高压直流输电技术研究

大型互联电网中的重要作用，首先要解决如何提高其自身 可靠性的关键技术问题；
高压(柔性)直流输电装置试验方法的研究和相关试验平台
的创建，是提高直流输电装备运行可靠性的根本保证，也 是实现电网安全可靠运行的重要前提和基础。
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5、加大我国电工装备制造业结构调整力度
电工装备制造业发展面临的问题
柔性直流输电技术和高压直流换流阀试验技术，则一直为国外厂
家垄断和封锁，不进行任何技术转让;
需要实现的目标
目前我国需要突破特高压直流输电、柔性直流输电成套装置和高
压直流换流阀试验等核心技术和装备，以全面实现高压直流输电 装备的国产化。
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3、高压直流输电产业市场规模
Gotland 260MW Konti-stan 550MW Quebeo-New England 2690MW Chtaleauguay 1000MW Magawaaka 350MW Eel Riuer 320MW Vyborg 1050MW Cross Cnannel 2000MW Corsinc laping 50MW Skagenak 940MW Fenno-Skan 500MW Zhoushan Island 50 MW Cheju Ialanend 300MW Minaml 300MW Nebon River 3420 MW Sque Butle 500 MW MCNeil 150 MW Vancounter 682 MW Sdney 200 MW DA Hamil 100 MW Moyie 550MW Durmronr 550MW Miles 200 MW CU-project 1000 MW Wels 600 MW Infermountain 1920MW Pacific Intertle 3100 MW Eddy County 200 MW Blackwater 200 MW Ofdaunion 200 MW Highgate 200 MW Acaray 607 MW Chandraour-Paddghe B1B 1000MW Etzhnaehl 600MW Three Gomas-Changzhou 3000MW Changrapu-Paoghe 1500MW Italy-Greece 500MW Santinia-Italy 300MW Brazil-Anpanthia 1000MW Inqa-Shaba 550MW Cahora-Bassa 1920 Maipu 6300 MW Urygaiana 50 MW
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3、增强网架结构，推动各级电网协调发展
高压/特高压直流输电装备
高压/特高压直流输电系统是进行大规模、远距离、跨区域电力传输的重要
方式，是大型电网互联的重要手段；
高压/特高压直流输电装备是形成坚强电网的核心设备，是进行各大区域电
网互联的纽带，也是增强我国电网骨干网架建设的必要基础；
柔性直流输电装备


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汇报提纲
电力行业的重大需求与挑战 高压直流输电技术发展现状
高压直流 输电技术
特高压直流换流阀技术 柔性直流输电技术
高压直流输电装备试验平台
总结与展望
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1、技术简介
高压直流输电技术通常包括常规高压/特高压直流输电技术、 柔性直流输电技术和其它新型直流输电技术等。
送端系统
受端系统
换流站A
换流站B
提供经济、高效、环保、可靠的技术手段，具有显著的社会经济效益。
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2、促进可再生能源的高效开发利用
随着可再生能源发电项目的不断增多，我国柔性直流输电工程预
计将以每年1~2条的数量持续增长，平均每年新增输电容量可达 200WM以上。
甘肃风场 2400MW 内蒙古风场 2000MW 大连城市供电 500MW 辽宁海上风场 1000MW
我国风电场规划工程分布图
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2、促进可再生能源的高效开发利用 1.7 风能等清洁能源迅猛发展
可再生能源大规模开发的技术挑战
可再生能源的大范围、规模性开发，将对电网的控制和运行将带来较大
的不利影响；
使用智能化的并网和控制技术，是缓解可再生能源发电对电网安全运行
影响的有效手段。
柔性直流输电技术的作用
柔性直流输电系统在弱电网接入、偏远地区供电、异步电网互联等方面具
有显著的技术优势；
柔性直流输电系统是构建智能电网的重要装备，可大幅度提高电网在动态
无功支撑、电力潮流控制、故障电流限制、故障后黑启动等方面的水平， 是推动电网结构升级和节能降损，加快电网向绿色环保和智能化转变的技 术基础；
在全面加强电网网架建设的基础上，通过先进技术的高度融合，全面提


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7、提升我国在世界电力领域的技术引领作用

我国电力技术的发展机遇

在特高压交/直流输电工程技术领域，我国已经走在世界的前列； 在世界坚强智能电网技术的蓬勃发展中，我国需要把握机遇，在智能电网的实施中 继续发挥引领作用，提升我国电网的整体技术实力。

实现从技术跟踪到技术引领的转变

高压/特高压直流输电技术，我国在部分工程技术方面已处于世界领先地位，需要 继续开展自主研究，实现全面的技术引领； 柔性直流输电技术作为最先进的电力系统电力电子应用技术，我国与世界目前的发 展基本同步，通过积极、快速的推进，在部分领域实现技术引领； 在立足建设坚强智能电网的总体需求上，通过关键技术攻关与创新，形成一批具有 自主知识产权的、达到国际领先或先进水平的科技成果，使我国电网在整体上达到 国际领先水平，引领国际电网技术发展方向，极大地提升我国电力行业的国际竞争 能力与影响力。从而逐步实现在国际电力领域的技术跟踪到技术引领的转变
我国能源资源与用电区域分布图
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1、推动大范围资源优化配置
我国一次能源分布不均衡
我国能源资源与用电需求在地理分布上的极不均衡，决定了我国必
须走远距离、大规模输电和全国范围优化电力资源配置的道路。
高压(柔性)直流输电技术的作用
高压/特高压直流输电具有输送距离远、输送容量大、损耗低、占地
柔性直流输电技术是目前国际上公认的最具技术优势的风场接入方式，
其适用于任何形式的风场并网。尤其是对于百兆瓦和千兆瓦级的偏远陆地 及海上风电场来说，使用智能化的柔性直流输电装备进行风场并网，可以 满足风场运行时的故障穿越及稳态和暂态性能的要求，具有显著的技术竞 争力。
柔性直流输电技术的开发和应用，将为智能电网接纳大规模间歇式电源，
2、促进可再生能源的高效开发利用 1.7 风能等清洁能源迅猛发展
风电规模迅猛发展 2008年，我国新增风 电装机容量630万千瓦， 占全球新增装机容量的 22%，预计到2020年， 我国风电装机容量将达 到1亿kW～1.5亿kW； 大规模可再生能源集
约式开发
未来我国陆地风能、
太阳能将以大规模集约 化开发为主，规划在西 部、北部等偏远地区建 设千万千瓦级风电场， 在沿海建设百兆瓦级海 上风电场。
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1、推动大范围资源优化配置
我国能源资源与用电需 求呈逆向分布

我国大型能源基地与能源消
费地之间的输送距离将达到 2500公里以上，2015年和 2020年特高压及跨区、跨国 电网输送容量将分别达到 1.9亿千瓦和4.1亿千瓦。
需要在全国范围内进行
能源优化配置

随着能源输送距离和规模 越来越大，为满足大煤电、 大水电、大核电、大型可再 生能源基地的集约化开发和 利用，必须通过远距离大规 模输电在全国范围内优化配 置电力资源。
中国电工装备创新与发展论坛
高压直流输电核心装备研制 及工程化技术研究
汤广福 中国电力科学研究院
2013年7月
源自文库 汇报提纲
电力行业的重大需求与挑战 高压直流输电技术发展现状
高压直流 输电技术
特高压直流换流阀技术 柔性直流输电技术
高压直流输电装备试验平台
总结与展望
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我国电力行业面临的重大任务与挑战
推动大范围的电力资源优化配置
目前世界范围内已经规划的特 高压直流输电工程约有50个，总 容量达320GW以上，市场规模超过 数千亿元。
Baltic Cable 500MW Holckbido-honshu 720MW Volgograd-Dontess 720MW Shin-Shinero 600MW Hegasi-Shinero 300MW Sakurna 300MW Snikoku-Kausal 3400MW Wien 550MW Gezhouba-Shanghai 1200MW Rihand-Delh 1500MW Leye-Luzon 440MW Vinchyachal 500MW Mshkepatan 500MW New Zealand 1240MW Sroker Hid 40MW Sileru Barsoar 100MW
Zs1
L1
L2
Zs2
送端系统
VSC换流站A VSC换流站B
受端系统
常规直流和柔性直流输电系统 结构示意图
高压直流输电技术发展历程
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2、技术需求与技术供给的差距
主要的技术差距
现有高压/特高压直流工程都是采取与国外厂家合作的方式，其换
流阀和直流场等设备核心技术均为国外垄断，国内基本上只能开 展部分组装工作，国产化率始终无法大幅提升；
省的特点，特别对于远距离大容量的电量输送，具有非常显著的技 术优势；
柔性直流输电对于内陆/海上大型风电场并网、偏远地区中小型负荷
供电等特殊场合具有显著的技术优势，是大规模可再生能源发电接 入和传输的重要手段。
高压直流输电系统是构成坚强电网骨干网架和进行电
力大规模远距离传输的重要方式。
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1、推动大范围资源优化配置
新疆风场 1000MW 甘肃光伏发电 800MW 青海光伏发电 600MW 宁夏光伏发电 400MW 云南光伏发电 400MW
山东海上风场 800MW 江苏海上风场 2200MW 上海城市供电 600MW 浙江海岛供电 700MW 福建海岛供电 200MW 广州城市供电 800MW
2015年国内柔性直流输电工程初步规划
开发和设备研制，对促进我国电工装备产业结构调整、提高自主创 新能力，加快制造业在产品质量、技术含量和现代化程度上的提升 ，都具有十分重要的作用。
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6、加快我国电网向坚强智能化转变

坚强智能电网是以坚强网架为基础，以智能控制和智能化装置 为手段，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调 度六大环节，覆盖所有电压等级的现代化电力网络。 高压/特高压直流输电系统是形成坚强电网骨干网架的核心装 备，柔性直流输电系统是构建智能电网的重要装备。 高压直流输电相关装备的研发和工程化应用，是推动电网向坚 强化、智能化转变的重要手段。
±500 kV 3000 MW 2009 德阳至宝鸡 ±660kV 4000 MW 宁东至山东 ± 125 kV 750 MW 2009 黑河 BTB
东北电网
华北电网 西北电网
±500 kV 3000 MW 2009 呼伦贝尔至辽 宁
±800 kV 6400 MW 2010 华东电网 向家坝至上海
西藏电网 华中电网
促进可再生能源的高效开发利用
增强网架结构，推动各级电网协调发展 提高电力传输的安全可靠性
加大我国电工装备制造业结构调整力度
加快我国电网向坚强智能化转变 提升我国在世界电力领域的技术引领作用 电力科技的进步与创新能否
对未来坚强智能电网的发展提供
足够的支撑和保障，是一个非常 现实的挑战。
高大电网运行控制的智能化水平，实现我国各级电网的协调、跨越式发 展。
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4、提高电力传输的安全可靠性
高压(柔性)直流输电等大功率电力电子装置在电力系统中
正得到越来越广泛的应用，可在提高大型互联电网的运行 可靠性、经济性、环保性等方面发挥重要的作用；
为提高电力传输的可靠性，进一步发挥电力电子装置要在
Long distance BTB
±800 kV 5000 MW 2009 云南至广东
南方电网
±500 kV 3000 MW 荆门至上海
我国正在建设的高压直流输电工程
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1、推动大范围资源优化配置
到2020年，我国预计将建设的直流输电工程达50项左 右，其中包括30多个特高压工程，总投资达数千亿。
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目前我国的发电和输变电设备产品的产量已经位居世界先进水平，
已经成为电工装备制造大国，但是还面临着电工装备行业整体创新 能力不强、产品核心竞争力不足、自主创新能力较弱等问题，难以 有效支撑行业结构调整升级。
高压直流输电技术研发带来的作用
依托高压(柔性)直流输电系统核心装备，开展自主知识产权的技术