特高压直流输电技术现状及在我国的应用前景探究

特高压直流输电技术现状及在我国的应
用前景探究
摘要：近年来，雾霾对环境和人们生活带来的影响越来越大，在今年，李克强总理在召开国务院会议时，对这一问题进行了探讨，认为解决雾霾问题的首要措施就是要实施跨区域的送电项目。

有关人员认为，这一举措实质上就是预示着特高压提速的信息。

直流输电技术是世界上目前解决高电压以及远距离输送的重要措施。

直流输电是把交流电通过电流转换器变换成直流电，再由直流输送电路将电流送至受电的一端，并在最后通过换流器再将其变为交流电的过程。

关键词：特高压；直流输电；清洁能源
引言：特高压既是工程建设，更是自主技术攻关。

在特高压交直流输电工程设计中，中国能建规划设计集团秉承设计革命和技术创新的设计理念，以“安全可靠、自主创新、经济合理、环境友好、国际一流”为原则，在国内外没有可供借鉴的成熟经验和技术的前提下依靠自主研究、全面创新，开展了大量科研课题和设计专题研究。

随着特高压建设的不断推进，中国能建规划设计集团依托工程建设，掌握了一批具有自主知识产权的特高压核心技术和关键技术，形成了世界领先的特高压研究能力，建立了世界上首个特高压技术体系。

1.特高压输电的特点
特高压交流输电是指1000kV及以上的交流输电，是目前世界上最高电压等级的输电。

我国发展特高压交流输电技术，既面临高电压、强电流的电磁与绝缘技术世界级挑战，又面临重污秽、高海拔的严酷自然环境影响，而国际上没有成熟适用的技术和成套设备，创新难度极大。

在超高压技术的成功应用基础上，特高压输电是我国目前致力发展的重要项目。

特高压输电技术的提出其根本目的就在于增强电路的输电能力，减少电能在中途输送过程中的浪费。

同时使其能够满足特定环境下相互分隔的电力系统之间的联通，实现大功率输电。

根据数据分析
表明，特高压线路的输电量可以达到普通电压多倍，这样选择特高压输电就可以大量减少导线等材料的电能使用量，节约了电力输送的成本，为国家的电力发展提供了更为广阔的空间，实现我国电力和电网的均衡发展，同时为国家的发展带来了巨大的经济效益。

但是我国目前特高压输电的运营过程中除了具有巨大的优势外还存在着一定的问题。

特高压输电技术的实现为国家的电气技术问题的解决提供了条件，在提高输电区域经济效益的同时也为其周边的发展提供了方便，但是特高压输电对人体安全的影响目前尚未定论，同时特高压输电本身的技术水平尚不算先进，关于变压器等安全设施的设计应值得商榷，总之，其安全问题尚处于探讨阶段。

另外，我国特高压输电水平与发达国家相比存在一定的差距，技术上存在一定的缺陷，需要进一步的改善和发展。

2.特高压直流输电技术的发展现状
2.1受重视程度不断提高
由于我国地域辽阔，供电覆盖面积较广，因此在电网建设过程中，能源资源与电力需求间距离过远的问题一直都十分普遍，而特高压直流输电技术作为当前世界上最为先进的输电技术之一，则能够恰恰能够使这一问题得到有效解决。

从目前来看，我国对特高压直流输电技术的应用虽然在初期并不受重视，但随着各个特高压直流输电项目的建成，特高压输电在大范围内配置能源的技术优势与经济优势已经得到了充分验证，而国家电网对于特高压直流输电技术的重视程度也因此大大提高。

以±800kV的直流输电项目为例，与±500kV的直流输电项目相比，其在输送容量与输送距离上的提升均在了两倍以上，而在运行可靠性、输送损耗、线路占地、造价等方面的优势则要更为明显。

因此，当前我国对特高压直流输电项目建设已经给予了很大的支持力度，项目规模与数量在近几年也都有了很大的提升。

2.2大规模推广应用逐渐展开
在国家大力支持特高压直流输电项目建设的背景下，目前特高压直流输电技术的推广应用已经全面展开，据国家电网公布的数据显示，截至2017年年末，我国已建成的特高压输电线路达到了18条，其中±1000kV特高压交流输电线路
为8条，而±800kV的特高压直流输电线路则为10条，各条线路的整体运行情况
均比较良好。

另外，于2017年12月建成并投入运行的巴西美丽山一期工程是我
国特高压输电技术在国外项目中的首次应用，这一项目的成功意味着中国特高压
直流输电技术已经基本成熟，而特高压输电技术的相关规范与标准也都基本得到
完善，且完全具备了全球应用的基础条件。

2.3相关科研工作初见成效
我国对于特高压直流输电技术的重视不仅体现在特高压直流输电项目的建设上，关于该技术的相关科研工作也同样取得了不小的成果。

作为最先且目前唯一
掌握特高压输电技术的国家，早在2004年，我国就已经存在于目前围绕特高压
输电展开了大规模的研究论证与自主技术研发工作，在之后的十余年间，随着工
程实践经验的不断积累，各种关键技术与核心设备陆续被研发出来，并在特高压
输电工程中得到了有效应用，其中大多数都取得了不错的应用效果，如外绝缘配
置技术、电磁环境控制技术、平波电抗器、换流阀、串补装置等都是近些年非常
具有代表性的研究成果。

3.特高压输电技术的发展
3.1特高压设备生产全过程数字化管理
工业互联网是七大新型基础设施建设内容之一，是中国制造智能化、信息化
的重要手段，是中国制造业产业升级的推动力，加速“中国制造”向“中国智造”的产业转型，最终提高中国的制造业水平，提高制造企业的经济效益，进而推动
中国经济的高质量发展。

在特高压输电工程中，关键设备主要为特高压换流变压器、大容量换流阀、大容量直流断路器等，此类设备内部结构复杂、制造成本极高，提高特高压关键设备的制造、管理水平，对原料采购、部件安装、出厂检测、售后跟踪等生产全环节进行信息化建模与监管，可有效降低特高压设备制造企业
的生产成本，提高企业产能，助力中国特高压工程又好又快发展。

3.2高可靠性智能传感技术应用
5G通信与人工智能是本次新型基础设施建设的主要内容，是“新基建”的“新”之所在。

5G通信技术可用于特高压电力设备的状态信息高速低功耗广域传输，实现特高压电力设备的实时感知;人工智能与大数据挖掘技术可用于特高压
电力设备的状态评价与运维决策、电力系统的故障诊断与运行优化等，为特高压
输电设备管理与电网运行提供新方法。

3.2.1换流变压器
目前换流变压器中采用的感知手段主要包括油中气相色谱、局部放电识别与
定位、绕组光纤测温、铁芯振动等，能较好地对变压器内部存在的隐患、缺陷进
行感知。

然而，目前超特高压换流变压器中使用的套管设备市场几乎被国外垄断，由于套管故障导致的换流变压器事故也曾发生，一方面中国需攻克换流变套管的
制造技术，另一方面需要加强对换流变套管的全方位状态感知，包括对电流、局
放等电气量与气体、温度、压力等非电气量进行高精度与高稳定性测量。

3.2.2输电线路
特高压输电线路的传统在线监测系统主要包括雷电在线测量系统、输电线路
环境监测系统、导线微风振动检测系统及输电线路视频监控等，在线监测技术较
为成熟。

然而随着无人机技术的广泛应用，架空输电线路及电缆隧道的带电巡视
技术也得到新的发展，传统低效的人工巡视的主要内容，是“新基建”的“新”
之所在。

5G通信技术可用于特高压电力设备的状态信息高速低功耗广域传输，实
现特高压电力设备的实时感知;人工智能与大数据挖掘技术可用于特高压电力设
备的状态评价与运维决策、电力系统的故障诊断与运行优化等，为特高压输电设
备管理与电网运行提供新方法。

结语
综上所述，在我国经济繁荣发展的环境下，特高压输电工程的建设也越来越
势在必行。

结合我国用电负荷和能源的分布情况，我国的特高压输电以及大范围
电网互联工程将持续建设。

特高压输电技术将在我们电力系统中有广阔的应用前景。

发展特高压输电、加强电网的互联，对建设资源节约型社会将起到重要作用。

参考文献：
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