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1、高压直流输电及其发展趋势第1页，此课件共46页哦2022/9/211 主要内容主要内容第一章第一章 高压直流输电概论高压直流输电概论第二章第二章 高压直流输电现状及发展趋势高压直流输电现状及发展趋势第三章第三章 高压直流输电在我国的发展及前景高压直流输电在我国的发展及前景第四章第四章 结束语结束语 第2页，此课件共46页哦2022/9/212 第一章第一章 高压直流输电概论高压直流输电概论1.1 1.1 直流与交流输电交替历史直流与交流输电交替历史直流与交流输电交替历史直流与交流输电交替历史 人们对电力的应用和认识以及电力科学的发展都是首先人们对电力的应用和认识以及电力科学的发展都是首先人们对
2、电力的应用和认识以及电力科学的发展都是首先人们对电力的应用和认识以及电力科学的发展都是首先从直流电开始的。从直流电开始的。从直流电开始的。从直流电开始的。1919世纪初期发展起来的信号传输世纪初期发展起来的信号传输世纪初期发展起来的信号传输世纪初期发展起来的信号传输-电电电电报，虽然传输的电流是很微弱的，但是人们从此得到启发，并报，虽然传输的电流是很微弱的，但是人们从此得到启发，并报，虽然传输的电流是很微弱的，但是人们从此得到启发，并报，虽然传输的电流是很微弱的，但是人们从此得到启发，并引用于电力传输。法国物理学家德普勒提出：如果输电电压选引用于电力传输。法国物理学家德普勒提出：如果输电电压选
3、引用于电力传输。法国物理学家德普勒提出：如果输电电压选引用于电力传输。法国物理学家德普勒提出：如果输电电压选择的足够高，即使沿着电报线路也可能输送较大的功率到较远择的足够高，即使沿着电报线路也可能输送较大的功率到较远择的足够高，即使沿着电报线路也可能输送较大的功率到较远择的足够高，即使沿着电报线路也可能输送较大的功率到较远的距离。他并于的距离。他并于的距离。他并于的距离。他并于18821882年，用装设在米斯巴赫煤矿中的直流发电年，用装设在米斯巴赫煤矿中的直流发电年，用装设在米斯巴赫煤矿中的直流发电年，用装设在米斯巴赫煤矿中的直流发电机，以机，以机，以机，以1500200015002000伏电
4、压，沿着伏电压，沿着伏电压，沿着伏电压，沿着5757公里的电报线路，把电力送到公里的电报线路，把电力送到公里的电报线路，把电力送到公里的电报线路，把电力送到在慕里黑举办的国际展览会，在慕里黑举办的国际展览会，在慕里黑举办的国际展览会，在慕里黑举办的国际展览会，完成了第一次输电试验，也是有史完成了第一次输电试验，也是有史完成了第一次输电试验，也是有史完成了第一次输电试验，也是有史以来的第一次直流输电试验。以来的第一次直流输电试验。以来的第一次直流输电试验。以来的第一次直流输电试验。第3页，此课件共46页哦2022/9/213 第一章第一章 高压直流输电概论高压直流输电概论 此此此此后后后后，直直
5、直直流流流流输输输输电电电电的的的的电电电电压压压压、功功功功率率率率和和和和距距距距离离离离分分分分别别别别达达达达到到到到125125千千千千伏伏伏伏，2020兆兆兆兆瓦瓦瓦瓦和和和和225225公公公公里里里里。但但但但由由由由于于于于当当当当时时时时是是是是采采采采用用用用直直直直流流流流发发发发电电电电机机机机串串串串联联联联组组组组成成成成高高高高压压压压直直直直流流流流电电电电源源源源，受受受受端端端端电电电电动动动动机机机机也也也也是是是是串串串串联联联联方方方方式式式式运运运运行行行行的的的的。不不不不但但但但高高高高电电电电压压压压大大大大容容容容量量量量直直直直流流流流电
6、电电电机机机机的的的的换换换换向向向向有有有有困困困困难难难难，而而而而且且且且串串串串联联联联的的的的运运运运行行行行方方方方式式式式比比比比较较较较复复复复杂杂杂杂，可靠性差，因此直流输电在当时没有得到进一步的发展。可靠性差，因此直流输电在当时没有得到进一步的发展。可靠性差，因此直流输电在当时没有得到进一步的发展。可靠性差，因此直流输电在当时没有得到进一步的发展。与此同时，随着生产的发展和电能需求的不断增长，与此同时，随着生产的发展和电能需求的不断增长，与此同时，随着生产的发展和电能需求的不断增长，与此同时，随着生产的发展和电能需求的不断增长，在十九世纪八十和九十年代，人们逐步掌握了多相交
7、流电在十九世纪八十和九十年代，人们逐步掌握了多相交流电在十九世纪八十和九十年代，人们逐步掌握了多相交流电在十九世纪八十和九十年代，人们逐步掌握了多相交流电路的原理，创造了交流发电机、变压器和感应电动机。因路的原理，创造了交流发电机、变压器和感应电动机。因路的原理，创造了交流发电机、变压器和感应电动机。因路的原理，创造了交流发电机、变压器和感应电动机。因为交流电的发电、变压、输送、分配和使用都很方便，而为交流电的发电、变压、输送、分配和使用都很方便，而为交流电的发电、变压、输送、分配和使用都很方便，而为交流电的发电、变压、输送、分配和使用都很方便，而且经济、安全和可靠。因此，交流电就几乎完全代替
8、了直且经济、安全和可靠。因此，交流电就几乎完全代替了直且经济、安全和可靠。因此，交流电就几乎完全代替了直且经济、安全和可靠。因此，交流电就几乎完全代替了直流电，并发展成今日规模巨大的电力系统流电，并发展成今日规模巨大的电力系统流电，并发展成今日规模巨大的电力系统流电，并发展成今日规模巨大的电力系统。第4页，此课件共46页哦2022/9/214 第一章第一章 高压直流输电概论高压直流输电概论 尽尽尽尽管管管管如如如如此此此此，世世世世界界界界上上上上有有有有许许许许多多多多科科科科学学学学家家家家和和和和工工工工程程程程技技技技术术术术人人人人员员员员根根根根据据据据直直直直流流流流输输输输电电
9、电电和和和和交交交交流流流流输输输输电电电电各各各各自自自自的的的的特特特特点点点点，特特特特别别别别是是是是交交交交流流流流远远远远距距距距离离离离输输输输电电电电会会会会受受受受到到到到同同同同步步步步运运运运行行行行稳稳稳稳定定定定性性性性的的的的限限限限制制制制，预预预预见见见见到到到到继继继继续续续续发发发发展展展展直直直直流流流流输输输输电电电电的的的的必必必必要要要要性性性性，并并并并陆陆陆陆续续续续地地地地建建建建设设设设了了了了一一一一些些些些试试试试验验验验性性性性工工工工程程程程。其其其其间间间间曾曾曾曾采采采采用用用用气气气气吹吹吹吹电电电电弧弧弧弧整整整整流流流流器器
10、器器，闸闸闸闸流流流流器器器器和和和和引引引引燃燃燃燃管管管管作作作作为为为为交交交交直直直直流流流流变变变变换换换换的的的的换换换换流流流流设设设设备备备备。直直直直到到到到高高高高电电电电压压压压大大大大容容容容量量量量的的的的可可可可控控控控汞汞汞汞弧弧弧弧整整整整流流流流器器器器的的的的研研研研制制制制成成成成功功功功，才才才才为为为为高高高高压压压压直直直直流流流流输输输输电电电电的的的的发发发发展展展展创创创创造造造造了了了了必必必必要要要要的的的的条条条条件件件件。2020世世世世纪纪纪纪5050年年年年代代代代以以以以后后后后，电电电电力力力力的的的的需需需需求求求求增增增增长
11、长长长得得得得更更更更快快快快，电电电电力力力力系系系系统统统统的的的的规规规规模模模模发发发发展展展展得得得得更更更更快快快快，交交交交流流流流输输输输电电电电的的的的局局局局限限限限性性性性在在在在生生生生产产产产实实实实践践践践中中中中也也也也表表表表现现现现得得得得更更更更为为为为明明明明显显显显，于于于于是是是是直直直直流流流流输输输输电电电电技技技技术术术术又又又又重重重重新新新新为人们所重视为人们所重视为人们所重视为人们所重视。第5页，此课件共46页哦2022/9/215 第一章第一章 高压直流输电概论高压直流输电概论 1954年，瑞典在本土和果特兰岛之间建立一年，瑞典在本土和果
12、特兰岛之间建立一条海底电缆直流输电线，条海底电缆直流输电线，是世界上第一条工业性是世界上第一条工业性是世界上第一条工业性是世界上第一条工业性的高压直流输电线的高压直流输电线的高压直流输电线的高压直流输电线，此后，许多国家也积极地开展，此后，许多国家也积极地开展，此后，许多国家也积极地开展，此后，许多国家也积极地开展了高压直流输电的研发和建设工作。六十年代可控硅了高压直流输电的研发和建设工作。六十年代可控硅了高压直流输电的研发和建设工作。六十年代可控硅了高压直流输电的研发和建设工作。六十年代可控硅整流元件的出现，为换流设备的制造开辟了新的途径，整流元件的出现，为换流设备的制造开辟了新的途径，整流
13、元件的出现，为换流设备的制造开辟了新的途径，整流元件的出现，为换流设备的制造开辟了新的途径，高压直流输电也出现了新的前景。高压直流输电也出现了新的前景。高压直流输电也出现了新的前景。高压直流输电也出现了新的前景。第6页，此课件共46页哦2022/9/216 第一章第一章 高压直流输电概论高压直流输电概论1.2 为何高压输电？为何高压输电？从发电站发出的电能，一般都要通过输电线从发电站发出的电能，一般都要通过输电线路送到各个用电地方。根据输送电能距离的远近，路送到各个用电地方。根据输送电能距离的远近，采用不同的高电压输电。从我国现在的电力情况采用不同的高电压输电。从我国现在的电力情况来看，送电距
14、离在来看，送电距离在200300KMKM时采用时采用时采用时采用220220KV的电的电的电的电压输电；在压输电；在压输电；在压输电；在100100KMKM左右时采用左右时采用左右时采用左右时采用110110KVKV；50KM50KM左右采左右采左右采左右采用用用用3535KVKV；在在在在1515KMKM20KM20KM时采用时采用时采用时采用1010KV，有的则用有的则用6600V V。输电电压在输电电压在输电电压在输电电压在110110KV以上的线路，称为超高以上的线路，称为超高压输电线路。在远距离送电时，我国还有压输电线路。在远距离送电时，我国还有500KVKV和和750KVKV的超高
15、压输电线路的超高压输电线路的超高压输电线路的超高压输电线路。第7页，此课件共46页哦2022/9/217 第一章第一章 高压直流输电概论高压直流输电概论 为什么要采用高压输电呢？这要从输电线路上为什么要采用高压输电呢？这要从输电线路上为什么要采用高压输电呢？这要从输电线路上为什么要采用高压输电呢？这要从输电线路上损耗的电功率谈起，当电流通过导线时，就会有一损耗的电功率谈起，当电流通过导线时，就会有一损耗的电功率谈起，当电流通过导线时，就会有一损耗的电功率谈起，当电流通过导线时，就会有一部分电能变为热能而损耗掉了。我国目前普遍采用部分电能变为热能而损耗掉了。我国目前普遍采用部分电能变为热能而损耗
16、掉了。我国目前普遍采用部分电能变为热能而损耗掉了。我国目前普遍采用的三相三线制交流输电线路上损耗的电功率为：的三相三线制交流输电线路上损耗的电功率为：的三相三线制交流输电线路上损耗的电功率为：的三相三线制交流输电线路上损耗的电功率为：第8页，此课件共46页哦2022/9/218 第一章第一章 高压直流输电概论高压直流输电概论 式中的式中的式中的式中的R R为每一条输电线的电阻，为每一条输电线的电阻，为每一条输电线的电阻，为每一条输电线的电阻，I I为输电线中的电流。如为输电线中的电流。如为输电线中的电流。如为输电线中的电流。如果要输送的电功率为果要输送的电功率为果要输送的电功率为果要输送的电功
17、率为P P，输电线路的线电压为输电线路的线电压为输电线路的线电压为输电线路的线电压为U U，每相负载的功每相负载的功每相负载的功每相负载的功率因数为则输电电流还可表示为率因数为则输电电流还可表示为率因数为则输电电流还可表示为率因数为则输电电流还可表示为 假设送电距离为假设送电距离为假设送电距离为假设送电距离为L L，所用输电线的电阻率为所用输电线的电阻率为所用输电线的电阻率为所用输电线的电阻率为，其截面积其截面积其截面积其截面积为为为为S S，则则则则R R（L LS S）。）。）。）。于是，损耗的电功率可写成于是，损耗的电功率可写成于是，损耗的电功率可写成于是，损耗的电功率可写成第9页，此课
18、件共46页哦2022/9/219 第一章第一章 高压直流输电概论高压直流输电概论式中式中式中式中 。在输送的电功率、输电距离、。在输送的电功率、输电距离、。在输送的电功率、输电距离、。在输送的电功率、输电距离、输电导线材料及负载功率因数都一定的情况下，输电导线材料及负载功率因数都一定的情况下，C为一常数。为一常数。为一常数。为一常数。由上式可以看出，输电线截面积由上式可以看出，输电线截面积由上式可以看出，输电线截面积由上式可以看出，输电线截面积S S一定时，输电电一定时，输电电一定时，输电电一定时，输电电压压压压U U愈高，损耗的电功率愈高，损耗的电功率愈高，损耗的电功率愈高，损耗的电功率P
19、P耗耗耗耗就愈小；如果允许损耗的就愈小；如果允许损耗的就愈小；如果允许损耗的就愈小；如果允许损耗的电功率电功率电功率电功率P P耗耗一定时（一般不得超过输送功率的一定时（一般不得超过输送功率的一定时（一般不得超过输送功率的一定时（一般不得超过输送功率的1010），），），），电压愈高，输电导线的截面积就愈小，这可大大节省电压愈高，输电导线的截面积就愈小，这可大大节省电压愈高，输电导线的截面积就愈小，这可大大节省电压愈高，输电导线的截面积就愈小，这可大大节省输电导线所用的材料。输电导线所用的材料。输电导线所用的材料。输电导线所用的材料。第10页，此课件共46页哦2022/9/2110 第一章第一
20、章 高压直流输电概论高压直流输电概论 从减少输电线路上的电功率损耗和节从减少输电线路上的电功率损耗和节省输电导线所用材料两个方面来说，远距省输电导线所用材料两个方面来说，远距离输送电能要采用高电压或超高电压。离输送电能要采用高电压或超高电压。第11页，此课件共46页哦2022/9/2111第一章第一章 高压直流输电概论高压直流输电概论 1.3 HVDC系统主要构成系统主要构成直流输电系统由换流直流输电系统由换流(逆变逆变)站、接地极、站、接地极、接地极线路和直流送电线路构成。换流站是用接地极线路和直流送电线路构成。换流站是用于联接交流侧和直流侧的装置于联接交流侧和直流侧的装置,也就是供交流也就
21、是供交流电与直流电间进行变换的换流装置。详见图电与直流电间进行变换的换流装置。详见图1所示。所示。第12页，此课件共46页哦2022/9/2112 第一章第一章 高压直流输电概论高压直流输电概论第13页，此课件共46页哦2022/9/2113 第一章第一章 高压直流输电概论高压直流输电概论换流装置由换流变压器、换流器、控制极触换流装置由换流变压器、换流器、控制极触发装置、控制保护装置及其它辅助装置等构成。发装置、控制保护装置及其它辅助装置等构成。直流线路与交流线路一样直流线路与交流线路一样,由导线、地线、由导线、地线、绝缘子、金具、杆塔、基础和接地装置等组绝缘子、金具、杆塔、基础和接地装置等组
22、成。地线、基础、接地装置的设计与交流一成。地线、基础、接地装置的设计与交流一样。样。第14页，此课件共46页哦2022/9/2114第一章第一章 高压直流输电概论高压直流输电概论 1.4 直流送电系统运行方式直流送电系统运行方式 两端直流输电系统两端直流输电系统两端直流输电系统两端直流输电系统（1 1）单极系统，大地、金属线（或海水）作为回线，常用作故障切单极系统，大地、金属线（或海水）作为回线，常用作故障切单极系统，大地、金属线（或海水）作为回线，常用作故障切单极系统，大地、金属线（或海水）作为回线，常用作故障切换运行方式；换运行方式；换运行方式；换运行方式；（2 2）双级系统，常用的接线方
23、式；双级系统，常用的接线方式；双级系统，常用的接线方式；双级系统，常用的接线方式；（3 3）背靠背系统，无中间的输电线路，常用作不同电网的背靠背系统，无中间的输电线路，常用作不同电网的背靠背系统，无中间的输电线路，常用作不同电网的背靠背系统，无中间的输电线路，常用作不同电网的互联。互联。互联。互联。多端直流输电系统，由三个或三个以上换流站连接换多端直流输电系统，由三个或三个以上换流站连接换多端直流输电系统，由三个或三个以上换流站连接换多端直流输电系统，由三个或三个以上换流站连接换流站之间的高压直流输电系统，因技术原因，暂时还没流站之间的高压直流输电系统，因技术原因，暂时还没流站之间的高压直流输
24、电系统，因技术原因，暂时还没流站之间的高压直流输电系统，因技术原因，暂时还没有被广泛应用。有被广泛应用。有被广泛应用。有被广泛应用。第15页，此课件共46页哦2022/9/2115 第第 一章一章 高压直流输电概论高压直流输电概论 1.5 高压直流输电相对于交流输电的特点高压直流输电相对于交流输电的特点（1）高压直流输电与其相联的两个交流系统的频率和高压直流输电与其相联的两个交流系统的频率和高压直流输电与其相联的两个交流系统的频率和高压直流输电与其相联的两个交流系统的频率和相位无关。据此可通过直流输电环节连接两独立交流系相位无关。据此可通过直流输电环节连接两独立交流系相位无关。据此可通过直流输
25、电环节连接两独立交流系相位无关。据此可通过直流输电环节连接两独立交流系统统统统,既能获取减小热备用容量等联网效益既能获取减小热备用容量等联网效益既能获取减小热备用容量等联网效益既能获取减小热备用容量等联网效益,又可各自保持又可各自保持又可各自保持又可各自保持有功及无功功率平衡等电网管理的独立性。另外有功及无功功率平衡等电网管理的独立性。另外有功及无功功率平衡等电网管理的独立性。另外有功及无功功率平衡等电网管理的独立性。另外,一电网一电网一电网一电网短路可因直流环节的隔离作用而不直接株连另一电网短路可因直流环节的隔离作用而不直接株连另一电网短路可因直流环节的隔离作用而不直接株连另一电网短路可因直
26、流环节的隔离作用而不直接株连另一电网,从从从从而避免全系统大面积停电。故高压直流输电很适于电网而避免全系统大面积停电。故高压直流输电很适于电网而避免全系统大面积停电。故高压直流输电很适于电网而避免全系统大面积停电。故高压直流输电很适于电网间的互联。间的互联。间的互联。间的互联。第16页，此课件共46页哦2022/9/21161.5 高压直流输电相对于交流输电的特点高压直流输电相对于交流输电的特点（2）高压直流输电只传送有功功率。故不高压直流输电只传送有功功率。故不会增大所联交流电网的短路容量会增大所联交流电网的短路容量,即不增大断路即不增大断路器遮断容量器遮断容量,且直流电缆无充电电流且直流电
27、缆无充电电流,可长距离可长距离送电。送电。第17页，此课件共46页哦2022/9/2117 1.5 高压直流输电相对于交流输电的特点高压直流输电相对于交流输电的特点（3）高压直流输电的传送功率高压直流输电的传送功率高压直流输电的传送功率高压直流输电的传送功率(包括大小和方包括大小和方包括大小和方包括大小和方向向向向)快速可控。故可方便而精确地严格按计划实时控快速可控。故可方便而精确地严格按计划实时控快速可控。故可方便而精确地严格按计划实时控快速可控。故可方便而精确地严格按计划实时控制所联交流电网间的交换功率制所联交流电网间的交换功率制所联交流电网间的交换功率制所联交流电网间的交换功率,且不受两
28、端交流电网且不受两端交流电网且不受两端交流电网且不受两端交流电网运行工况的影响运行工况的影响运行工况的影响运行工况的影响,特别适合于所联两电网间按协议送特别适合于所联两电网间按协议送特别适合于所联两电网间按协议送特别适合于所联两电网间按协议送电。还可通过快速准确地控制直流功率来有效提高所电。还可通过快速准确地控制直流功率来有效提高所电。还可通过快速准确地控制直流功率来有效提高所电。还可通过快速准确地控制直流功率来有效提高所联交流电网或所并联交流线路的稳定性。联交流电网或所并联交流线路的稳定性。联交流电网或所并联交流线路的稳定性。联交流电网或所并联交流线路的稳定性。第18页，此课件共46页哦20
29、22/9/21181.5 高压直流输电相对于交流输电的特点高压直流输电相对于交流输电的特点 （4 4）高压直流输电线路经济。因单、双极直流高压直流输电线路经济。因单、双极直流高压直流输电线路经济。因单、双极直流高压直流输电线路经济。因单、双极直流输电分别只需一、二根导线输电分别只需一、二根导线输电分别只需一、二根导线输电分别只需一、二根导线(相当于一、二回交流相当于一、二回交流相当于一、二回交流相当于一、二回交流线路线路线路线路),),),),故直流输电线路所需线路走廊宽度小故直流输电线路所需线路走廊宽度小故直流输电线路所需线路走廊宽度小故直流输电线路所需线路走廊宽度小,线材、线材、线材、线材
30、、金具、塔材都少金具、塔材都少金具、塔材都少金具、塔材都少,塔轻使塔基工程量也小。输电距塔轻使塔基工程量也小。输电距塔轻使塔基工程量也小。输电距塔轻使塔基工程量也小。输电距离较远时离较远时离较远时离较远时,直流线路节省的费用将大于直流换流设直流线路节省的费用将大于直流换流设直流线路节省的费用将大于直流换流设直流线路节省的费用将大于直流换流设备多花的费用备多花的费用备多花的费用备多花的费用,线路越长线路越长线路越长线路越长,节省越多。因而高压直流节省越多。因而高压直流节省越多。因而高压直流节省越多。因而高压直流输电特别适用于长距离大容量输电。输电特别适用于长距离大容量输电。输电特别适用于长距离大
31、容量输电。输电特别适用于长距离大容量输电。第19页，此课件共46页哦2022/9/2119第第 一章一章 高压直流输电概论高压直流输电概论1.6 高压直流输电的应用高压直流输电的应用 根据直流输电系统的特点，根据直流输电系统的特点，根据直流输电系统的特点，根据直流输电系统的特点，HVDCHVDC系统应用主要在系统应用主要在系统应用主要在系统应用主要在以下几个方面：以下几个方面：以下几个方面：以下几个方面：远距离大容量输电。直流输电线路的造价和运行费远距离大容量输电。直流输电线路的造价和运行费远距离大容量输电。直流输电线路的造价和运行费远距离大容量输电。直流输电线路的造价和运行费用均比交流输电低
32、，而换流站的造价和运行费用比交流用均比交流输电低，而换流站的造价和运行费用比交流用均比交流输电低，而换流站的造价和运行费用比交流用均比交流输电低，而换流站的造价和运行费用比交流变电所的高。因此，对同样的输送容量，输送距离越远，变电所的高。因此，对同样的输送容量，输送距离越远，变电所的高。因此，对同样的输送容量，输送距离越远，变电所的高。因此，对同样的输送容量，输送距离越远，直流比交流的经济性能越好。详细比较见图直流比交流的经济性能越好。详细比较见图直流比交流的经济性能越好。详细比较见图直流比交流的经济性能越好。详细比较见图2 2所示。所示。第20页，此课件共46页哦2022/9/2120图图2
33、 2 高压交、直流输电费用高压交、直流输电费用与线路长度的关系图与线路长度的关系图现在架空线路的交直现在架空线路的交直现在架空线路的交直现在架空线路的交直流输电等价距离为：流输电等价距离为：流输电等价距离为：流输电等价距离为：500500600600KMKM；海底海底海底海底电缆的交直流输电等电缆的交直流输电等电缆的交直流输电等电缆的交直流输电等价距离为：价距离为：价距离为：价距离为：5050KMKM。第第 一章一章 高压直流输电概论高压直流输电概论第21页，此课件共46页哦2022/9/2121 1.6 高压直流输电的应用高压直流输电的应用 电力系统联网。直流联网有如下优点电力系统联网。直流
34、联网有如下优点电力系统联网。直流联网有如下优点电力系统联网。直流联网有如下优点 （1 1 1 1）直流联网为非同步联网直流联网为非同步联网直流联网为非同步联网直流联网为非同步联网 （2 2 2 2）被联网间交换的功率，可以用直流输电的控制系统进行）被联网间交换的功率，可以用直流输电的控制系统进行）被联网间交换的功率，可以用直流输电的控制系统进行）被联网间交换的功率，可以用直流输电的控制系统进行快捷、方便地控制，而不受被联电网运行条件的影响。快捷、方便地控制，而不受被联电网运行条件的影响。快捷、方便地控制，而不受被联电网运行条件的影响。快捷、方便地控制，而不受被联电网运行条件的影响。（3 3 3
35、 3）联网后不增加被联电网的短路容量，不需要考虑短路容量）联网后不增加被联电网的短路容量，不需要考虑短路容量）联网后不增加被联电网的短路容量，不需要考虑短路容量）联网后不增加被联电网的短路容量，不需要考虑短路容量的增加，相应增加断路器的遮短容量以及电缆采用限流等问题。的增加，相应增加断路器的遮短容量以及电缆采用限流等问题。的增加，相应增加断路器的遮短容量以及电缆采用限流等问题。的增加，相应增加断路器的遮短容量以及电缆采用限流等问题。（4 4 4 4）可以方便地利用直流输电的快速控制来改善交流电网）可以方便地利用直流输电的快速控制来改善交流电网）可以方便地利用直流输电的快速控制来改善交流电网）可
36、以方便地利用直流输电的快速控制来改善交流电网的运行性能，减少互联电网的相互影响，提高电网运行的稳定的运行性能，减少互联电网的相互影响，提高电网运行的稳定的运行性能，减少互联电网的相互影响，提高电网运行的稳定的运行性能，减少互联电网的相互影响，提高电网运行的稳定性，降低大电网大面积停电的概率性，降低大电网大面积停电的概率性，降低大电网大面积停电的概率性，降低大电网大面积停电的概率。第22页，此课件共46页哦2022/9/2122第二章第二章 HVDC发展现状及发展趋势发展现状及发展趋势2.1 HVDC现状和新发展现状和新发展 现状现状 自自自自1954 1954 1954 1954 年瑞典哥特兰
37、的世界上第一项高压直流年瑞典哥特兰的世界上第一项高压直流年瑞典哥特兰的世界上第一项高压直流年瑞典哥特兰的世界上第一项高压直流输电工程投运以来输电工程投运以来输电工程投运以来输电工程投运以来,高压直流输电技术已随着电力高压直流输电技术已随着电力高压直流输电技术已随着电力高压直流输电技术已随着电力电子技术的突飞猛进而飞速发展电子技术的突飞猛进而飞速发展电子技术的突飞猛进而飞速发展电子技术的突飞猛进而飞速发展,它在长距离输电、它在长距离输电、它在长距离输电、它在长距离输电、电网互联等方面有独特优点电网互联等方面有独特优点电网互联等方面有独特优点电网互联等方面有独特优点,已作为高压交流输电已作为高压交
38、流输电已作为高压交流输电已作为高压交流输电技术的有力补充而在全世界广泛应用技术的有力补充而在全世界广泛应用技术的有力补充而在全世界广泛应用技术的有力补充而在全世界广泛应用,目前其工程目前其工程目前其工程目前其工程约约约约90 90 个。个。第23页，此课件共46页哦2022/9/2123第二章第二章 HVDC发展现状及发展趋势发展现状及发展趋势目前目前HVDC所存在的问题所存在的问题（1 1）换流器较贵；换流器在运行中需要较多的无换流器较贵；换流器在运行中需要较多的无换流器较贵；换流器在运行中需要较多的无换流器较贵；换流器在运行中需要较多的无功功率，并要装设滤波装置；换流器过载的能力较功功率，
39、并要装设滤波装置；换流器过载的能力较功功率，并要装设滤波装置；换流器过载的能力较功功率，并要装设滤波装置；换流器过载的能力较小。小。小。小。（2 2）目前尚无适用的直流高压断路器，对发展多端）目前尚无适用的直流高压断路器，对发展多端）目前尚无适用的直流高压断路器，对发展多端）目前尚无适用的直流高压断路器，对发展多端电网有一定影响。电网有一定影响。电网有一定影响。电网有一定影响。（3）以大地作为回流电路时，会引起沿途金属）以大地作为回流电路时，会引起沿途金属构件和管线的腐蚀。构件和管线的腐蚀。第24页，此课件共46页哦2022/9/2124 新发展新发展 1 1 1 1、传统、传统、传统、传统C
40、CCCCCCCCCCC的发展的发展的发展的发展近年来，随着连续可调交流滤波器（近年来，随着连续可调交流滤波器（近年来，随着连续可调交流滤波器（近年来，随着连续可调交流滤波器（Continuously Tunable AC FilterContinuously Tunable AC Filter)、有源交流滤波器（有源交流滤波器（有源交流滤波器（有源交流滤波器（Active AC FilterActive AC Filter)等技术的发展，晶阀管控制串联电容器等技术的发展，晶阀管控制串联电容器等技术的发展，晶阀管控制串联电容器等技术的发展，晶阀管控制串联电容器（Thyristor Control
41、led Series Capacitor,TCSCThyristor Controlled Series Capacitor,TCSC)技术的成熟，传统的串联电容器换流技术的成熟，传统的串联电容器换流技术的成熟，传统的串联电容器换流技术的成熟，传统的串联电容器换流器器器器CCCCCC（Capacitor Commutated Converter)Capacitor Commutated Converter)重新成为一个研究、开发热点，并重新成为一个研究、开发热点，并重新成为一个研究、开发热点，并重新成为一个研究、开发热点，并发展了一种新的换流器发展了一种新的换流器发展了一种新的换流器发展了一种
42、新的换流器CSCCCSCC（Controlled Series Capacitor Converter)Controlled Series Capacitor Converter)。这种换流器的基本思想是在换流变压器的二次侧串联连接的电容器来补偿这种换流器的基本思想是在换流变压器的二次侧串联连接的电容器来补偿这种换流器的基本思想是在换流变压器的二次侧串联连接的电容器来补偿这种换流器的基本思想是在换流变压器的二次侧串联连接的电容器来补偿换流器的无功功率消耗。换流器的无功功率消耗。换流器的无功功率消耗。换流器的无功功率消耗。第二章第二章 HVDC的现状和新发展的现状和新发展第25页，此课件共46页
43、哦2022/9/2125第二章第二章 HVDC的现状和新发展的现状和新发展 2 2、基于电压源换流器的新型高压直流（、基于电压源换流器的新型高压直流（、基于电压源换流器的新型高压直流（、基于电压源换流器的新型高压直流（VSC-VSC-HVDCHVDC）输电系统输电系统输电系统输电系统传统直流输电以半控型功率器件为基础，电流不能自关断，传统直流输电以半控型功率器件为基础，电流不能自关断，传统直流输电以半控型功率器件为基础，电流不能自关断，传统直流输电以半控型功率器件为基础，电流不能自关断，CCC/CSCCCCC/CSCC采用附加接线实现强迫关断，是对传统直流输电的改采用附加接线实现强迫关断，是对
44、传统直流输电的改采用附加接线实现强迫关断，是对传统直流输电的改采用附加接线实现强迫关断，是对传统直流输电的改进。但是进。但是进。但是进。但是CCC/CSCCCCC/CSCC和传统的直流输电一样，仍然采用触发相位和传统的直流输电一样，仍然采用触发相位和传统的直流输电一样，仍然采用触发相位和传统的直流输电一样，仍然采用触发相位控制，只能工作于有源逆变方式，与电网换相换流器有本质的区别，控制，只能工作于有源逆变方式，与电网换相换流器有本质的区别，控制，只能工作于有源逆变方式，与电网换相换流器有本质的区别，控制，只能工作于有源逆变方式，与电网换相换流器有本质的区别，被认为是未来直流输电中电网换相换流器
45、的理想替代者。被认为是未来直流输电中电网换相换流器的理想替代者。被认为是未来直流输电中电网换相换流器的理想替代者。被认为是未来直流输电中电网换相换流器的理想替代者。ABBABB公司公司公司公司率先进行了基于率先进行了基于率先进行了基于率先进行了基于VSCVSC的直流输电实验，并将这一技术称为轻型高压的直流输电实验，并将这一技术称为轻型高压的直流输电实验，并将这一技术称为轻型高压的直流输电实验，并将这一技术称为轻型高压直流（直流（直流（直流（HVDC LightHVDC Light）输电。该项技术已经被美国和澳大利亚电网公输电。该项技术已经被美国和澳大利亚电网公输电。该项技术已经被美国和澳大利亚
46、电网公输电。该项技术已经被美国和澳大利亚电网公司应用于电网互联。司应用于电网互联。司应用于电网互联。司应用于电网互联。第26页，此课件共46页哦2022/9/2126 第二章第二章 HVDC的现状和新发展的现状和新发展3 3、高压交流高压交流高压交流高压交流（HVACHVAC）到到到到HVDCHVDC线路的转换线路的转换线路的转换线路的转换 在世界的许多国家，要获得批准建设一条新的在世界的许多国家，要获得批准建设一条新的在世界的许多国家，要获得批准建设一条新的在世界的许多国家，要获得批准建设一条新的架空输电线路变得越来越困难，电网的运营商必须不架空输电线路变得越来越困难，电网的运营商必须不架空
47、输电线路变得越来越困难，电网的运营商必须不架空输电线路变得越来越困难，电网的运营商必须不断提高现有输电线路的输送能力。将现有的交流输电断提高现有输电线路的输送能力。将现有的交流输电断提高现有输电线路的输送能力。将现有的交流输电断提高现有输电线路的输送能力。将现有的交流输电线路转变成直流输电线路将为电网提供一条新的发展线路转变成直流输电线路将为电网提供一条新的发展线路转变成直流输电线路将为电网提供一条新的发展线路转变成直流输电线路将为电网提供一条新的发展途径。同样的输电线路可以提高途径。同样的输电线路可以提高途径。同样的输电线路可以提高途径。同样的输电线路可以提高31%31%175%175%的输
48、电的输电的输电的输电能力。能力。能力。能力。第27页，此课件共46页哦2022/9/2127第二章第二章 HVDC的现状和新发展的现状和新发展 4 电网互联技术电网互联技术电网互联技术电网互联技术 针对欧洲同步电网针对欧洲同步电网针对欧洲同步电网针对欧洲同步电网（UCTEUCTE）面临潜在扩大的压力，以及随着我面临潜在扩大的压力，以及随着我面临潜在扩大的压力，以及随着我面临潜在扩大的压力，以及随着我国和印度的负荷需求的不断增大，这些地区装机，输电的容量均需要国和印度的负荷需求的不断增大，这些地区装机，输电的容量均需要国和印度的负荷需求的不断增大，这些地区装机，输电的容量均需要国和印度的负荷需求
49、的不断增大，这些地区装机，输电的容量均需要进一步提高。众所周知，电网互联能够带来巨大的技术和经济上的效进一步提高。众所周知，电网互联能够带来巨大的技术和经济上的效进一步提高。众所周知，电网互联能够带来巨大的技术和经济上的效进一步提高。众所周知，电网互联能够带来巨大的技术和经济上的效益，但由于同步互联电网固有的局限性，同步时直流输电技术也会对益，但由于同步互联电网固有的局限性，同步时直流输电技术也会对益，但由于同步互联电网固有的局限性，同步时直流输电技术也会对益，但由于同步互联电网固有的局限性，同步时直流输电技术也会对系统稳定和电压崩溃的抑制效果等方面产生不良影响，如可能造成雪系统稳定和电压崩溃
50、的抑制效果等方面产生不良影响，如可能造成雪系统稳定和电压崩溃的抑制效果等方面产生不良影响，如可能造成雪系统稳定和电压崩溃的抑制效果等方面产生不良影响，如可能造成雪崩式大面积停电，这些观点的论述则导致减少同步电网的规模。然而，崩式大面积停电，这些观点的论述则导致减少同步电网的规模。然而，崩式大面积停电，这些观点的论述则导致减少同步电网的规模。然而，崩式大面积停电，这些观点的论述则导致减少同步电网的规模。然而，对于交直流的混合系统，并不存在对电网规模的限制，专家推荐采用对于交直流的混合系统，并不存在对电网规模的限制，专家推荐采用对于交直流的混合系统，并不存在对电网规模的限制，专家推荐采用对于交直流