直流输电系统概况-电力可靠性
直流输电技术概述
直流输电技术概述直流输电技术近年来发展迅速，应用范围广阔，技术影响深远，发展潜力较大。
为了更好地将直流输电输电技术应用到工程中去，本文首先对直流输电技术的发展、分类与应用进行了介绍，再定性的对直流输电方式与交流输电方式的优缺点及适用范围进行了比较，最后对于不同直流输电技术的经济性、可靠性、适应性及可行性等方面对其进行了定性分析。
标签：直流输电; 柔性直流; 经济性; 可靠性;0 引言电力技术是从直流电开始的，早期的直流输电是直接从直流电源送往直流负荷，无需进行换流。
随着三相交流发电机、感应电动机和变压器的迅速发展，在发电和用电领域，交流电取代了直流电系统。
但是直流在远距离电缆输电，不同频率电网间联网等领域仍有重要作用。
近年来，直流输电技术发展迅速，在国内外众多大型工程得到应用，有力推动了电网发展，技术进步，保证了地区清洁能源的开发与经济发展的能源供应[1，2]。
为了更好地应用直流输电技术，本文对直流输电的发展、分类及应用情况进行了简介，对直流输电与交流输电进行对比，并对常规直流与柔性直流技术进行了分析。
1 直流输电技术发展直流输电技术的关键在于换流问题，根据换流技术的发展，直流输电可以分为三个时期。
即汞弧阀换流时期，晶闸管阀换流时期以及新型半导体换流设备时期。
1）汞弧阀换流时期1901年发明汞弧整流管，但只能用于整流，不能逆变，1928年研制成功了具有栅极控制能力的汞弧阀，既可以整流又可以实现逆变，使直流输电成为现实。
但存在制造复杂，价格昂贵，故障率高，可靠性低，维护不便等缺点。
2）晶闸管阀换流时期20世纪70年代后，大功率晶闸管问世，促进了直流输电技术的发展。
相较于汞弧阀换流器，其制造、运行维护和检修都比较简单而方便。
之后的直流工程都采用晶闸管换流阀。
3）新型半导体换流设备时期20世纪90年代后IGBT得到广泛运用。
1997年3月，世界上第一個采用IGBT 组成的电压源换流器的直流输电工业性试验工程在瑞典中部投入运行。
特高压直流输电的可靠性指标-直流输电可靠性管理信息系统
特高压直流输电的可靠性指标（摘自国家电网报）问：为什么要对直流输电系统的可靠性指标进行定期统计和评价?答：直流输电系统是一个复杂的自成体系的工程系统，多数情况下承担大容量、远距离输电和联网任务。
因此，需要设定一些直流输电系统可靠性指标，用于衡量直流输电系统实现其设计要求和功能的可靠程度，评价直流输电系统运行性能。
直流系统可靠性直接反映直流系统的系统设计、设备制造、工程建设以及运行等各个环节的水平。
通过直流系统可靠性分析，可以提出改善工程可靠性的具体措施，对新建工程提出合理的指标要求。
国际大电网会议专门成立一个直流输电系统可靠性工作组，每两年对全世界所有直流输电工程进行一次可靠性的综合统计和评价。
问：直流输电系统的可靠性有哪些具体的指标?答：直流输电系统的可靠性指标总计超过10项，这里只介绍停运次数、降额等效停运小时、能量可用率、能量利用率四项主要可靠性指标。
停运次数：包括由于系统或设备故障引起的强迫停运次数。
对于常用的双极直流输电系统，可分为单极停运，以及由于同一原因引起的两个极同时停运的双极停运。
对于每个极有多个独立换流器的直流输电系统，停运次数还可以统计到换流器停运。
不同的停运代表对系统不同水平的扰动。
降额等效停运小时：直流输电系统由于全部或者部分停运或某些功能受损，使得输送能力低于额定功率称为降额运行。
降额等效停运小时是：将降额运行持续时间乘以一个系数，该系数为降额运行输送损失的容量与系统最大连续可输送电容量之比。
能量可用率：衡量由于换流站设备和输电线路(含电缆)强迫和计划停运造成能量传输量限制的程度，数学上定义为统计时间内直流输电系统各种状态下可传输容量乘以对应持续时间的总和与最大允许连续传输容量乘以统计时间的百分比。
能量利用率：指统计时间内直流输电系统所输送的能量与额定输送容量乘以统计时间之比。
问：我国直流输电的实际运行指标处于什么水平?答：截止到2005年底，我国已经建成5回±500千伏高压直流输电工程。
直流输电系统运行控制策略研究
直流输电系统运行控制策略研究随着世界经济的发展和能源需求的增长，电力输送和分配系统的可靠性和效率变得越来越重要。
直流输电系统因其较低的能量损耗和更高的输电能力，成为了电力行业中的热门技术。
然而，为了实现直流输电系统的可靠稳定运行，研究和开发高效的运行控制策略变得至关重要。
1. 直流输电系统概述直流输电系统是一种通过直流电将电能从发电站输送到负荷点的电力输电系统。
与传统的交流输电系统相比，直流输电系统具有更小的功率损耗、较高的输电能力和更好的电压稳定性。
这使得直流输电系统可以更有效地远距离输送电能，特别是在海底电缆和远离电网的地区。
2. 直流输电系统控制策略2.1 直流电压控制直流电压控制是直流输电系统中最常见的控制策略之一。
通过监测和调节直流线路上的电压，可以实现系统的稳态和动态电压控制。
直流电压控制可以通过调节直流系统中的换流器的占空比来实现，以使得输出电压保持在设定范围内。
2.2 直流功率调节直流输电系统中的功率调节也是一项重要的控制策略。
通过调节直流输电线路上的功率，可以实现对电力流动的精确控制。
例如，在高负荷时可以通过增加功率转移的方式来避免电力拥塞，而在低负荷时可以降低功率以减小线路损耗。
2.3 直流线路稳定性控制直流输电系统中的线路稳定性是保证系统可靠运行的关键因素之一。
通过监测和分析直流线路的电流和电压波动，可以预测和防止系统出现不稳定情况。
同时，采用适当的补偿措施，如电抗器的并联和串联，也可以提高直流线路的稳定性。
3. 直流输电系统运行控制的优势和挑战直流输电系统的运行控制策略具有以下优势：- 更高的输电能力：直流输电系统的输电能力比交流输电系统更高，可以满足不断增长的能源需求。
- 较低的能量损耗：直流输电系统的能量损耗较低，可以降低电力行业的能源消耗和排放。
- 较好的电压稳定性：直流输电系统具有较好的电压稳定性，可以提高电力系统的可靠性和可用性。
然而，直流输电系统的运行控制也面临一些挑战：- 总体成本较高：建设和维护直流输电系统需要大量的资金投入，包括换流器、电缆和绝缘子等设备的造价较高。
直流输电工程控制保护系统总概精选全文
直流控制保护系统概况
Ø 控制位置要求：
– 远方调度中心、集控中心 – 换流站主控室 – 控制系统就地 – 设备就地
Ø 控制位置层次关系：
– 分层结构上越低的位置，其控制优先级越高
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直流输电工程控制保护系统总概
提纲
一．直流控制保护系统概况 二．直流控制保护系统构成 三．德宝工程控制保护设备配置情况 四．系统特点与主要技术改进 五．直流控制保护系统硬件简介
系统切换遵循如下原则：在任何时候运行的有效系统应是双重化系 统中较为完好的那一重系统
系统切换逻辑禁止以任何方式将有效系统切换至不可用系统。系统 切换总是从当前有效的系统来发出。这个切换原则可避免在备用系 统中的不当的操作或故障造成不希望的切换。另外，当另一系统不 可用时，系统切换逻辑将禁止该切换指令的执行。
5. 与远方控制中心的接口子系统
包括：远动系统，用于与网调、省调、直流集控中心等交换直流换流站的监 控数据并执行远方调度命令，由远动工作站、远动通讯设备等组成。
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直流输电工程控制保护系统总概
直流控制保护系统构成
Ø 典型系统解决方案:
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直流输电工程控制保护系统总概
•直流控制（极控）系统
•直流控制（极控）系统
➢ 极控制系统主要包括:
每个极的极控系统主机 分布式现场总线 分布式I/O等设备
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直流输电工程控制保护系统总概
•直流控制（极控）系统
➢ PCP控制主机：
– 完成对换流站内换流器、换流变压器、直流场 设备等的控制和监视功能。收集极控系统范围 内的“事件”并上传送入运行人员控制系统。
Ø 极控系统是整个换流站控制系统的核心，主要功 能是通过对整流侧和逆变侧触发角的调节，实现 系统要求的输送功率或输送电流。
高压直流输电系统的可靠性分析
高压直流输电系统的可靠性分析一、引言随着能源需求的增长和能源供应的不断优化，高压直流输电系统作为一种新兴的能源传输方式，正在逐渐成为电力行业的关注焦点。
然而，输电系统的可靠性是保障能源传输的重要因素之一。
本文将对高压直流输电系统的可靠性进行分析和探讨。
二、高压直流输电系统的特点高压直流输电系统是一种将交流电能转换为直流电能，并通过电缆或空间通道进行传输的输电方式。
相比传统的交流输电系统，高压直流输电系统具有以下特点：1. 电能损耗低：由于直流输电系统经过整流变换，减少了电能由于电流频率变化而导致的电阻损耗和电感损耗，因此电能输送效率更高。
2. 线损小：高压直流输电系统可通过采用高压高频率来降低电流的大小，从而减少线路的电阻损耗。
3. 传输距离远：因为高压直流输电系统中的直流电流不会出现交流电流的衰减问题，所以可以实现更长距离的输电。
三、高压直流输电系统可靠性影响因素高压直流输电系统的可靠性受多个因素影响，下面将介绍几个主要因素：1. 设备可靠性：输电系统中的设备包括整流器、逆变器、电缆等，对于系统的可靠性起着至关重要的作用。
设备的设计、制造和运维水平将直接影响系统的可靠性水平。
2. 环境因素：输电系统运行在多样的环境条件下，如极端天气、高温、低温、高海拔等情况。
这些环境因素对设备的性能和可靠性产生重要影响。
3. 维护和修复周期：定期的维护和修复周期对于设备的可靠性至关重要。
不合理的维护和修复策略可能导致设备故障和系统中断。
四、高压直流输电系统可靠性评估方法为了确保高压直流输电系统的可靠性，需要对其进行评估。
以下是几种常用的评估方法：1. 故障树分析：故障树分析是一种定性和定量分析方法，用于识别系统故障发生的可能性和潜在原因。
通过构建故障树模型，可以对系统的可靠性进行评估，以提前采取措施防止故障发生。
2. 可靠性指标：可靠性指标是评估系统可靠性的指标，包括平均故障间隔时间、平均修复时间、故障率等。
电力系统可靠性知识点总结
Ppt41发输电系统可靠性主要内容：包括充裕性 (adequacy) 和安全性 (security)两方面。
（发电输电变电）充裕性:是考虑元件的计划和非计划停运以及运行约束条件下，又称静态可靠性。
安全性:是突然扰动是指突然短路或失去非计划停运的系统元件。
又称动态可靠性2充裕性和安全性评估的不同点不同点：研究的特性不同。
研究的故障不同。
可靠性指标不同共同点：计算量巨大，相互完善互相补充。
3充裕性评估的基本原理充裕性评估的四大步骤：元件可靠性建模，系统状态选择：系统状态分析：可靠性指标计算充裕性评估的（系统状态选择）两大方法：状态枚举法（解析法）；蒙特卡洛法（模拟法）计算环节不同，分析环节相同。
充裕性评估只统计不满足运行约束的系统状态；4元件停运按是否独立分为：独立重叠停运和非独立的重叠停运。
元件停运按停运原因分为强迫停运和计划停运。
强迫停运分为单元件停运事件、共同模式停运事件（不独立重叠停运）、相关的变电站停运事件（不独立重叠停运）5元件强迫停运模型：单元件停运事件：只有一个元件停运，只影响自身。
共同模式停运事件：不独立的重叠停运。
是指由于单一原因引起多个元件停运，而且不按继电保护依次动作。
相关的变电站停运事件：不独立的重叠停运。
是指变电站内的元件停运，与继电保护对元件故障的反应有关联6系统状态选择基本原理：由元件的状态组合构成系统的状态。
蒙特卡洛法：包括时序蒙特卡洛法和非时序蒙特卡洛法。
7系统状态分析包括潮流计算和切负荷计算。
潮流计算：交流潮流、直流潮流、快速开断潮流计算。
切负荷计算：基于交流潮流的最优切负荷模型、基于直流潮流的最优切负荷模型、基于直流潮流灵敏度分析的最优切负荷模型。
8交流潮流方程进行简化：高压输电线路的电阻一般远小于其电抗。
输电线路两端电压相角差一般不大(θij＜10%)，。
假定系统中各节点电压的标么值都等于1。
不考虑接地支路及变压器非标准变比的影响9P = Bθ和Pl=BlΦ均为线性方程式，它们是直流潮流方程的基本形式。
1.1 高压直流输电概况
1. 高压直流输电在国外的发展
1954年以前——实验性阶段（初始阶段） 1954年以前——实验性阶段（初始阶段） 年以前——实验性阶段 19世纪初期发展起来的信号传输—电报， 19世纪初期发展起来的信号传输—电报，虽然传输的电 世纪初期发展起来的信号传输 力是很微弱的，但是人们从此得到启发，并应用于电力传输。 力是很微弱的，但是人们从此得到启发，并应用于电力传输。 当时是采用直流电机串联，运行复杂，可靠性低，而发展 当时是采用直流电机串联，运行复杂，可靠性低， 高电压大容量直流电机，又存在换向困难等技术问题，因此， 高电压大容量直流电机，又存在换向困难等技术问题，因此， 直流输电的发展受到了限制。 直流输电的发展受到了限制。 十九世纪八十和九十年代， 十九世纪八十和九十年代，人们逐步掌握了多相交流电路 原理，创造了交流发电机、变压器和感应电动机。 原理，创造了交流发电机、变压器和感应电动机。因为交流 电的发电、变压、输送、分配和使用都很方便，而且经济、 电的发电、变压、输送、分配和使用都很方便，而且经济、 安全和可靠。因此，交流电就几乎完全代替了直流电，并发 安全和可靠。因此，交流电就几乎完全代替了直流电， 展成近日规模巨大的电力系统。 展成近日规模巨大的电力系统。
2、首次采用晶闸管阀的直流输电工程 、 1972年 加拿大， HVDC首次全部采用晶闸管元件 2. 1972年， 加拿大， HVDC首次全部采用晶闸管元件 送端 魁北克省水电站 受端 新不伦威克省 技术指标 2×80kV, 80kV, 2×160MW, 背靠背
伊尔河背靠背直流工程 特点 从此进入大力发展阶段
从此: 从此 1. 晶闸管阀已经成为直流换流站的标准设备 2. 换流设备体积减小、成本降低，可靠性提高 换流设备体积减小、成本降低， 3. 电力电子技术和计算机技术的迅速发展使直流输电得以更广泛的应用。 电力电子技术和计算机技术的迅速发展使直流输电得以更广泛的应用。
高压直流输电系统的可靠性分析与优化
高压直流输电系统的可靠性分析与优化高压直流输电系统作为一种新型电力输送方式，具有较低的损耗、长距离输送能力强等优点，被广泛应用于电力输送领域。
然而，在实际运行过程中，由于系统的复杂性和外界环境的影响，高压直流输电系统的可靠性问题成为制约其稳定运行的重要因素。
因此，对高压直流输电系统进行可靠性分析与优化具有重要的实际意义。
一、可靠性分析高压直流输电系统的可靠性分析是对系统结构、元件的故障和影响因素进行系统评估的过程，主要包括以下几个方面。
1. 系统失效模式与影响分析：通过对系统运行中各个部件的失效模式进行研究，分析各种故障对系统正常运行的影响，以准确评估系统的可靠性。
2. 失效概率与失效率的计算：通过对系统元件失效率的估算，可以得出系统失效的概率，并通过统计数据和经验模型对失效概率进行验证。
3. 故障树分析：利用故障树方法，将系统的故障事件以树形结构进行建模，通过对各个故障事件的概率和逻辑关系进行分析，找出系统故障的根本原因。
二、可靠性优化在可靠性分析的基础上，可以针对系统存在的不足之处进行可靠性优化，以提高系统的可靠性和稳定性。
1. 应急措施与备份系统：设计应急措施和备份系统是提高高压直流输电系统可靠性的重要手段。
在系统发生故障时，应急措施可以及时切换至备份系统，保障系统的可靠运行。
2. 设备选型与优化：选择合适的设备和材料，进行合理的设备布局，对系统的可靠性具有重要的影响。
通过对设备的可靠性、寿命等指标进行评估和优化，可以提升系统的整体可靠性。
3. 维护与检修策略：建立科学合理的维护和检修策略是保障系统长期稳定运行的关键。
通过对系统的定期检查、故障预防和维修保养等措施，可以提高系统的可靠性和延长设备的使用寿命。
4. 系统监测与管理：通过引入先进的监测与管理技术，对高压直流输电系统进行实时监测和数据分析，可以及时发现潜在的故障隐患，为系统的可靠性分析和优化提供可靠的数据支持。
三、案例分析以中国南方电网公司的广东省电网高压直流输电工程为例，进行可靠性分析与优化。
直流输电--交直流电力系统运行的特殊问题
3.1 电网层面的协调与控制问题
受端电网故障是否会发生多回直流逆变站因 连续换相失败引起同时闭锁等问题，是否存 在大面积停电事故隐患（电压/频率问题）及 其预防措施研究。 交直流系统低频振荡问题和次同步振荡问题
– 南方电网交直流联合输电系统中的潜在次同步振 荡（自激）问题
故障后直流输电系统的协调恢复控制 ，如 VDCL
三峡直流输变电工程
除已经建成的葛沪线的葛洲坝换流站外， 还将为三常线、三广线和三沪线建设三个 整流换流站，在另一端相应将建设三个逆 变换流站。
西电东送直流输变电工程
南方电网到2007年，已建成“六交四直”的大 通道，四条±500kV直流输电工程：天广 1800MW、三广3000MW、贵广3000MW、 贵广二回3000MW。 世界第一条±800kV “云南－广东直流输电 工程”将于2009年建成，将成为我国占领国 际电力工业制高点，凸显自主创新的标志性 工程。 “十一五” 期间，还将实现海南联网，另还 将建设2回西电东送交流通道2回，南方电网 已成为世界上最复杂的交直流混合输电系统。
2.2.3直流控制的快速性和灵活性
直流输电的优点之一就是可以通过换流器 触发相位的控制来实现快速和多种方式的 调节。直流输电的运行方式取决于整流侧 和逆变侧换流器的控制方式。 交流系统本身遵循电路基本定律，因此其 潮流分布和电气特性主要取决于电网结构 和元件参数。 交直流系统由于直流运行方式的相对独立 性，使得交直流系统的运行与直流控制密 切相关。这一要求对传统的电网运行、调 度、保护等都提出了一系列新的问题。
2.1直流输电系统的特性-设备特性
直流断路器没有电流过零点可利用，灭弧问 题难以解决，给直流输电中间抽能带来困 难，并且使多端直流输电工程发展缓慢。 由于直流电的静电吸附作用，使直流输电线 路和换流站设备的污秽问题比交流输电严 重，给外绝缘问题带来困难，这也是特高压 直流输电需要研究的重点问题。
2024年高压直流输电系统(HVDC系统)市场前景分析
2024年高压直流输电系统（HVDC系统）市场前景分析引言高压直流输电系统（HVDC系统）是一种将电能以直流形式进行长距离传输的技术，在能源领域具有广泛的应用。
随着全球能源需求的增长和可再生能源的普及，HVDC系统在电力输送领域的市场前景变得越来越重要。
本文将对HVDC系统的市场前景进行分析。
HVDC系统的优势HVDC系统相比传统的交流输电系统具有众多的优势，因此在特定场景下得到了广泛的应用。
- 长距离传输：HVDC系统能够有效地在数百至数千公里的距离上传输电能，减少了输电过程中的输电损耗。
- 灵活性：HVDC系统能够方便地实现不同输电距离和功率等级之间的适配，灵活性高。
- 可靠性：HVDC系统的电力传输更稳定，可靠性更高，可以降低输电故障的可能性。
- 少占用土地：HVDC线路相对交流输电线路而言，占用土地较少，对环境影响较小。
HVDC系统市场的发展趋势HVDC系统市场在全球范围内呈现出快速增长的趋势，并且未来几年仍有望保持较高的发展速度。
以下是HVDC系统市场的几个发展趋势： ### 1. 可再生能源的普及随着可再生能源的普及，特别是风力和太阳能等清洁能源的广泛应用，需要将这些能源从发电站输送到消费地点。
HVDC系统可以有效地支持可再生能源的输电需求，因此可以预见，在可再生能源的快速发展下，HVDC系统市场需求将持续增长。
2. 电网互联随着全球电力需求的增长，不同地区之间的电网互联成为了一个重要的趋势。
HVDC系统能够通过长距离的、低损耗的电能传输，实现区域之间的电力交换。
因此，HVDC系统在电网互联方面具有巨大的潜力，并且有望在全球范围内持续发展。
3. 港口供电需求随着港口货运业的不断发展，港口供电需求也在增加。
HVDC系统由于其长距离输电能力和可靠性，可以极好地满足港口供电的需求。
因此，HVDC系统在港口供电领域的应用前景非常广阔。
4. 电力交易随着电力市场的改革和电力交易的开展，HVDC系统作为一种高效、可靠的电能传输技术，有望在电力交易中发挥重要作用。
高压直流输电系统的典型结构及可靠性评估
高压直流输电系统的典型结构及可靠性评估
陆小虎
【期刊名称】《企业技术开发：下旬刊》
【年(卷),期】2015(034)012
【摘要】近年来直流输电工程中普遍用到了新型半导体器件，有效地推动了直流输电技术的发展。
随着社会的进步、经济的高速持续发展以及技术的革新，对电力的需求越来越大，远距离、大功率、控制灵活的高压直流输电工程越来越多。
文章从高压直流输电系统的发展概况入手，介绍其主要优点、典型结构和可靠性评估方法，最后指出：随着计算机技术和可靠性评估方法的发展，高压直流输电系统的可靠性评估有新的进步。
【总页数】2页(P79-80)
【作者】陆小虎
【作者单位】重庆市电力公司市区供电公司,重庆400015
【正文语种】中文
【中图分类】TM721
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输配电系统运行可靠性分析与提升
输配电系统运行可靠性分析与提升1.在现代社会，电力作为一种基础能源，其供应的稳定性与可靠性对经济发展、社会秩序和人民生活至关重要。
输配电系统作为电力系统的重要组成部分，其主要功能是将发电厂产生的电能传输到用户处。
因此，研究输配电系统的运行可靠性，保障电能的稳定供应，具有极其重要的意义。
2. 输配电系统运行可靠性分析2.1 可靠性指标分析输配电系统的运行可靠性，首先需要明确可靠性指标。
常用的可靠性指标包括：系统平均故障间隔时间（MTBF）、系统平均修复时间（MTTR）、故障率（F）、修复率（R）等。
这些指标可以从不同角度反映系统的可靠性水平。
2.2 故障类型及原因输配电系统的故障类型主要包括设备故障、线路故障、保护故障等。
设备故障可能是由于设备老化、过载、制造缺陷等原因引起；线路故障可能是由于外力破坏、自然灾害、绝缘老化等原因引起；保护故障可能是由于保护装置设置不当、保护装置本身故障等原因引起。
2.3 故障传播与影响输配电系统中的故障往往会引起故障传播，影响其他设备的正常运行。
故障传播的途径主要包括直接影响和间接影响。
直接影响是指故障设备直接相连的设备受到故障影响；间接影响是指通过电网结构，故障影响到与故障设备无直接连接的设备。
3. 输配电系统运行可靠性提升措施3.1 设备选型与优化提升输配电系统的运行可靠性，首先要从设备选型与优化入手。
应选择质量可靠、性能稳定、符合国家标准和行业规定的设备。
同时，应根据实际运行条件，合理选择设备容量和参数，避免设备过载运行。
3.2 电网结构优化优化电网结构是提升输配电系统运行可靠性的重要手段。
通过增加输配电线路的冗余度，提高电网的抗故障能力。
此外，合理配置变电站和配电室，优化电网运行方式，也可以提高系统的可靠性。
3.3 继电保护与自动化继电保护是保障输配电系统安全运行的重要措施。
应合理设置继电保护装置，确保在设备或线路发生故障时，能够及时、准确地切除故障部分，减小故障对系统的影响。
直流输电
优点 1.当输送功率相同时,其线路造价低
2. 当输送功率相同时,其功率损耗小 3.两端交流电力系统不需要同步运行, 输电距离不受电力系统同步运行稳定 性的限制 4.直流线路的电压、电流、功率的调节比较 容易和迅速
5.可以实现不同频率或相同频率交流
系统之间的非同步联系 6.直流输电线路在稳态运行时没有电容电流 沿线电压分布平稳 线路电压降较小（仅电阻性压降） 线路部分不需要无功补偿装置
缺点
• • • • • • 谐波 消耗无功 换流站造价高 高压直流断路器 大地回流造成的腐蚀及对交流系统的影响 闭锁
直流输电的主要用途
1. 远距离大功率输电 2. 海底电缆送电
3. 不同频率或相同额定频率非同步运行
的交流系统之间的联络 4. 用地下电缆向用电密度高的城市供电
直流输电的接线方式
我国直流输电的发展概况
已经投运和在建的直流输电工程
（1）舟山直流输电工程 1987年12月投入试运行 额定电压100kV，功率50MW （2）葛上直流输电工程 1989年底建成单极500 kV，输送电力600MW 1990年建成双极±500 kV，输送电力 1200MW （3）天广直流输电工程 额定电压±500 kV，输送功率1800MW （4）嵊泗直流输电工程 2003年正式投入运行 额定电压±50 kV，输送功率双极60MW
• 单极直流输电 • 单极两线直流输电 • 双极直流输电
： 1.单极直流输电 换流站与直流线路的连接端点
特点:
结构简单，经济 地电流对地下埋设设备的 属物腐蚀严重 对交流系统的影响
金
2.单极两线直流输电
整流 送端
I
逆变 受端
I
直流-第五部分
五、2011年全国直流输电系统运行可靠性指标1、直流输电系统概况2011年，全国在运的15个直流输电系统全部参与了可靠性统计，其中包括11个点对点超高压直流输电系统、2个点对点特高压直流输电系统和2个背靠背直流输电系统，额定输送容量总计44974兆瓦，直流输电线路总长度为14026公里。
2011年全国在运直流输电系统的基本情况见下表。
2011年在运直流输电系统基本情况表序号系统名称极（单元）投运日期额定电压(千伏)额定输送容量(兆瓦)线路长度(千米)电网集团点对点超高压直流输电系统1 葛南直流输电系统极Ⅰ极Ⅱ1989-9-11990-8-1±5005825821110.05国家电网2 天广直流输电系统极Ⅰ极Ⅱ2000-12-262001-6-26±500900900963南方电网3 龙政直流输电系统极Ⅰ极Ⅱ2003-6-12003-6-1±50015001500860.44国家电网4 高肇直流输电系统极Ⅰ极Ⅱ2004-9-242004-5-31±50015001500891南方电网5 江城直流输电系统极Ⅰ极Ⅱ2004-6-12004-6-1±50015001500940.72国家电网6 宜华直流输电系统极Ⅰ极Ⅱ2006-12-12006-12-1±500150015001048.51国家电网7 兴安直流输电系统极Ⅰ极Ⅱ2007-12-32007-6-21±500150015001194南方电网8 德宝直流输电系统极Ⅰ极Ⅱ2010-4-212010-4-21±50015001500534.34国家电网9 伊穆直流输电系统极Ⅰ极Ⅱ2010-9-302010-9-30±50015001500906.49国家电网10 银东直流输电系统极Ⅰ极Ⅱ2011-3-252011-3-25±660200020001334.01国家电网11 林枫直流输电系统极Ⅰ极Ⅱ2011-5-22011-5-2±50015001500978.4国家电网12 柴拉直流输电系统极Ⅰ极Ⅱ2011-12-9双极试运行±4003003001038国家电网点对点特高压直流输电系统13 楚穗直流输电系统极Ⅰ极Ⅱ2010-6-182009-12-28±800250025001374南方电网14 复奉直流输电系统极Ⅰ极Ⅱ2010-7-262010-7-26±800320032001891.3国家电网背靠背直流输电系统序号 系统名称 极（单元）投运日期 额定电压(千伏)额定输送容量(兆瓦)线路 长度 (千米) 电网 集团 15 灵宝背靠 背换流站 单元Ⅰ 单元Ⅱ 2005-7-1 2009-12-15 120 167 360 750 0 国家 电网 16高岭背靠 背换流站单元Ⅰ 单元Ⅱ2008-11-1 2008-11-1±125750 750国家 电网注：1、柴拉直流输电系统（柴达木-拉萨±400千伏直流输电工程）2011年12月9日开始双极试运行，本报告中不涉及。
高压直流输电—概况
第1章导论1.1高压直流输电概况1.1.1 交流输电还是直流输电？关于电能的输送方式，是采用直流输电还是交流输电，在历史上曾引起过很大的争论。
美国发明家爱迪生、英国物理学家开尔文都极力主张采用直流输电，而美国发明家威斯汀豪斯和英国物理学家费朗蒂则主张采用交流输电。
在早期，工程师们主要致力于研究直流电，发电站的供电范围也很有限，而且主要用于照明，还未用作工业动力。
例如，1882年爱迪生电气照明公司（创建于1878年）在伦敦建立了第一座发电站，安装了三台110伏“巨汉”号直流发电机，这是爱迪生于1880年研制的，这种发电机可以为1500个16瓦的白炽灯供电。
这一阶段发电、输电和用电均为直流电。
如1882年在德国建成的57km向慕尼黑国际展览会送电的直流输电线路（2kV，1.5kW）；1889年在法国用直流发电机串联而得到高电压，从毛梯埃斯（Moutiers）到里昂（Lyon）的230km直流输电线路（125kV，20MW）等，均为此种类型。
但是随着科学技术和工业生产发展的需要，电力技术在通信、运输、动力等方面逐渐得到广泛应用，社会对电力的需求也急剧增大。
由于用户的电压不能太高，因此要输送一定的功率，就要加大电流（P＝IU）。
而电流愈大，输电线路发热就愈厉害，损失的功率就愈多；而且电流大，损失在输电导线上的电压也大，使用户得到的电压降低，离发电站愈远的用户，得到的电压也就愈低。
直流输电的弊端，限制了电力的应用，促使人们探讨用交流输电的问题。
爱迪生虽然是一个伟大的发明家，但是他没有受过正规教育，缺乏理论知识，难以解决交流电涉及到的数学运算，阻碍了他对交流电的理解，所以在交、直流输电的争论中，成了保守势力的代表。
爱迪生认为交流电危险，不如直流电安全。
他还打比方说，沿街道敷设交流电缆，简直等于埋下地雷。
并且邀请人们和新闻记者，观看用高压交流电击死野狗、野猫的实验。
那时纽约州法院通过了一项法令，用电刑来执行死刑。
电力系统可靠性知识点总结
Ppt41 发输电系统可靠性主要内容：包括充裕性（adequacy）和安全性（security）两方面。
（发电输电变电）充裕性: 是考虑元件的计划和非计划停运以及运行约束条件下，又称静态可靠性。
安全性: 是突然扰动是指突然短路或失去非计划停运的系统元件。
又称动态可靠性2 充裕性和安全性评估的不同点不同点：研究的特性不同。
研究的故障不同。
可靠性指标不同共同点：计算量巨大，相互完善互相补充。
3 充裕性评估的基本原理充裕性评估的四大步骤：元件可靠性建模，系统状态选择：系统状态分析：可靠性指标计算充裕性评估的（系统状态选择）两大方法：状态枚举法（解析法）；蒙特卡洛法（模拟法）计算环节不同，分析环节相同。
充裕性评估只统计不满足运行约束的系统状态；4 元件停运按是否独立分为：独立重叠停运和非独立的重叠停运。
元件停运按停运原因分为强迫停运和计划停运。
强迫停运分为单元件停运事件、共同模式停运事件（不独立重叠停运）、相关的变电站停运事件（不独立重叠停运）5 元件强迫停运模型：单元件停运事件：只有一个元件停运，只影响自身。
共同模式停运事件：不独立的重叠停运。
是指由于单一原因引起多个元件停运，而且不按继电保护依次动作。
相关的变电站停运事件：不独立的重叠停运。
是指变电站内的元件停运，与继电保护对元件故障的反应有关联6 系统状态选择基本原理：由元件的状态组合构成系统的状态。
蒙特卡洛法：包括时序蒙特卡洛法和非时序蒙特卡洛法。
7 系统状态分析包括潮流计算和切负荷计算。
潮流计算：交流潮流、直流潮流、快速开断潮流计算。
切负荷计算：基于交流潮流的最优切负荷模型、基于直流潮流的最优切负荷模型、基于直流潮流灵敏度分析的最优切负荷模型。
8 交流潮流方程进行简化：高压输电线路的电阻一般远小于其电抗。
输电线路两端电压相角差一般不大（e ij < 10%）,假定系统中各节点电压的标么值都等于1。
不考虑接地支路及变压器非标准变比的影响9P = B e和PI=BI①均为线性方程式，它们是直流潮流方程的基本形式。
直流输电技术在电网中的应用
直流输电技术在电网中的应用随着工业化和城市化进程的加速，对电力的需求也越来越大。
为了满足远距离电力传输的需求，直流输电技术被广泛应用于电网系统中。
本文将介绍直流输电技术在电网中的应用，包括其优势、实施方法和未来发展方向。
一、直流输电技术的优势1. 高效传输：相比交流输电，直流输电具有更高的传输效率。
由于直流输电不会受到交流输电的电阻、电感和电容损耗，能够减少能量的损失，提高传输效率。
2. 远距离传输：直流输电技术适用于远距离的电力传输，能够有效地减少传输线路的电阻和电容对电力传输的影响，达到长距离输电的要求。
3. 节约资源：直流输电系统在长距离输电中需要的输电线路较少，相比交流输电系统能够节省用于输电线路建设的土地面积和材料资源。
4. 稳定性高：直流输电系统具有较高的稳定性和可靠性。
在电网中引入HVDC（高压直流输电）技术能够有效地降低电力系统的短路故障率和电网频繁发生的故障。
二、直流输电技术的实施方法1. HVDC线路：HVDC线路是实现直流输电的基础。
它由直流电源、换流器和传输线路组成。
直流电源将交流电转换为直流电，换流器则将直流电转换为交流电，实现电力的传输。
2. 换流站：换流站是直流输电系统中的重要组成部分。
它用于将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。
换流站还能够调节输电线路上的电压、频率和功率，并对电力进行可靠地分配和控制。
3. 并网技术：并网技术是将直流输电系统与交流输电系统灵活地连接起来，使得直流输电系统能够与现有的交流电网兼容。
这种技术实现了直流输电系统与交流输电系统之间的相互衔接，确保电力的平稳传输。
三、直流输电技术的未来发展方向1. 降低成本：随着技术的进步和应用的推广，直流输电技术的成本将逐渐降低。
特别是在换流器的制造和线路建设方面，通过改进工艺和降低材料成本，能够进一步降低直流输电系统的造价。
2. 提高传输容量：随着能源需求的不断增长，直流输电技术需要进一步提高其传输容量。
直流输电系统建模与分析
直流输电系统建模与分析随着电力需求的不断增长，电力输送的可靠性和效率成为电力行业发展的重中之重。
传统的交流输电系统在长距离输电时存在较高的功率损耗和电压穿插等问题，而直流输电系统则成为了解决这些问题的有效途径。
直流输电系统建模与分析，旨在探究直流输电系统的性能和优化方法，以提升电力传输效率和稳定性。
一、直流输电系统的基本原理与构成直流输电系统是一种将交流电源通过整流设备转换为直流电源，再经过逆变器转换为交流电源传输的系统。
其基本原理是利用直流电的特性，避免了交流电在输电过程中产生的功率损耗，提高了电能的传输效率。
直流输电系统主要由四个部分组成：直流电源、整流设备、逆变器和输电线路。
直流电源是直流输电系统的核心，可以是直流发电机、光伏电池或储能装置。
整流设备负责将交流电转换为直流电，一般采用半控或全控整流装置。
逆变器则将直流电转换为交流电，以满足不同负载的需求。
输电线路负责将电能传输至各个接受点。
二、直流输电系统建模直流输电系统建模是分析和研究直流输电系统的关键步骤。
建模的目的是用数学方程和理论模型描述直流输电系统的运行规律和特性，以便进行系统性能评估和优化。
在直流输电系统建模中，一般采用基于分布参数的电路模型。
通过对直流输电系统进行电流、电压和功率的分析，可以建立系统的节点矩阵方程。
根据节点矩阵方程，可以计算各个节点的电压和功率，进而评估系统的稳定性和传输能力。
三、直流输电系统分析直流输电系统分析是对建立好的直流输电系统模型进行性能评估和优化的过程。
分析的目标是通过对系统的数学模型进行求解，得出系统在不同工况下的电压、电流和功率等参数，以便对系统进行性能评估和优化。
1. 稳定性分析：稳定性是直流输电系统运行的一个重要指标。
通过对系统模型进行稳定性分析，可以评估系统在电压偏差、电流峰值和功率波动等异常情况下的运行状况。
根据分析结果，可以确定系统的稳定性，并制定相应的控制策略。
2. 电压降分析：电压降是指直流输电系统中输电线路中电压的降低。
直流输电系统的分类
直流输电系统的分类直流输电系统是一种通过直流电流传输电能的电力输电系统。
与交流输电系统相比，直流输电系统具有更高的输电效率、更远的传输距离和更好的稳定性。
根据不同的分类标准，直流输电系统可以分为多个不同的类型。
一、按输电电压级别分类：1. 高压直流输电(HVDC)：高压直流输电是指输电电压在100 kV及以上的直流输电系统。
其具有输电损耗低、传输距离远、占地面积小等优点，广泛应用于电力长距离输送、交叉海峡输电和大容量风电、太阳能输电等领域。
2. 中压直流输电：中压直流输电是指输电电压在10 kV至100 kV之间的直流输电系统。
它适用于地区性输电、山区输电和远程农村电化等场景，可提供电力供应的可靠性和稳定性。
3. 低压直流输电：低压直流输电是指输电电压低于10 kV的直流输电系统。
这种输电系统主要用于城市地下电缆输电、短距离输电和建筑物内部电力输送等场景，如公共交通系统、电动车充电桩等。
二、按架设方式分类：1. 架空线路直流输电：该方式是通过架空的电力线路进行输电，其中导线悬挂于输电塔之间。
这种方式具有传输距离远、占地面积小、抗风能力强等优点，但受天气、环境和动力线的限制较大。
2. 地下电缆直流输电：该方式是通过埋设在地下的电缆进行输电，可有效解决架空线路受环境影响和视觉污染等问题。
然而，该方式的造价较高、施工复杂，且线路容量限制较大。
三、按输电距离分类：1. 远距离直流输电：适用于大型电站和负荷中心之间的长距离输电，如跨国、跨海、跨大陆输电等。
远距离直流输电系统一般采用高压直流输电，能够有效减小输电损耗和电力传输容量限制。
2. 局部直流输电：用于区域性输电或临近负荷中心的输电。
局部直流输电系统通常由中压或低压直流输电组成，能够更好地满足周边地区的电力需求。
四、按使用场景分类：1. 电力长距离输送：通过高压直流输电技术，实现电力长距离输送，特别是远距离或负荷中心较远的地区，以满足不同地区的电力需求，并提高电力的可靠性和稳定性。
提高变电站直流系统可靠性措施
提高变电站直流系统可靠性措施随着电力系统的不断发展，变电站直流系统在电力传输中发挥着越来越重要的作用。
直流系统具有输电能力强、输电距离远、占地面积小等优势，因此在特高压输电、特高压交直流混合输电、城市轨道交通电力输电等领域得到广泛应用。
直流系统的可靠性一直是影响电力传输安全和稳定的重要因素。
为了保障直流系统的安全稳定运行，需要采取一系列措施来提高其可靠性。
一、加强直流设备的检修与维护工作直流系统的设备维护对于提高可靠性至关重要。
变电站直流系统主要由直流输电线路、直流变电设备、直流断路器和控制保护系统等组成，这些设备在长期运行中会受到不同程度的污染、腐蚀和磨损。
定期进行设备的检修和维护工作，及时发现并修复设备存在的问题，可以有效提高设备的可靠性和稳定性。
对于直流输电线路来说，需要定期检查线路的绝缘状态和连接处的接触情况，保证导线的良好导电性和绝缘性。
同时需要对线路架空和地埋部分进行检查和维护，确保线路的物理安全和稳定性。
对于直流变电设备和断路器来说，需要定期进行设备的绝缘测试和机械运行状态的检查，保证设备的正常运行和可靠性。
二、提高直流系统的自动检测与监控能力随着电力系统的不断发展，直流系统的运行也越来越复杂，需要实时监测和控制系统的运行状态。
可以通过提高直流系统的自动检测与监控能力，及时发现系统存在的问题，减少人为干预，提高系统的可靠性。
具体来说，可以通过增加温度、绝缘电阻、电流等传感器来实时监测系统的运行状态，一旦发现异常情况，可以及时报警并采取相应措施，避免出现设备或系统故障。
在监控系统方面，可以通过网络互联技术实现远程监控和故障诊断，及时处理系统故障，提高运行的安全稳定性。
可以采用高性能的监控仪表和远程监控系统，同时配备合适的通信设备，及时将监控数据传送到控制中心，方便进行实时监测和远程控制，有效降低了系统的运行风险。
三、加强直流系统的备用能力为了提高直流系统的可靠性，应该加强系统的备用能力，在系统出现故障时能够快速转入备用设备或备用线路，确保电力系统的正常运行。
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五、2016年全国直流输电系统可靠性分析(一)直流输电系统概况
2016年，全国参与可靠性统计的直流输电系统数量为23个，其中包括14个点对点超高压直流输电系统、6个点对点特高压直流输电系统和3个背靠背直流输电系统，额定输送容量总计82424兆瓦，直流输电线路总长度约为24894.48千米。
2016年参与可靠性统计的直流输电系统的基本情况见表5-1。
表5-1 2016年参与可靠性统计的直流输电系统基本情况表
2016年在建、调试和部分投运的直流输电系统基本情况见表5-2。
表5-2 2016年在建、调试和部分投运的直流输电系统基本情况
(二)可靠性指标总体情况
2016年，全国直流输电系统运行情况稳定，全年23个系统合计能量可用率、能量利用率分别为94.67%、54.17%，总计强迫停运40.5次，与2015年系统合计值相比，能量可用率减少0.55个百分点、能量利用率增加3.57个百分点，强迫停运增加12.5次。
全国2015、2016年参与可靠性统计的直流输电系统可靠性指标比较见表5-3。
表5-3 全国2015、2016年参与可靠性统计的直流输电系统可靠性指标比较
注：本报告中能量可用率、强迫能量不可用率、计划能量不可用率、能量利用率等可靠性综合指标计算方法为各系统指标按照额定输送容量加权计算。