我国的高压直流输电工程

一、直流输电发展
1、汞弧阀换流时期
1954年 － 1977年 共有12项汞弧阀工程投运 1954年 瑞典高特兰岛（汞弧阀） 第一次商业运行 20MW,100kV,96km海缆。 1977年 加拿大纳尔逊河1期 最后一项汞弧阀工程 汞弧阀制造技术复杂、价格昂贵、逆弧故障 率高、可靠性较低、运行维护不便、污染环境， 终被淘汰。
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二、直流输电的特点1
直流输电的发展与换流技术的发展，特 别是大功率电力电子技术的发展有着密切 的关系。目前我国在运的和正在建设的直 流输电工程均是采用普通晶闸管换流阀进 行换流，因此，直流输电的优缺点均在此 基础上讨论。
优点：
1）与相同输送功率的交流线路相比，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。 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 P=E1E2sin/X12）,有利于长距离大容量送 电。 4） 可异步运行。 5） Pd、换流器吸收的Q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。 7） 电网管理方便。 8） 可隔离故障发展
高压大功率晶闸管器件用于直流输电换 流阀，有效地改善了直流输电的运行性能 和可靠性，促进了直流输电的发展。 随着微机控制保护、光电传输、网络、 水冷、氧化锌避雷器等先进技术引入直流 输电领域，促使直流输电技术迅速发展， 成为现今交流输电的有力补充。
一、直流输电发展
3、新型半导体换流设备的应用
三、直流输电的类型
直流输电工程的系统结构可分为： • 两端（或端对端）直流输电系统 • 多端直流输电系统 两端直流输电系统只有一个整流站（送端）和一个逆变 站（受端），与交流系统只有两个端口。 多端直流输电系统与交流系统只有三个或三个以上的端 口。
三、直流输电的类型
• 两端直流输电 长距离大容量输电 • 多端直流输电 （意大利本土－科西嘉岛－撒丁岛；
• 20世纪90年代以后，一种新型氧化物半导体器件 － 绝缘栅双极晶体管 （IGBT）在工业驱动装置上得到广泛应用，并引入了直流输电领域。 • 1997年，第一个采用IGBT阀组成的电压源换流器的直流输电工业性试验 工程（3 MW、10kV、10km）在瑞典投运。称之为柔性（轻型）直流输电。 现已有9个这样的直流工程投运了。 • 由于目前IGBT单个元件功率小、损耗大，尚不宜大容量直流输电工程采 用。 • 近期研制出的集成门极换相晶闸管（IGCT）、大功率碳化硅器件，可能 在直流输电中会有很好的应用前景。这类器件单个元件功率大、电压高、 损耗小、体积小、可靠性高，且是全控器件，用它们取代普通晶闸管， 将有力地推动直流输电技术的发展。 • 新型半导体换流设备的应用 20世纪90年代，新型氧化物半导体器件---绝缘栅双极晶体管 （IGBT）首先在工业驱动装置得到应用。1997年3月世界上第一个采用 IGBT组成电压源换流器直流输电工业性试验工程在瑞典投入运行：称轻 型直流
直流输电基础
直流输电基础
一.直流输电发展 二.直流输电的特点 三.直流输电的类型 四.直流输电系统的构成 五.我国的直流输电工程 六.直流输电工程应用 七.直流输电工程运行方式 八.国外直流输电工程现状
一、直流输电发展
• 输电最早用DC • 1882年 德国 2kV 1.5kW 57km 向慕尼黑国际展览会送电 • 1889年 法国 125kV 20MW 230km 从Moutiers 到Lyon(里昂) DC发电机串联高压 后来被AC输电所代替（交流电机、变压器） • 1954年 高特兰岛（汞弧阀） 第一次商业运行 • 70年代后期汞弧阀被淘汰 • 72年 加拿大 伊尔河BTB 晶闸管阀 • 年增长率 1981 – 1998 2096MW/年 • 八十至九十年代，一系列500 kV级晶闸管阀高压直流输电工程投产， 标志着直流输电技术的成熟。 • 现在，制造800kV直流系统设备，在技术上也是可行的。 • 目前投运的直流工程已有７０多个。使用的晶闸管元件参数已达 8kV、 3kA以上。
一、直流输电发展
2.晶闸管阀换流时代 20世纪70年代后，电力电子技术和微电子技术的迅速 发展，晶闸管换流阀和微机控制技术在直流输电工程中的 应用，有效改善了直流输电的运行性能和可靠性，晶闸管 换流阀在制造、试验、运行维护和检修比汞弧阀简单方便。 1970年瑞典首先在果特兰岛直流工程扩建中采用了晶 闸管换流阀的试验工程（50KV,10WM）。 1972年世界上第一个采用晶闸管换流的伊尔河背靠背 直流工程在加拿大投入商业运行。 20世纪70年代以后汞弧阀被淘汰，开始了晶闸管时期。
直流输电之最(已投运)
• • • • • 最高电压 600kV 巴西 伊泰普 两个双极 最大容量2×3150MW 巴西 伊泰普 两个双极 最长架空线 1700km 南非 英加 － 沙巴 最长电缆 250km 瑞典 － 德国 波罗的海 工程 电缆直流电压最高 450kV 瑞典 － 德国 波罗的海 工程 DC电缆容量最大 英法海峡 2000MW BTB站容量最大 俄罗斯 － 芬兰 1065MW 三单元 12脉动桥换流容量最大 我国 三常、三广、三沪、贵广 1。
直流输电与交流输电的建设费用比较
二、直流输电的特点2
• 缺点 1.直流输电换流站比交流变电站的设备多、结构复杂、 造价高、损耗大、运行费用高、对运行人员要求高。 2.换流器对交流侧来说，除了是一个负荷（整流站）或 电源（逆变站）以外，它还是一个谐波电流源。对直流侧 来说是一个谐波电压源。 3.晶闸管换流器在进行换流时要消耗大量的无功，需装 设大量无功补偿设备。(约占治理输送功率的40~60%) 4.直流利用大地（或海水）为回路而带来一些技术问题。 （地下金属物电腐蚀、中性点接地变压器直流偏磁饱和、 对通信、罗盘干扰）。通过技术手段可以解决。 5、直流断路器由于没有电流过零点可以利用，灭弧问题 难以解决。