超高压直流输电(DOC)
特高压直流输电技术
换流站国产化水平 提高后直流架空线 路
换流站建设费用
变电站建设费用
14
0 线路等价距离 线路等价距离 输电距离
-800kV DC
8
(二)直流输电技术的分类 • 按工程结构分类
分类I(按换流站数量分类) • 两端直流输电(或“点对点直流输电”) • 多端直流输电 分类II(按线路长度分类) • 长距离直流输电 • 背靠背直流输电 分类III(按电压等级分类) • (超)高压直流输电 • 特高压直流输电
由地下电缆向大城市供电;
交流系统互联或者配电网增容时,作为限 制短路容量的措施之一;
配合新能源输电。
13
交直流等价距离
直流输电的经济性及交直流经济比较:直流输电两侧换流站费用高, ¥1000元/kW;直流线路相对便宜: ¥250万—¥480万/km;与交流 输电的等价距离:600-800km。 换流站设备价格问题:整体成降价趋势: 输送距离超过一定值时, 交流需要增加中间站,加串补。线路的建设费用问题,整体趋势是 上涨,国外由于线路走廊需要征地,费用更高,等价距离更短。
特高压直流输电技术
1
直流输电技术基本原理
(一)直流输电技术的原理
(二)直流输电技术的分类
(三)直流输电技术的特点
2
(一)直流输电技术的原理
直流电概念(相对于交流大小和方向随时间周期变化) 直流输电工程是以直流电的方式实现电能传输的工程。直流电 必须经过换流(整流和逆变)实现直流电变交流电,然后与交流系 统连接。 直流输电工程构成(换流站、直流线路、接地极、通信与远动)
超高压直流输电技术的研究与应用
超高压直流输电技术的研究与应用随着能源需求的不断增长和能源产业的迅猛发展,电力输电技术的创新与改进变得尤为重要。
超高压直流(UHVDC)输电技术是目前最先进的输电技术之一,它以其高效、能耗低、输电损耗小等优点,受到了广泛关注和应用。
超高压直流输电技术的基本原理是利用高压直流变流器将交流电转换为直流电,并通过高压直流输电线路将电能从发电厂送达到负荷中心。
与传统的交流输电技术相比,超高压直流输电技术在长距离输电、大容量输电和跨国跨区域输电方面具有明显的优势。
首先,超高压直流输电技术在长距离输电方面具有突出优势。
由于直流电不受交流特性的限制,超高压直流输电线路可以在较长的距离上输送电能。
这种特点使得超高压直流输电技术成为解决远距离跨区域、跨国界输电问题的有效手段。
例如,中国的"神华北网工程"采用超高压直流输电技术,实现了华北地区的跨区域输电,解决了供电不足的问题。
其次,超高压直流输电技术在大容量输电方面具有独特的优势。
与传统的交流输电技术相比,超高压直流输电技术的输电容量要大得多。
超高压直流输电线路可以通过提高输电线路的电压等级和线路的传输能力来满足大规模电能输送的需求。
例如,中国的"南京输变电工程"采用了±800千伏的超高压直流输电技术,实现了大容量的电能输送。
此外,超高压直流输电技术还具有输电损耗小的优点。
由于直流电的功率损耗与交流电的损耗不同,超高压直流输电技术在输电过程中的能量损失较小。
这不仅提高了电网的输电效率,降低了能源消耗,还减少了二氧化碳等排放物的排放,对保护环境和减少碳排放具有积极意义。
在超高压直流输电技术的应用方面,世界各国都进行了广泛的研究和实践。
中国作为超高压直流输电技术的先行者,在该领域取得了显著的成就。
中国已经建成了多条超高压直流输电线路,其中包括了全球最大的±1100千伏超高压直流输电项目。
这些项目的建设和应用不仅解决了中国电力供应的问题,也为其他国家提供了技术借鉴和经验分享的机会。
超高压直流输电技术的发展与应用
超高压直流输电技术的发展与应用超高压直流输电技术的出现,是电力工业界的重大创新进展之一。
作为一项重要的现代电力输配技术,其在节能降耗、安全稳定和环保等方面具有显著的优势和巨大潜力。
本文将从超高压直流输电技术的发展历程、应用领域、技术优势等方面逐一介绍。
一、发展历程超高压直流输电技术的发展历程可以追溯至20世纪50年代,当时,研究人员试图找到一种能够在更长距离内传输大量电能的方法。
首先,他们引入了直流输电技术,其中利用交流电的变压器将电能转换为较高的电压和较低的电流,最终将电压降至负载端的合适值。
接下来,研究人员将这种技术扩展到更高的电压水平,这就是超高压直流输电技术。
二、应用领域目前,超高压直流输电技术已被广泛应用于许多电力工业领域,为许多电力企业赢得了很大的经济效益。
它最明显的应用领域是在大型电力工程中。
超高压直流输电技术广泛应用于远距离电力传输,这些工程通常是由长距离的输电线路和巨大容量的变电站组成,最终将电力输送到城市和工厂等现代化设施中。
三、技术优势(一)高效率:超高压直流输电技术具有高效率传输电能的特点,是传统输电方式的几倍。
在长距离输电和大容量电力传输中,超高压直流输电技术可以最大限度地减少电力的损耗。
(二)环保:超高压直流输电技术相对于其他电力传输方式,在环保方面具有明显的优势。
这种传输方式能够减少温室气体的排放,减少传输电缆的长度、降低电力系统的损耗,对减少环境污染有着积极的作用。
(三)安全稳定:超高压直流输电技术还在安全稳定方面表现良好,它可以提供更好的电力质量,更精准地控制电力的传输,以确保电力系统的安全稳定和运营效率。
总之,超高压直流输电技术是一项具有非常重要实用意义的技术,它能大幅提高电力的传输效率,减少电力系统的损耗,同时也可以保护人类环境和生态,具有广阔的应用前景。
但同时也需要认识到,该技术还存在很大的商业风险和技术难题,必须在技术和商业方面不断推进创新,以更好地实现其价值和潜力。
超(特)高压交直流输电线路带电作业
超(特)高压交直流输电线路带电作业摘要:随着我国电网的快速发展,超/特高压输电线路相继建设并投入运行,为给超/特高压输电线路带电作业开展提供技术支撑,结合交流750kV、1000kV和直流±660kV、±800kV输电线路特点,通过试验和理论计算,获取了带电作业关键技术参数,确定了作业人员安全防护原则,研制了大吨位绝缘提线工具和绝缘子更换卡具,并根据研究成果制定了超/特高压线路带电作业技术导则标准。
现场应用的成功开展表明,超/特高压线路开展带电作业是安全、可行的。
超/特高压输电交直流输电线路带电作业技术研究成果能有效指导带电作业的安全有序开展。
关键词:超/特高压;直流输电;带动作业1 导言我国带电作业技术经过近60a的研究及应用,已成为输配电线路检测、检修、改造的重要手段和方法,为电力系统的安全可靠运行和提高经济效益发挥了十分重要的作用。
近10a来,随着750kV、1000kV交流输电线路和±660kV、±800kV直流输电线路的建设和投入运行,对带电作业技术提出了一系列新的研究课题。
2 带电作业安全距离及组合间隙带电作业安全距离包含带电作业最小电气间隙及人体允许活动范围。
在IEC标准中,最小电气间隙是指在带电作业工作点可防止发生电气击穿的最小间隙距离。
最小组合间隙是指在作业间隙中的作业人员处于最低的50%操作冲击放电电压位置时,人体对接地体和对带电体两者应保持的距离之和。
最小电气间隙的确定受到多种因素的影响,主要包括间隙外形、放电偏差、海拔高度、电压极性等。
一般来说,作业间隙的形状对放电电压有明显的影响。
在正极性标准冲击电压下,“棒-板”结构的放电电压最低,其间隙系数为1.0。
对于带电作业中形成的不同间隙结构,可通过真型试验求出不同电极结构下的间隙系数。
2.1 试验及绝缘配合方法一是试验方法进行带电作业操作冲击放电试验时,根据不同电压等级超/特高压输电工程的导线参数、杆塔型式、绝缘子串型等准备试验试品。
我国超高压直流联网输电的必然性-精选文档
我国超高压直流联网输电的必然性1.直流输电联网的提出交流电力系统稳定运行的重要标志是,电力系统内的所有同步发电机都要同步运行。
也就是所有的并列运行的发电机都要有相同的电角速度。
当系统输送容量越来越大、输电的距离越来越长、间歇性电源如风电和光电等并网的不断扰动,稳定问题将可能出现。
为了解决稳定问题,我们可以采取多种措施,包括采用交流超高压和交流特高压输电措施。
为什么我们还要采用直流超高压或直流特高压来输电。
直流输电有着能解决两网不同步并网问题,以及其输电的经济性。
2.我国部分地区目前500kV和800kV直流输电情况2.1上海直流输电情况1990 年投运的我国第一条± 500kV 葛洲坝至上海直流输电线路、输电距离1045km,输电容量120万千瓦,实现了华中和华东两大电网的非同步互联。
由于输送容量的限制,2008年国家电网对其进行改造,现± 500kV 葛洲坝至上海直流输电线路、输电距离976km,输电容量300万千瓦,2010投运。
2007 年年底投运的三峡电厂至上海± 500kV 直流超高压输电线路,额定输送容量为300万千瓦,输电距离1040km它是三峡右岸电厂电力外送的主要通道之一。
2010年7月四川向家坝至上海± 800 千伏特高压直流输电示范工程投入运行,输送能力达700 万千瓦级,线路全长1907km,是迄今为止世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远、技术最先进的特高压直流输电工程。
三大直流输电工程向上海输送1300 万千瓦功率,给上海的经济建设带来充足的能源。
2.2南方电网直流输电情况2001年6月投运的天生桥至广州± 500kV 直流输电工程是继葛洲坝至上海± 500kV 直流输电工程之后我国又一个跨省区的大型直流输电工程,天生桥在云南和广西交接处,,工程全长980km输送容量180万千瓦。
天生桥至广东有“三交流和一直流”输电线路。
超高压直流输电技术的优势和应用
超高压直流输电技术的优势和应用第一章:引言随着经济的发展和人口的增加,世界能源需求也在快速增加。
因此,人们对可靠、高效和稳定的能源供应的需求也日益迫切。
超高压直流输电技术是一项重要的能源输电技术,它在长距离高压输电领域中具有很大的优势。
本文将探讨超高压直流输电技术的优势及其应用。
第二章:超高压直流输电技术的基础知识超高压直流输电技术,简称UHVDC,是一项通过将输电线路压力提高至800千伏以上来实现大功率、远距离输电的技术。
它可实现高电压电缆损失小、电力负荷大、传输距离远等优点。
第三章:超高压直流输电技术的优势1、减少损耗对比直流输电和交流输电,超高压直流输电技术的输电效率更高,因为直流输电的传输距离越远,线路损耗越小,利用了欧姆定律和电力因数提高调节的双重优势,降低了输电线损耗。
2、提高稳定性超高压直流输电系统采用了先进的电气控制技术和电机维护措施,使其具有比传统的交流输电系统更高的功能性和更强的系统稳定性。
在谣言和恶劣天气条件下,超高压直流输电系统可以继续保持稳定的输电状态,为供电系统提供持续性能的能源支持。
3、促进能源转型超高压直流输电技术的特点是电能远距离传输,可以使得矿区发电距离与用电厂距离拉远,推动产煤向水平深层次发展,所以超高压直流输电技术是电能清洁化、新能源开发的重要手段。
第四章:超高压直流输电技术的应用1、从原材料到下游消费者的跨国送电国内的南南东传电项目跨度为1,732公里,从湖北秭归到广西南宁,不同地区之间的高压和长距离输电是行业共识。
在跨国输电领域,超高压直流输电技术也被广泛应用。
2、支持新能源发展中国新疆,是中国将来重点发展太阳能的地区之一。
而由于新疆的垃圾园场距离环境良好的城市较远,使用交流输电无法满足城市能量需求。
因此,超高压直流输电技术被广泛应用。
第五章:结论超高压直流输电技术是一项未来技术,其技术优势显而易见。
对于促进能源转型和保障能源安全,具有积极作用。
此外,超高压直流输电技术的稳定性和效率也是其他传输技术所无法比拟的。
高压直流输电word版
1、简述直流输电的基本原理从交流电力系统1向系统2输电时,换流站CS1将送端功率的交流电变换成直流电,通过直流线路将功率送到换流站CS2,再由CS2把直流电变换成三相交流电。
通常把交流变换成直流称为整流,而把直流变换成交流称为逆变。
CS1也称为换流站,CS2又称为逆变站。
2、简介“轻型直流输电”。
轻型HVDC是在绝缘栅双极晶闸管IGBT和电压源换流器基础上发展起来的一种新型直流输电技术,可自由地控制电流的导通或关断,从而使HVDC换流器具有更大的控制自由度。
3、列举直流输电适用场合远距离大功率输电;海底电缆输电;不同频率或者同频率非同步运行的两个交流系统之间的联络;用地下电缆向用电密度高的大城市供电;交流系统互联或配电网增容时作为限制短路电流的措施之一;配合新能源的输电。
4、延迟角、重叠角、超前角、熄弧角的概念延迟角:从自然换相点到阀的控制极上加以控制脉冲这段时间,用电气角度表示。
重叠角:换相过程两相同时导通时所经历的相位角。
超前角:从逆变器阀的控制极上加以控制脉冲到自然换相点这段时间,用电气角度来表示。
熄弧点:在自然换相结束时刻到最近一个自然换相点之间的角度。
5、见图6、见图7、为什么逆变器的熄弧角必须有一个最小值?在换相结束(V5关断)时刻到最近一个自然换相点(c4)之间的角度成为熄弧角。
由于阀在关断之后还需要一个使载流子复合的过程,因此熄弧角必须足够大,使换流阀有足够长的时间处于反向电压作用之下,以保证刚关断的阀能够完全恢复阻断能力。
如果熄弧角太小,在过c4点后V5又承受正向电压,而此时载流子尚未复合完,则V5不经触发就会导通,使V1承受反向电压而被迫关断。
这种故障被称为换相失败。
这就要求逆变器的熄弧角必须有一个最小值,其大小为阀恢复阻断能力所需时间加上一定裕度,一般为15度或更大一些。
8、见图9、见图10、HVDC对晶闸管元件的基本要求有哪些?耐压高;载流能力大;开通时间和电流上升率di/dt限制,防止刚刚开通时晶闸管局部过热而损坏元件;关断时间与电压上升率dV/dt的限制,防止未加触发脉冲时晶闸管提前导通。
超高压输电技术
04
超高压输电技术 在智能电网、电 动汽车充电等领 域具有广泛的应 用前景。
超高压输电技术对未来能源结构和经济发展的影响
提高能源传输效率, 降低能源损耗
支持可再生能源的 发展,减少对化石
能源的依赖
促进区域间能源资 源的优化配置,提
高能源安全水平
带动相关产业的发 展,创造就业机会,
推动经济增长
结论
03
石油化工:用于石油、天 然气等能源的输送,提高 能源利用效率
冶金工业:用于电弧炉、 电解槽等设备的供电,提 高生产效率
02
采矿工业:用于矿山、隧 道等恶劣环境下的供电, 保障生产安全
04
新能源领域的应用
01
太阳能发电:将太阳能转化 为电能,通过超高压输电技 术进行远距离传输
02
风能发电:将风能转化为电 能,通过超高压输电技术进 行远距离传输
超高压输电技术的优势
0 传输距离远:能够实现长距离电 1 力传输,降低损耗
0 效率高:输电效率高,降低能源 3 损耗
0 环境友好:减少输电过程中的环 5 境污染和生态破坏
0 传输容量大:能够满足大规模电 2 力传输需求
0 投资成本低:与低压输电技术相 4 比,投资成本相对较低
超高压输电技术的局限性
01
技术进步:随着科 技的发展,超高压 输电技术将更加成 熟,传输效率更高。
02
应用领域:超高压 输电技术将广泛应 用于电力系统、新 能源等领域,推动 能源结构的优化和 转型。
03
成本降低:随着技 术的成熟和规模化 生产,超高压输电 技术的成本将逐渐 降低,使其更具竞 争力。
04
环保效益:超高压 输电技术有助于减 少能源损耗,降低 碳排放,对环境保 护具有积极意义。
超高压直流输电技术的发展现状分析
超高压直流输电技术的发展现状分析中国是世界上电力消费最大的国家,特别是在西部地区,由于广袤的土地面积以及复杂的地形。
超高压直流输电技术被看作是解决该区域电力供应的关键技术之一。
在过去的十年中,中国在超高压直流输电技术研究和应用方面取得了显著进展。
一、超高压直流输电技术的研究进展超高压直流输电技术和传统的交流输电技术不同,它采用了直流电源,而不是传统的双曲线波形。
Super HVDC(直流电压超过800千伏)现在已成为超高压直流输电技术的代表。
2010 年,世界上第一条800千伏超高压直流输电线路建成并已投入使用。
在中国,从近十年来的技术创新和业绩分析上看,中国的超高压直流输电技术已经取得了显著的进展,成为中国电力工业发展的重要组成部分。
从大连至长距离(1,603千米)的直流输电到云南异地换流站的超高压直流输电,海底交流-直流综合输电,我国在超高压直流输电技术上都处于全球领先水平。
二、超高压直流输电技术的优势超高压直流输电具有很多优点,包括在远距离输电中节约电能、降低输电损失,可跨越河流等地形障碍,可以全年环境温度稳定运行,并且适合于经济发展更快的西部地区的输电需求。
超高压直流输电技术具有传输电量大,损耗小,无电磁干扰、抗风引起塔架倾斜和地震抗性等许多优点。
在超高压直流输电过程中,相同电压级别的交流输电不如直流输电占用地面空间小,直流输电线路的线损和设备损耗都比交流输电抵触小得多。
超高压直流输电技术的实现需要解决的重大技术问题包括:新材料的研究和应用,超高压开关技术,智能变电站等。
三、超高压直流输电技术的局限性超高压直流输电技术的建设成本高,尤其是在在全国分散的地区,很多的电力需求,具有高额的建设成本。
同时,超高压直流输电技术也存在潜在的风险。
例如,发生故障或断开时可能会在变电站或距离的末端发生电弧,引起高温烧蚀和火灾。
此外,对输电线路周边环境的影响也是超高压直流输电需要考虑的问题。
高强度的电磁场会影响周边居民的生活和健康。
超高压输电和特高压输电【可编辑】
超高压输电和特高压输电超高压输电开放分类:电子工程超高压输电是指使用超高电压等级输送电能。
若以220千伏输电指标为100%,超高压输电每公里的相对投资、每千瓦时电输送百公里的相对成本以及金属材料消耗量等,均有大幅度降低,线路走廊利用率则有明显提高。
超高压输电- 正文使用超高电压等级输送电能。
超高电压是指330千伏至765千伏的电压等级,即330(345)千伏、400(380)千伏、500(550)千伏、765(750)千伏等各种电压等级。
超高压输电是发电容量和用电负荷增长、输电距离延长的必然要求。
超高压输电是电力工业发展水平的重要标志之一。
随着电能利用的广泛发展,许多国家都在兴建大容量水电站、火电厂、核电站以及电站群,而动力资源又往往远离负荷中心,只有采用超高压输电才能有效而经济地实现输电任务。
超高压输电可以增大输送容量和传输距离,降低单位功率电力传输的工程造价,减少线路损耗,节省线路走廊占地面积,具有显著的综合经济效益和社会效益。
另外,大电力系统之间的互联也需要超高压输电来完成。
超高压输电的使用范围大致如表所列。
若以220千伏输电指标为100%,超高压输电每公里的相对投资、每千瓦时电输送百公里的相对成本以及金属材料消耗量等,均有大幅度降低,线路走廊利用率则有明显提高(图1~4)。
超高压输电超高压输电超高压输电超高压输电超高压输电1952年瑞典首先建成了380千伏超高压输电线路,由哈什普龙厄到哈尔斯贝里,全长620公里,输送功率45万千瓦。
1956年,苏联从古比雪夫到莫斯科的400千伏线路投入运行,全长1000公里,并于1959年升压至500千伏,首次使用500千伏输电。
1965年加拿大首先建成735千伏的输电线路。
1969年美国又实现765千伏的超高压输电。
在直流输电方面,苏联于1965年建成±400千伏的超高压直流输电线路,此后美国、加拿大等国又建成±500千伏直流输电线路。
超高压直流输电技术的研究进展
超高压直流输电技术的研究进展一、引言超高压直流输电技术是近年来电力行业面临的一个重要课题。
随着社会经济的发展和人们对能源的需求增长,传统的交流输电模式已经不能满足需求,而超高压直流输电技术则成为发展的必然趋势。
本文将介绍超高压直流输电技术的研究进展。
二、超高压直流输电技术的概述超高压直流输电技术是指将大功率电能通过超高压直流输电线路进行远距离、大容量的输送的技术。
与传统交流输电技术不同,超高压直流输电技术采用直流输电模式,具有输电损耗小、电网稳定性好、环保、节能等优点。
三、超高压直流输电技术的优势(一)高效节能超高压直流输电技术主要以半导体电力设备为核心,其直流输电特点具有低损耗、高效率、大容量、远距离等特点。
在相同条件下,与传统交流输电相比,输电线路损耗可以减少30%以上、电力传输效率提高5%以上,使电力输送更加经济高效。
(二)电网稳定性好传统的交流输电方式,由于工作频率的不同而存在复杂的相互作用,因此电网存在诸多稳定性问题。
而直流输电方式将输电周期延长到数毫秒以上,可缓解交流输电中所需解决的问题,实现电网的稳定运行。
(三)环保超高压直流输电技术具有无电磁辐射、低电压梯度等特点,可以减少对环境、人身健康的影响。
四、超高压直流输电的研究进展(一)技术突破在超高压直流输电技术的研究开发中,电力设备的突破和进步是技术发展的关键。
在高电压直流输电技术研究方面,研究人员已经成功开发出了800千伏直流输电线路,这种技术对于我国西部能源资源开发有重要意义。
(二)线路距离延伸超高压直流输电线路的距离越长,则越能体现它的传输能力。
全球最长的直流输电线路是中国西北电力集团公司实施的三峡—长沙1000KV特高压直流输电工程,线路长度1924公里,成功将大量的中国西部和中南部的水电资源传输到南方地区。
(三)故障检测技术的提升在超高压直流输电工程中,故障检测的难点在于高电压下的设备故障检测。
在此背景下,国内外研究人员不断探索基于多传感器信息融合的先进故障检测技术。
超高压直流输电的技术研究
超高压直流输电的技术研究随着现代社会的快速发展,能源供应成为一个重要的话题。
而随着经济增长和人口增加,能源供应的压力也会不断加大。
同时,传统的交流输电已经无法满足日益增长的能源需求,因此,超高压直流输电技术开始受到越来越多的关注。
在本文中,我们将探讨超高压直流输电技术的研究现状、优势和未来发展方向。
一、超高压直流输电技术的研究现状超高压直流输电技术是一种新型的输电技术,它采用直流电传输方式,具有输送距离远、输电能力大、输电损失小等优势。
在现阶段,全球各国均在积极研究和推广超高压直流输电技术,而一些发达国家更是在输电领域中各自展开科技竞赛,纷纷在超高压直流输电技术的研发上投入巨资。
首先,超高压直流输电技术在能源转换和控制上取得了许多突破。
通过优化变压器的结构和控制方法,实现了变压器的有效输出,提高了输电线路的效率和可靠性。
此外,由于超高压直流输电技术采用直流传输方式,众多国家都在研究直流输电场强和导线设计优化等问题,以提高直流传输效率。
其次,超高压直流输电技术在直流电源、光伏电站和风力发电场等新能源领域中的应用也取得了较大的突破。
随着新能源的迅速发展,各国在新能源资源的集中布局方面的限制越来越大。
在这种情况下,超高压直流输电技术也成为了绕开新能源拓展用电难问题的一种有效途径,同时对于不同类型新能源电站的输电路径进行优化,进一步提升了能源利用效率。
二、超高压直流输电技术的优势在上述研究现状中,我们已经简单地介绍了超高压直流输电技术的研究现状。
现在我们来深入探讨一下超高压直流输电技术的优势。
首先,超高压直流输电技术具有输送距离远和输电能力大的优势。
普通输电采用的是交流电传输方式,由于电源端距离负载端越远,导致输送能力不断下降,并且中间会存在很多电网故障。
而超高压直流输电技术采用直流传输方式,可以大幅度延长输电距离,还可以实现长距离高效输电。
其次,超高压直流输电技术的输电损失小。
普通输电方式采用的是交流电传输方式,而相比于直流电,交流电传输时电流会不断变化,同时会产生电磁噪声和电容电感效应等,所以输电损失大。
超高压直流输电技术研究
超高压直流输电技术研究随着经济的发展,能源需求急剧增长,迫切需要建设更加高效、稳定、安全、清洁的电力系统。
超高压直流输电技术作为一项新兴的专业,被视为未来电力系统发展的主要方向之一,得到了广泛的研究和应用。
本文将从基本概念、技术发展、优缺点、应用前景等方面展开探讨。
一、基本概念超高压直流输电是指通过高压脉冲加速器或其他方式将输电电源的交流电能转化为直流电能,并通过超高压直流输电线路传输到远距离的终端使用者。
该技术通过电力系统的新型架构,实现了能源资源的最优配置和传输,提高了电力系统的传输效率和稳定性。
二、技术发展超高压直流输电技术是在20世纪60年代开始发展的。
当时,美国康涅狄格州的通用电气公司利用庚子特效现象第一次成功地将输电电源的交流电能转化为直流电能。
此后,随着技术的不断发展和改进,超高压直流输电技术逐渐成熟并得到了广泛应用。
2007年,中国成功地实现了世界上第一条超高压直流输电工程,开创了超高压直流输电的新时代。
三、优缺点超高压直流输电技术具有以下优点:1. 高稳定性:超高压直流输电线路采用的是直流电源,不会受到交流电源波动的影响,从而提高了系统的稳定性。
2. 长距离输电:直流电线的输电距离比交流电线更远,因为低频电磁场的能量损失更小,从而可实现长距离输电。
3. 高效率:超高压直流输电可有效降低线路电阻,因此输电效率更高。
4. 安全性高:直流电线上无电弧现象,可以有效降低火灾和其他事故的发生。
5. 环保优势:超高压直流输电不会产生电磁辐射和电磁污染,对人体健康和环境保护更加友好。
超高压直流输电技术也存在一些缺陷。
例如,建设成本高、对输电线路的材质质量要求高等情况需要关注。
四、应用前景目前,超高压直流输电技术正在全球范围内得到广泛应用。
该技术可以解决长距离输电和异地联网的问题,因此在电力系统建设和运营中具有重要优势。
在未来,超高压直流输电技术将成为电力系统的主流,推动能源资源的优化配置和传输,促进能源的清洁利用和节能减排,为我国的能源安全和可持续发展提供有力支撑。
高压直流输电
《电力系统前沿知识讲座》前言高压直流输电在大容量、远距离输电的场合,尤其在我国“西电东送”和全国联网中起着主导作用。
目前世界上重大的高压直流输电工程主要集中在我国,直流输电新技术也主要在这些工程中应用。
高压直流输电的一些技术问题,尤其是特高压直流输电技术问题,不仅是中国电网前所未有的,而且是世界电网发展史中前所未有的,面临一些世界级难题。
在经济全球化背景下,开展高压直流输电的技术问题研究,解决高压直流输电技术和交直流混合电网运行中的难题,不仅对我国电网的安全稳定运行具有重要的意义,而且将为世界电网技术的发展做出贡献。
目录第一章: 超高压直流输电原理第二章:直流输电的优点第三章:直流输电的缺点第五章:直流输电工程系统构成第六章:直流输电的换流技术第七章:直流输电的换流技术第八章:换流变压器的保护措施第一章: 超高压直流输电原理高压直流输电线路如上图所示。
由图中可以看出直流输电的目的是把交流系统A的电能输送到交流系统B中去。
发电和用电系统都是以交流方式进行,只是输电部分是直流方式。
首先,交流发电机产生的交流电,通过系统A中的变压器,把电压值变换成需要的大小,再送到整流器,通过它把交流电变为直流电。
所得到的直流电,通过直流输电线路L输送到用电处的逆变器,由逆变器把直流电变为交流电,最后由变压器把逆变器出来的交流电压变成系统B应用时所需要的交流电压第二章:直流输电的优点与高压交流输电相比较,直流输电具有下列优点:一、输送相同功率时,线路造价低,对于架空线路,交流输电通常采用3根导线,而直流只需1根(单极)或2根(双极)导线。
输送相同功率时,直流输电所用线材仅为交流输电的2/3~l/2。
另外,直流输电在线路走廊、铁塔高度、占地面积等方面,比交流输电优越。
对于电缆线路,直流电缆与交流电缆相比,其投资费和运行费都更为经济,这就是越来越多的大城市供电采用地下直流电缆的原因。
二、线路损耗小由于直流架空线路仅用1根或2根导线,所以导线上的有功损耗较小。
超高压直流输电技术及应用前景
超高压直流输电技术及应用前景随着电力事业的不断发展,越来越多的人开始关注超高压直流输电技术及其应用前景。
超高压直流输电技术是一种能够将电力从发电厂送入用电地点的最先进的技术,在当前环境下非常受到各方面关注,尤其是在大规模电力输送方面。
一、超高压直流输电技术的基本概念超高压直流输电技术是一种利用直流电传输电力的技术。
它是一种基于表面放电效应的电力输送技术,它的功率传输效率高,输送距离远。
超高压直流输电技术的另一个重要特点是可以通过额定的电流和电压来控制输电线路的容量和稳定性。
这种技术可以使电力在经济、安全、可靠和高效的前提下传输。
二、超高压直流输电技术的应用前景超高压直流输电技术的应用前景非常广阔。
例如,在能源方面,超高压直流技术可以传输风能、太阳能等能源;在城市电力建设方面,这种技术不仅可以解决能源短缺问题,还可以提高城市电力供应的可靠性和质量,为城市的经济发展提供有力支持。
超高压直流输电技术的应用还包括电力跨越、电力长输、电力战略调节和电力交易等。
特别是在跨国能源输送方面,如果使用超高压直流输电技术,将大大改善国家之间的能源互利合作,有助于提高地区和全球的电力供应的稳定性和质量。
最近,中国在洛杉矶和旧金山之间建设了一条直流输电线路,这是中国在美国建设的第一条电力输送线路,标志着中美能源互惠合作取得了新的进展。
三、超高压直流输电技术的环保优势超高压直流输电技术的环保优势也不容忽视。
首先,电力输送距离长,可以降低燃煤发电及其配套环保设施建设的成本和对环境造成的影响。
其次,它可以通过控制系统来减小对环境的影响。
例如,控制系统可以在传输时控制电压和电流的参数以适应环境变化,从而减少电力输送过程中的电磁辐射和磁场干扰。
同时,由于超高压直流输电的输电线路更加省空间和铁塔的数量较少,可以减少对环境的影响。
四、超高压直流输电技术的瓶颈与发展趋势超高压直流输电技术的研究和应用还面临着一些问题,例如DC-DC变换器的效率、输变电站的技术难点和安全问题等。
超高压直流输电技术的优势与挑战
超高压直流输电技术的优势与挑战随着国家能源需求的不断增长和新能源的推广,电力系统的发展面临着新的挑战。
传统的交流输电方式存在着许多问题,如输电距离短、损耗大、安全问题等。
因此,超高压直流输电技术应运而生。
超高压直流输电技术具有许多优势和挑战,本文将深入探讨。
一、超高压直流输电技术的优势1.输电距离远传统的交流输电方式由于输电距离受限制,因此只能在短距离范围内传输电能。
而超高压直流输电技术具有输电距离远的优势,最远达到了数千千米。
这不仅有效地解决了远距离输电的问题,还可以进一步降低电网建设成本。
2.输电效率高超高压直流输电技术的输电效率高,相比传统的交流输电方式,输电损耗降低了很多。
由于直流输电过程中没有电感、电容和电阻等元件,使得输电损耗非常小,可以有效地降低能源浪费和二氧化碳排放。
3.输电安全性好超高压直流输电技术比传统的交流输电技术更安全可靠。
因为交流输电过程中,电网上存在着超过50Hz的电磁干扰,容易导致感应电流和电压过高,从而造成电力线路的闪烁和火花,这会对人体和设备造成一定的安全隐患。
而直流输电则不会对人体和设备造成影响,故其安全性更高。
4.可靠性高超高压直流输电技术的可靠性非常高,因为它具有较高的负载能力和稳定性。
直流输电过程中可以直接控制电压和电流,输电过程更加稳定,也更容易通过控制系统进行稳态和动态响应,以维持系统稳态和安全运行。
二、超高压直流输电技术的挑战1.高技术含量超高压直流输电技术属于高端技术,在设备研发、安装调试等方面需要巨大的资金和技术支持。
因此,其技术研发、人才培养和产业链形成需要时间和资金的投入,对于一些技术水平较低的国家来说,超高压直流输电技术目前还难以普及。
2.高成本由于超高压直流输电技术的设备价格较高,其建设成本相对较高,这也是成完全普及的主要因素之一。
因此,政府和企业需要加大资金投入与技术支持力度,降低超高压直流输电技术的总成本。
3.系统复杂超高压直流输电技术的系统结构非常复杂,涉及到很多关键环节,如直流换流器、直流断路器、直流开关等,以及系统接地方式、统一调度控制等,都需要高度关注。
超高压直流输电技术
超高压直流输电技术超高压直流输电技术是一种重要的电力传输技术,它在电力行业中起着至关重要的作用。
本文将介绍超高压直流输电技术的原理、优势以及应用领域。
超高压直流输电技术是一种通过直流电将电能从发电站传输到远距离的电力输送方式。
与传统的交流输电技术相比,超高压直流输电技术具有多方面的优势。
首先,超高压直流输电技术能够实现远距离的长距离传输,减少了输电线路的损耗。
其次,由于直流电的特性,超高压直流输电技术不会产生电流谐波和频率衰减等问题,提高了电力传输的稳定性和可靠性。
此外,超高压直流输电技术还可以实现不同电网之间的互联互通,促进了电力资源的优化配置和共享。
超高压直流输电技术的应用领域非常广泛。
首先,它在远距离电力传输中发挥了重要作用。
由于超高压直流输电技术的低损耗和高效率,它被广泛应用于大型水电站、风电场等可再生能源发电项目的电力输送。
其次,超高压直流输电技术还被用于连接不同电网之间的互联互通。
这种技术可以实现不同电网之间的电力交换,提高了电网的稳定性和可靠性。
此外,超高压直流输电技术还可以应用于电力工业、交通运输等领域,为经济发展提供可靠的电力支持。
然而,超高压直流输电技术也面临着一些挑战和问题。
首先,超高压直流输电技术的设备和系统复杂度较高,需要高水平的技术和管理能力。
其次,超高压直流输电技术的投资成本较高,需要大量的资金支持。
此外,超高压直流输电技术在环境保护和安全管理方面也需要加强,以确保其对环境和人身安全的影响最小化。
为了进一步推动超高压直流输电技术的发展,需要加强科研和技术创新。
首先,需要研发更高效、更可靠的超高压直流输电设备和系统。
其次,需要加强对超高压直流输电技术的标准化和规范化,确保其在实际应用中的安全性和可靠性。
此外,还需要加强对超高压直流输电技术的人才培养和技术交流,提高行业的整体水平。
总之,超高压直流输电技术是一种重要的电力传输技术,具有远距离传输、稳定性高等优势,广泛应用于电力行业。
超高压直流输电技术及其在电网中的应用
超高压直流输电技术及其在电网中的应用随着工业化和城市化的快速发展,能源需求呈现逐年增长的趋势。
然而,传统的输电线路由于电阻和电感的存在,必然会引起输电过程中损耗。
为了满足能源需求并减少能源损失,超高压直流输电技术应运而生。
超高压直流输电技术是指一种将高压直流电能在远距离输送的技术,具有高电压水平、低电流密度、低损耗、远距离输送等优点,广泛应用于长距离、大容量输电。
目前,超高压直流输电技术已成为现代电网发展中一种重要的输电方式。
下面将从超高压直流输电技术的优点、技术方案和应用案例三个方面展开阐述。
优点相对于传统的交流输电技术,超高压直流输电技术具有以下优点:1.低损耗:超高压直流输电不受电阻和电感的限制,减少电能损耗,提高电能利用率。
2.大容量:由于直流输电的低电流密度,可实现大容量输电。
3.远距离输送:由于直流输电无交流电线的限制,可实现远距离输送。
4.可靠性高:相同电压级别下,超高压直流输电比交流输电更可靠,可以减少大规模停电情况。
技术方案超高压直流输电技术的实现需要采用一定的技术方案,下面介绍两种常用的方案:1.线路型:采用一对接地电极,通过直流高压绝缘导线将电能输送到远距离。
2.换流站型:采用换流站进行直流交流互换,便于与交流电网互联。
应用案例超高压直流输电技术的应用案例主要有以下三个:1.南水北调工程:为解决中国北方的水资源紧缺问题,超高压直流输电技术被用于南水北调工程中,将长江水引入黄河、海河、渤海等地区。
2.西北大环线:西北大环线是我国战略性能源输电工程之一,采用了超高压直流输电技术,并辅以交流输电技术进行输电。
3.降低能耗:超高压直流输电技术可大幅度降低输电损耗,提高电能利用率,降低能源消耗,为可持续发展作出了贡献。
总结超高压直流输电技术是现代化电网建设中不可或缺的技术。
它具有低损耗、大容量、远距离输送等优点,可应用于中国的水资源调配、能源输送等领域。
通过技术创新,超高压直流输电技术必将在未来得到更广泛的应用。
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目录前言 (2)主要设备 (3)远距离输电优势明显 (3)工程应用 (3)超高压直流输电和交流输电的性能对比 (4)超高压直流输电的优势及其依赖的技术 (5)超高压直流输电系统的结构 (6)超高压直流输电的故障保护系统 (7)前言高压直流输电技术被用于通过架空线和海底电缆远距离输送电能;同时在一些不适于用传统交流联接的场合,它也被用于独立电力系统间的联接。
世界上第一条商业化的高压直流输电线路1954年诞生于瑞典,用于连接瑞典本土和哥特兰岛,由阿西亚公司(ASEA, 今ABB集团)完成。
在一个高压直流输电系统中,电能从三相交流电网的一点导出,在换流站转换成直流,通过架空线或电缆传送到接受点;直流在另一侧换流站转化成交流后,再进入接收方的交流电网。
直流输电的额定功率通常大于100兆瓦,许多在1000-3000兆瓦之间。
高压直流输电用于远距离或超远距离输电,因为它相对传统的交流输电更经济。
应用高压直流输电系统,电能等级和方向均能得到快速精确的控制,这种性能可提高它所连接的交流电网性能和效率,直流输电系统已经被普遍应用。
高压直流输电是将三相交流电通过换流站整流变成直流电,然后通过直流输电线路送往另一个换流站逆变成三相交流电的输电方式。
它基本上由两个换流站和直流输电线组成,两个换流站与两端的交流系统相连接。
直流输电线造价低于交流输电线路但换流站造价却比交流变电站高得多。
一般认为架空线路超过600-800km,电缆线路超过40-60km直流输电较交流输电经济。
随着高电压大容量可控硅及控制保护技术的发展,换流设备造价逐渐降低直流输电近年来发展较快。
我国葛洲坝一上海1100km、±500kV,输送容量的直流输电工程,已经建成并投入运行。
此外,全长超过2000公里的向家坝-上海直流输电工程也已经完成。
该线路是目前(截至2011年初)世界上距离最长的高压直流输电项目。
主要设备包括换流器、换流变压器、平波电抗器、交流滤波器、直流避雷器及控制保护设备等。
换流器又称换流阀是换流站的关键设备,其功能是实现整流和逆变。
目前换流器多数采用晶闸管可控硅整流管)组成三相桥式整流作为基本单元,称为换流桥。
一般由两个或多个换流桥组成换流系统,实现交流变直流直流变交流的功能。
换流器在整流和逆变过程中将要产生5、7、11、13、17、19等多次谐波。
为了减少各次谐波进入交流系统在换流站交流母线上要装设滤波器。
它由电抗线圈、电容器和小电阻3种设备串联组成通过调谐的参数配合可滤掉多次谐波。
一般在换流站的交流侧母线装有5、7、11、13次谐波滤波器组。
单极又分为一线一地和单极两线的方式。
直流输电一般采用双极线路,当换流器有一极退出运行时,直流系统可按单极两线运行,但箱送功率要减少一半。
远距离输电优势明显发电厂发出的交流电通过换流阀变成直流电,然后通过直流输电线路送至受电端再变成交流电,注入受端交流电网。
业内专家一致认为。
高压直流输电具有线路输电能力强、损耗小、两侧交流系统不需同步运行、发生故障时对电网造成的损失小等优点,特别适合用于长距离点对点大功率输电。
其中,轻型直流输电系统采用可关断的晶闸管、绝缘门极双极性三极管等可关断的器件组成换流器,使中型的直流输电工程在较短输送距离也具有竞争力。
此外,可关断器件组成的换流器,还可用于向海上石油平台、海岛等孤立小系统供电,未来还可用于城市配电系统,接入燃料电池、光伏发电等分布式电源。
轻型直流输电系统更有助于解决清洁能源上网稳定性问题。
工程应用1. ±660千伏宁东—山东直流输电工程于2011年2月28日投运,山东接受外送电力的能力由350万千瓦提升至750万千瓦。
据统计,山东因此每年可节约原煤1120万吨。
由此全省减少二氧化硫排放5.7万吨,二氧化硫排放量降低1.1个百分点,大大促进了资源节约型、环境友好型社会建设。
仅2011年第一季度,山东电网就接纳省外来电91.3亿千瓦时,同比增长176%。
2. 锦屏—苏南±800千伏特高压直流输电工程采用900平方毫米导线,节能环保效果明显,抗自然灾害能力强,可进一步促进电力技术创新和行业技术升级。
与传统的630平方毫米截面导线相比,锦苏特高压直流线路应用900平方毫米截面导线,按照年运行3000小时计算,每年每千米线路可节电4.32万千瓦时,全线一年将创造直接效益4000多万元。
按供电煤耗360克标煤/千瓦时计算,全线一年将减少标煤消耗7.735万吨,减排二氧化碳约20.12万吨。
而在抵御自然灾害方面,大截面导线的大风水平荷载降低约10%,15毫米覆冰垂直荷载减小约7%。
3. 三峡—上海±500千伏直流输电工程线路全长1048.6千米,输送容量300万千瓦,若按中强度全铝合金导线替代普通导线计算,正常功率下,如果一年的输送小时数为4000小时,可节约电能7.98万千瓦时/千米,全线每年可节电8372万千瓦时。
[2]4. 向家坝-上海±800kV特高压直流输电示范工程是我国首个特高压直流输电示范工程。
工程由我国自主研发、设计、建设和运行,是目前世界上运行直流电压最高、技术水平最先进的直流输电工程。
向家坝-上海±800kV特高压直流输电示范工程包括二站一线,起于四川省宜宾复龙换流站,经四川、重庆、湖北、湖南、安徽、江苏、浙江、上海,止于上海市奉贤换流站。
工程全长1891.6km,先后跨越长江四次。
换流容量为6400MW,直流电流为4000A,每极采用两组12脉冲换流器串联(400kV+400kV)。
换流变压器容量(24+4)×297.1(321.1)MVA(其中4台备用);换流变型式为单相双绕组有载调压;±800kV直流开关场采用双极接线,并按每12脉冲阀组装设旁路断路器及隔离开关回路;±800kV特高压直流线路一回,复龙换流站交流500kV出线9回,奉贤换流站交流500kV出线3回。
国家发改委于2007年4月以发改能源【2007】871号文件核准,2008年5月开工建设,2009年12月12日通过竣工验收并单极投入运行,2010年整体工程完成试运行,投入商业运行,实际动态总支出190.2亿元,比批复动态总投资节省42.5亿元。
超高压直流输电和交流输电的性能对比(1)功率传输特性交流为了满足稳定问题,常需采用串补、静补、调相机、开关站等措施,有时甚至不得不提高输电电压。
但是,这将增加很多电气设备,代价昂贵。
直流输电没有相位和功角,不存在稳定问题,只要电压降,网损等技术指标符合要求,就可达到传输的目的,无需考虑稳定问题,这是直流输电的重要特点,也是它的一大优势。
(2)线路故障时的自防护能力我们学过继电保护,知道交流线路单相接地后,其消除过程一般约0.4~0.8秒,加上重合闸时间,约0.6~1秒恢复。
直流线路单极接地,整流、逆变两侧晶闸管阀立即闭锁,电压降为零,迫使直流电流降到零,故障电弧熄灭不存在电流无法过零的困难,直流线路单极故障的恢复时间一般在0.2~0.35秒内。
(3)过负荷能力交流输电线路具有较高的持续运行能力,受发热条件限制的允许最大连续电流比正常输电功率大的多,其最大输送容量往往受稳定极限控制。
直流线路也有一定的过负荷能力,受制约的往往是换流站。
通常分2小时过负荷能力、10秒钟过负荷能力和固有过负荷能力等。
前两者葛上直流工程分别为10%和25%,后者视环境温度而异。
总的来说,就过负荷能力而言,交流有更大的灵活性,直流如果需要更大的过负荷能力,则在设备选型时要预先考虑,此时需要增加投资。
(4)功率控制交流输电取决于网络参数、发电机与负荷的运行方式,值班人员需要进行调度,但又难于控制,直流输电则可全自动控制。
直流输电控制系统响应快速、调节精确、操作方便、能实现多目标控制;(5)短路容量两个系统以交流互联时,将增加两侧系统的短路容量,有时会造成部分原有断路器不能满足遮断容量要求而需要更换设备。
直流互联时,不论在哪里发生故障,在直流线路上增加的电流都是不大的,因此不增加交流系统的断路容量。
(6)电缆电缆绝缘用于直流的允许工作电压比用于交流时高两倍,例如35kV的交流电缆容许在100kV左右直流电压下工作,所以在直流工作电压与交流工作电压相同的情况下,直流电缆的造价远低于交流电缆。
(7)输电线路的功率损耗比较在直流输电中,直流输电线路沿线电压分布平稳,没有电容电流,在导线截面积相同,输送有用功率相等的条件下,直流线路功率损耗约为交流线路的2/3。
并且不需并联电抗补偿。
(8)调度管理由于通过直流线路互联的两端交流系统可以又各自的频率,输电功率也可保持恒定(恒功率、恒电流等)。
对送端而言,整流站相当于交流系统的一个负荷。
对受端而言,逆变站则相当于交流系统的一个电源。
互相之间的干扰和影响小,运行管理简单方便,对我国当前发展的跨大区互联、合同售电、合资办电等形成的联合电力系统,尤为适宜。
(9)线路走廊按同电压500kV考虑,一条500kV直流输电电线路的走廊约40m,一条500kV交流线路走廊约为50m,但是1条同电压的直流线路输送容量约为交流的2倍,直流输电的线路走廊其传输效率约为交流线路的2倍甚至更多一点。
超高压直流输电的优势及其依赖的技术1、优势有以上的性能对比,我们可以总结出超高压直流输电和交流输电的对比之下的优点:1)线路造价低,走廊窄。
2)直流输电电缆输送容量大,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,有利于长距离大容量送电。
4)可异步运行。
5)可以改善所连交流系统运行特性。
6)可分期投资建设。
7)电网管理方便。
8)可隔离故障,有利于避免大面积停电。
2、限制了直流输电的应用范围的因素:(1)直流断路器的费用高;(2)不能用变压器来改变电压等级;(3)换流设备的费用高;(4)由于产生谐波,需要交流和直流滤波器,从而增加了换流站的费用;(5)控制复杂。
克服以上缺点,所依赖技术是:(1)直流换流器的进展;(2)晶闸管的模块化结构和额定值增加;(3)换流器采用12或24脉波运行;(4)采用氧化金属变阻器;(5)换流器控制采用数字和光纤技术。
超高压直流输电系统的结构元件之前讲到超高压直流输电的限制因素,我们现在从系统元件配置上面来看看超高压直流输电的限制技术(1)换流器它们完成交-直流和直-交流转换,由阀桥和有抽头换流变压器构成。
阀桥包括6脉波或12脉波的高压阀。
换流阀通常由多个串联而成,换流阀具有从阳极到阴极的单向导通性,所以换流阀的导通需要阳极到阴极正向电压以及在门级上加的足够的电压触发其导通,换流阀一旦导通后,当其电流减小到零并且加在阀上的电压为反向时候阀才不再导通,且换流阀具有一定的承受正反向电压的能力,所以这便实现了从交流到直流的变换晶闸管换流变压器向阀桥提供适当等级的不接地三相电压源。