路比±600kV的直
流输电线路回数明显减少，可节约输电通道面积300km2。

在传输100000kW的电能，传输距离为800km时，使用500kV交流线路需8～10回，而使用特高压输电
网络仅需2回，可缩短传输通道宽度0.3km，节省传输通道面积240km2，具有较
明显的经济优势。

应用特高压输变电技术和特高压电网有助于构建跨区域的大规模网络，实现
错峰、调峰、水火互惠、减少电网损耗；应用特高压输变电技术也能减少煤炭运
输压力，推进煤炭的集约利用。

目前，我国能源分布存在一定的结构性矛盾，中
西部地区的能源资源较丰富，东部沿海地区的能源消耗大，存在能源紧张问题。

应用特高压输变电技术有助于西电东输，可以使西部地区充分发挥自身的资源优势，同时降低中部和东部地区的能源压力，推动地区经济和社会的协调发展。

1.我国特高压输变电技术的研究现状
我国开展特高压输变电技术的科研工作已有30余年。

2004年末，市场经济
发展进入新的阶段，电力能源需求不断增加。

在此背景下，国家电网提出加速建
立百万伏级交流电压和±800kV电压等级支流系统的特高压电力网络建设目标。

为此，国家电网公司进行了一系列的技术研发和前期工作。

目前，我国特高压输
变电技术已经基本成熟，在相关工程建设方面形成了一套完整的体系，涉及环境
影响评价、水土保持方案制订、地质灾害风险评估、压覆矿产评估、地震安全性
评估及文物普查等多个方面，优化了特高压输电项目的选址、审批及协调等内容，明确了变电所、开关站设备选型及技术规范参数，并将其提交国内设备制造商进
行设计和分析。

通过大量的电力工程项目建设实践，我国取得了许多突破性进展。

例如，研
究人员组织研发了1000kV的合成型绝缘子，以及超大型、具有世界先进水平的
新型复合型悬臂型绝缘子；完善了用于交流、高电压、过压的综合性控制策略，
开发出了新型控制系统，采用比较理想的方式，使系统操作过电压控制在变电站
的1.6倍额定电压以上，线路的1.7倍额定电压以下，为国内THT网络的顺利建
成和运行打下了良好的基础；优选了变压器的调整方案，给出了变压器与变压器
分离的设计，并在此基础上研发了专用的电压调节变压器，使变压器的结构更加
简单、可靠、灵活；开发了特种高压无电容绝缘套管，并将其应用于高温硫化硅
橡胶的整体注塑，制成的合成绝缘保护套长度超过10m，其综合技术指标已达世
界先进水平；率先组织实施了特高压SF6断路器试验，并给出了全极短路断路器
的设计方案；研究了多分裂导线的综合防舞动方法，并开发出了有明显抗舞效果
的丝夹旋转体隔离杆双摆防舞器。

特高压输变电技术具有比较高的复杂性，尤其在接线形式及运行方式上，不
同的技术方案有很大的差异。

我国在特高压研究领域首次提出了采用串联电压平
均分配的单极型双12型变流器电路的设计思想[3]。

通过全面比较设备制造过程、零件运输过程等方面的影响，最后发现在±800kV特高压直流输电线路中采用2
种类型的换流机可以保证电压的平稳上升。

对于±800kV特高压直流输电系统中
存在的故障，研究人员采用横向模拟方法进行分析，还对双12型脉冲变流器进
行了详细分析，在此基础上，对平波电抗器的中性点进行了优化，并依据电网建
设的实际需求进行了参数调整。

经过多年的自主研发，我国已于2010年完成了
世界最长、技术最先进的直流特高压项目——向家坝±800kV特高压直流输电示
范性工程的建设。

2.1电压控制
为了更好地确定特高压交流输电的控制标准，我国外学者进行了大量研究，
并开展了特高压电网的电压优化控制，以保证在特高压直流系统中稳态电压不超
过额定电压的1.5倍，不会影响整体特高压输变电技术的应用效能。

2.2外绝缘特性分析和配置
在某些特殊环境下，分析特高压外绝缘的非线性放电过程，可以很好地揭示
其外部绝缘的特性，开发出绝缘子的组态技术和防雷技术。

通过技术革新，可以
合理优化特高压系统在复杂环境中的外部绝缘结构。

3.特高压输变电技术的发展趋势
3.1输电损耗进一步降低
目前，有很多因素会导致电力能源在输送的过程中产生损耗，损耗会在很大
程度上降低特高压输电工程的经济性。

输电损耗主要包括变电站损耗及输电线路
损耗。

其中，输电线路损耗较大，主要表现为电源损耗和电阻损耗。

虽然应用特
高压输变电技术能够在很大程度上减少电力能源在输送过程中的损耗，但是从已
建成的特高压输电工程来看，电力输送过程中的损耗问题仍然是影响相关工程经
济性的重要因素。

针对这一问题，我国正在积极研发更大扩径比的新型扩径导线，以进一步降低电力能源传输过程中的损耗，该导线的应用不仅可以降低电力工程
的建设成本，而且对于提升特高压输电工程的综合效率也具有重要作用。

3.2直流输电系统电压等级更高
近些年，我国在特高压输电技术方面的研究持续取得突破。

目前，我国特高压输变电领域的研究在继承原有研究成果的基础上，正在朝着更高电压等级的应用方面突破，研究重点放在±100kV直流输电方面，并在主回路方案设计及主设备参数设计方面取得了一定的成就。

3.3将特高压直流接入特高压交流
特高压直流输电系统具有很强的传输能力，其接入交流网时对交流网有很大影响。

为保证电力消纳及设备的正常运行，需要建立相应的辅助输电系统，并优化接入1000kV特高压交流系统的技术方案，涉及1000kV线路接入、组合式变压器连接、分层接入等。

结语
随着科技的不断发展，人们对特高压输变电技术的研究越来越深入，并在原有研究基础上对该项技术的发展趋势进行了预测，从而为我国未来电力系统的发展提供方向。

在此基础上，相关研究人员应根据我国经济的整体发展方向，确定人们在未来对电力系统需求会出现哪些变化，并积极对新技术进行开发和研究，为我国经济实现可持续发展提供动力保障。

参考文献
[1] 张朝峰,张伟晨,饶宇飞,等.一种抑制多馈入特高压直流换相失败的投旁通控制策略[J].电力建设,2022,43(6):56-65.
[2] 张博文,王峰,韩帅,等.特高压输变电设备状态监测数据通信仿真研究[J].中国电力,2017,50(2):11-16,22.。