我国特高压直流输电发展规划与研究成果

我国特高压直流输电发展规划与研究成果

摘要：我国的国民经济在不断的增长，随之而来的用电需求也在不断增加。又因为我国自然环境的独有特点，使得超远距离、超大容量的电力传输方式也成为必然得选择。为了减少输电线路的损耗，同时也为了节约宝贵的土地资源，高效经济的输电方式也就成为了必然的要求。特高压直流输电技术恰好迎合了这一需求。直流联网的特点又可提高全国互联电网的安全稳定运行水平和供电可靠性。因此特高压直流输电技术在我国有较好的应用前景。

关键词：特高压；直流输电；研究；规划

一、我国发展特高压直流输电技术的必要性与可行性

我国的电力主要是煤电（占60%）和水电（占25%）。已探明的煤炭2/3在北部，水电2/3在西南部，而能源需求最大的地区是东南部经济发达地区，能源产地与需求地区之间的距离为1000-2500km。一次能源的分布与能源需求存在明显的不一致性，因此必须对能源需求方式以及如何提高能源输送效率进行研究。

为了解决这一问题，中国电力企业积极规划电源和电网建设，随着电源与负荷中心距离的逐渐增大，高效节能、安全可靠的特高压输电技术被提到了议事日程。随着中国特高压研究及实际工程的推动，特高压技术在国际上继 20世纪80年代后又一次升温，受到越来越广泛的关注。

20世纪80年代，在±800kV直流输电没有不可逾越的技术障碍结论的基础上，国内外研究机构在特高压直流输电技术领域进行了广泛深入的研究，一批研究成果表明：进一步发展特高压直流输电的时机已成熟。已经有一些制造厂家研制出特高压直流输电的关键设备，如Siemens公司率先于2005年9月研制出特高压直流输电最关键的设备—直流套管；ABB 公司研制的特高压直流输电设备也于2006年11月在瑞典开始长期带电运行的考验，其运行电压为正常运行电压的1.1倍；国内研制的平波电抗器也正在进行型式试验。

二、特高压直流输电关注的技术问题

1、过电压和绝缘

我国正在建设的±800 KV特高压直流输电四川向家坝工程电压等级最高，电压等级的提高增大了输送容量，同时对高电压下的绝缘提出了更高的要求，因为运行中如出现绝缘故障，带来的损失和系统扰动问题将很严重。此外我国西部水电资源位于高海拔地区，存在较严重的污秽、履冰等问题，因此过电压保护以及绝缘配合将是特高压直流输电的最根本性问

题，合理优化过电压保护和绝缘配合将为系统安全稳定提供有利的保障。

2、控制保护

直流工程的核心就是控制保护。控制保护的关键技术有：软硬件平台技术；直流控制保护系统设计；阀触发控制；直流保护等。直流系统故障有很大一部分是控制保护系统原因造成的。由于特高压直流输送能量大，因此深入开展最优控制、智能控制等与先进算法相结合的研究，避免在多回路直流落点相对集中时发生换相失败等故障，具有特别的重要性。

3、电磁环境

这里指的是输电线路的电磁环境，包括线路下方电场效应、无线电干扰和可听噪声等几方面的内容，在工程设计、建设以及运行中是必须考虑的关键问题。直流线路运行时，导线周围空间产生离子场，线下合成场强对人体产生影响。线路和换流站设备产生的无线电干扰会对无线电通信产生干扰，产生的噪声会使附近的居民以及换流站的工作人员受到伤害。随着电压等级从±500 KV 提高±800 KV，电磁环境问题将更加突出。目前我国技术人员经论证给出了推荐方案，但是在换流站建成后，是否能够满足技术、环保和周围居民以及工作人员的要求，仍需继续研究，以经得住实际运行的考验并能在发生问题时及时给出解决方案。

三、特高压直流输电关键技术研究情况

第1阶段，2005年 6-9月，为直流输电工程可行性研究设计需要而开展的基础项目研究。主要包括总结国内外±500kv 级、±600kv级直流输电技术研究及应用的经验，编制±800kv级直流输电工程规程规范框架，开展±800kv级直流输电技术经济性、大件运输、工程运行电压选择和输送容量确定、系统特性等7项工作。

第2阶段，2005年10月至2006年10月，为特高压直流输电预初步设计和设备采购招标而开展的研究项目。主要包括直流输电主接线方式、主设备参数和规范、过电压与绝缘配合、高海拔外绝缘及电晕特性和电磁环境等。

第3阶段，2006年11月至2007年12月，为工程设计和系统集成提供依据和参数而开展的12项目研究。主要包括直流主接线方式、主设备参数和规

范、过电压与绝缘配合、高海拔外绝缘及电晕特性、电磁环境、设计规范、接地极等。

四、取得的研究成果及应用

1、明确了金沙江一期特高压直流输电工程的换流器接线方式，考虑到晶闸管技术的成熟程度和串联技术的优势，我国特高压将采用每极400kv+400kv 2个12脉动换流器串联的接线方案。该方案参数选择灵活，对于换流变压器、换流阀、套管和旁路开关的

选择有利，运行和控制的灵活性较高。

2、目前已申请了5项专利，发布了8个特高压企业标准，±800kv换流变压器主参数及要求、特高压直流输电线路电磁环境选择标准、特高压直流换流站无功功率配置导则、特高压直流输电系统绝缘配合导则、±800kv干式平波电抗器技术参数、瓷心复合盘形悬式绝缘子标准等。

3、污秽实地测量。在特高压直流输电工程的送端和受端各建立了一个直流积污试验站，实地测量特定交、直流电压下的绝缘子泄漏电流数据，为以后由已有的交流线路污秽情况来推断出直流情况提供试验依据。

4、共用接地极的研究

金沙江一期工程中由于其送端的换流站相隔的距离不是很远，为了对接地极选择的压力进行减小，从而降低工程建设中的成本，并保证直流输电工程中的安全性，我国对送端接地极共用方案进行了研究。现在已经完成了对送端附近接地极处土壤深层上的电阻率的研究分析，并制定出了3个具有可行性的研究方案。

5、特高压直流输电对环境影响因素的研究

为了实现环境和工程相协调的目的，我国对特高压直流输电技术对环境的影响展开了深入性的调查，并由此提出了在特高压直流输电设备中对电磁环境的限制值，目前该项研究已经取得了国家环保局的认可。

五、下一步要研究的课题、重点及完成目标

下一步的研究重点除设备研制外，还要抓紧开展工程设计和建设的标准研究，并制定相应的标准和规范。

另外，为进一步推进特高压直流输电工程的建设，根据特高压直流输电关键技术课题的开展情况，结合工程的实际进展，对特高压关键设备和关键技术研究成果的要求，目前正在进行后续科研课题的委托工作，包括特高压直流输电系统研究和成套设计、平行架设的特高压交流线路对特高压直流输电的影响及防范措施研究、特高压直流输电设备的试验标准研究等，以及有关工程的建设施工、调试和运行技术的培训及研究等。

结语

目前我国已具备特高压输电工程的建设条件，我国能源与负荷分布的严重不平衡以及未来电力发展的巨大空间迫切需要特高压直流输电技术。特高压直流输电技术符合电力工业发展规律和电网技术的发展方向，在技术上已没有不可逾越的障碍，在我国有广阔的应用前景。参考文献

［1］刘振亚，特高压直流输电技术研究成果专辑（2005年），北京.