高压直流输电工程概述

１、直流输电概念
1、整流？整流站？ 2、逆变？逆变站？ 3、整流站和逆变站统称为换流站。 4、实现整流和逆变变换的装置分别称为 整流器和逆变器，统称为换流器。
交流电与直流电的区别
交流电：电压、电流的方向和大小随时间作周期性 变化，波形呈正弦波。
直流电：电压、电流方向不随时间作周期性变化， 大小并非固定不变。
n 4）现有交流输电线路的增容改造 n 5）新能源接入电网
风电场接入 光伏电源接入 n 6）向孤立负荷点送电
18
6.直流输电之最(已投运)
• 最高电压 ±800kV
我国 向上、云广1
• 最大容量 6400MW
我国 向上
• 最长架空线 2071km
我国 向上
• 最长海缆 580km
挪威- 荷兰
• 海缆直流电压最高 500kV 美国新泽西州 - 纽约长岛
0.0
/2
对于C~C0来说：Ud=ea-eb=eab 对于C0~C1来说：Ud=ea-ec=eac 对于C1~C2来说：Ud=eb-ec=ebc
对于C2~C3来说：Ud=eb-ea=eba 对于C3~C4来说：Ud=ec-ea=eca 对于C4~C5来说：Ud=ec-eb=ecb
C6
eb
3 / 2
C8
ec
ea
eb
2
5 / 2 3
7 / 2
ea
ec
(t ) 4
eb
零参考 相位
直流系统主回路
+
+
-
-
３.直流输电系统类型
两端直流输电系统
站1
站2
由一个整流站、一个逆变站及输电线路构成，它与交流系统只有两个连接端口，是
结构最简单、应用最广泛的直流输电系统
12
３.直流输电系统类型
n 背靠背直流输电系统
直流输电工程投产，标志着直流输电技术的成熟 。 ④ 目前，多条800kV特高压直流输电系统正在建设 中。 ⑤ 目前全世界投运的直流工程已接近80个，其中， 中国已投运和在建的直流输电项目已愈20个。
目前，只有两个直流工程是多端的，即： 意大利—科西嘉岛—撒丁岛；
魁北克—新英格兰（五端）
４.直流输电工程特点
n 优点：
1） 与相同输送功率的交流线路相比，杆塔结构简单，钢芯铝线 省1/3，钢材省1/2 – 1/3，线路造价约为AC的2/3，需要的线路 走廊还窄。直流电压下不存在电容电流，不存在交流线路由于 电容电流引起的沿线电压分布不均问题，不需装并联电抗器。
7） 电网管理方便。
8） 不传送短路电流，可隔离故障，有利于避免大面积停电。
16
４.直流输电工程特点
缺点： 1） 换流站：设备多，结构复杂，造价高，损耗大，对
运行人员要求高。 2） 产生交流、直流谐波，需要装设相应滤波器。 3） 需40% - 60% 直流额定功率的无功补偿。 4） 单极大地回线运行时，地电流引起的问题。电腐蚀、
障率高、可靠性较低、运行维护不便、环 境污染，终被淘汰。
21
7.国外的直流输电工程
✓ 晶闸管时代（1972年－）
① 1972年，从加拿大伊尔河晶闸管阀工程（320MW、 80kV，BTB）起，进入了晶闸管阀工程时期。
② 年增长率：1981–1998为2096MW/年. ③ 八十至九十年代，一系列500kV级晶闸管阀高压
2） DC电缆输电：输送容量大，造价低，损耗小，不易老化，寿 命长，输送距离不受限制。
3） 无同步稳定性问题（交流 容量送电。
P=E1E2sin/X12）,有利于长距离大
4） 可异步运行或不同频率运行。非同步联网意义重大。
5） 直流功率，无功功率均可快速控制，可用以改善所连AC系统 运行特性。
6） 可分期投资建设。
２、换流原理简介
a
A b
B
c
C
© ABB Power Technologies November 24, 2020 | Slide 9
输出直流电压： U d U m U n
A相
ec
ea e
eb
ec
ea
eb
ec
wenku.baidu.comea
B相
C相
C
C1 C3 C5 C7
C0 C2 C4
ea
eb
ec
ea
2 3/2
/2
• DC海缆容量最大 2000MW 英法海峡
• BTB站容量最大 4×550MW 巴西 － 阿根廷
• BTB单元容量最大 750MW 我国（高岭）
• 12脉动换流单元容量最大 2000MW 我国 宁东
19
7.国外的直流输电工程
➢ 电力输送最早为直流，后为交流所替代。
✓ 直流发电机－>交流发电机
➢ 随着大功率电力电子器件的发展，直流输 电重新出现，并逐渐称为交流输电的有力 补充。
特 点 ： 线 路 长 度 为 零 的 两端直流输电系统，整流 站和逆变站在同一个站内。
13
３.直流输电系统类型
n 多端直流输电系统
14
➢ 定义：
由三个或三个以上换流站（即：多个整流站或多个逆变站）以及连接换流站 之间的高压直流输电线路所组成的直流输电系统，与交流系统有三个或三个以 上的连接端口。
➢ 特点：
能够实现多电源供电、多落点受电,提供一种更为灵活、快捷的输电方式。 结构复杂。
➢ 适用场合：
（1）由多个能源基地输送电能到远方的多个负荷中心;
（2）不能使用架空线路走廊的大城市或工业中心;
（3）直流输电线路中间分支接入负荷或电源;
（4）几个孤立的交流系统之间利用直流输电线路实现电网的非同期联络等。
✓ 发展轨迹： 汞弧阀－>晶闸管－>新型半导体器件
20
7.国外的直流输电工程
✓ 汞弧阀时代（1954年－1977年）
① 共有12项汞弧阀工程投运 ② 1954年，瑞典高特兰岛，第一次商业运行
，20MW,100kV,96km海缆。 ③ 1977年，加拿大纳尔逊河1期，最后一项汞
弧阀工程 ④ 汞弧阀制造技术复杂、价格昂贵、逆弧故
变压器饱和、对通信、导航、海洋生物干扰。 正常运行方式应是双极平衡运行，尽量减小地电流
（<1％In） 5）直流断路器灭弧困难。
17
5.直流输电应用
n 1）远距离大容量输电 西电东送
n 2）电力系统联网 背靠背非同步联网 不同频率电网互联 输电兼联网
n 3）直流电缆送电 海底电缆送电 大城市地下电缆送电
高压直流输电工程介绍
目录
一. 概述 二. 直流输电特性 三. 设备概况 四. 基本情况介绍 五. 运行维护管理基本情况
2
一. 概 述
3
１、直流输电概念
直流输电是在送端（整流侧）将交流电经 整流器变换成直流电输送至受端（逆变侧）， 再在受端用逆变器将直流电变换成交流电送到 受端交流电网的输电方式。