陳江艷　杜詩(shī)明

摘 要：直流輸電具有輸送距離長(zhǎng)、輸電容量大等特點(diǎn)，隨著科學(xué)技術(shù)地不斷發(fā)展創(chuàng)新，生活水平地逐步提升，直流輸電在未來(lái)將得到更加廣泛地應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：直流輸電；發(fā)展前景；特點(diǎn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.161

0 引言

迄今為止，直流輸電已經(jīng)發(fā)展了百余年了，但是，由于當(dāng)時(shí)工業(yè)水平較低，直流電機(jī)地串接運(yùn)行十分復(fù)雜，技術(shù)發(fā)展一直跟不上，直流輸電地發(fā)展受到了極大制約，根本無(wú)法與后來(lái)出現(xiàn)的交流輸電競(jìng)爭(zhēng)。

而到了20世紀(jì)50年代后，工業(yè)水平大量發(fā)展，電力需求與日俱增，與此同時(shí)，輸送的距離要求也越來(lái)越遠(yuǎn)。與交流輸電相比之下，直流輸電有更好的經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)行特性，因而直流輸電因再次回到人們的眼球。

1 直流輸電的特點(diǎn)

1.1 直流輸電系統(tǒng)的基本構(gòu)成

直流輸電是指以直流電流傳輸電能，直流輸電系統(tǒng)主要由換流站（整流站和逆變站）、直流線路、交流側(cè)和直流側(cè)的電力濾波器、無(wú)功補(bǔ)償裝置、換流變壓器、直流電抗器以及保護(hù)、控制裝置等構(gòu)成。

1.2 直流輸電的優(yōu)點(diǎn)

（1）當(dāng)輸送功率相同時(shí)，直流輸電線路的造價(jià)低于交流輸電線路，因?yàn)橹绷鬏旊娋€路一般只用兩根輸電線，而交流輸電需要三根，因此可以減少材料、運(yùn)輸、架設(shè)等費(fèi)用，減少占地面積，節(jié)約很多資源，這也符合當(dāng)今社會(huì)強(qiáng)調(diào)環(huán)保節(jié)約的號(hào)召。

（2）在輸電過(guò)程中，由于直流輸電的導(dǎo)線只有兩根，所以不容易產(chǎn)生自感與互感的現(xiàn)象，消耗的電能也就越少，同時(shí)，直流輸電的傳輸速度越快，而且更加穩(wěn)定，也就更加安全，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的干擾。

（3）如今，很多國(guó)家都在鋪設(shè)海底電纜，直流輸電的電容量比較大，因而他的運(yùn)輸功率也就很高，而且它不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)，對(duì)于輸送電線的傷害也就更小，使絕緣層不會(huì)過(guò)快損壞。

（4）直流輸電的輸送距離長(zhǎng)，換作交流輸電，每隔一定距離就需要一些變壓器來(lái)轉(zhuǎn)化電壓，這就增加了投入，而直流輸電就不存在這樣的問(wèn)題，它可以直接送達(dá)目的地，輸電不再受到輸送距離的限制，同時(shí)，也減少了因?yàn)殡娏鬟^(guò)載過(guò)大而產(chǎn)生的斷路現(xiàn)象，更加穩(wěn)定。

（5）現(xiàn)在，在我們的日常生活中飽受停電的困擾，如果采用直流輸電就可以有效地避免，直流輸電采用雙級(jí)輸電，兩條線路相互不干擾，如果其中一條發(fā)生短路，另一條線路也能將電流送到，而且，他的調(diào)節(jié)速度快，運(yùn)行可靠，直流輸電通過(guò)晶閘管換流器能方便、快捷地調(diào)節(jié)有功率和實(shí)現(xiàn)潮流翻轉(zhuǎn)。

（6）向用電密集的大城市供電，在供電距離達(dá)到一定程度時(shí)，用高壓直流電纜更為經(jīng)濟(jì)，同時(shí)直流輸電方式還可以作為限制城市供電電網(wǎng)短路電流增大的措施，有利于在故障時(shí)交流系統(tǒng)間的快速緊急支援和限制事故擴(kuò)大。

1.3 直流輸電的缺點(diǎn)

（1）直流輸電換流站時(shí)一個(gè)必不可少的設(shè)施，但是它的造價(jià)相對(duì)于交流變電所的造價(jià)來(lái)說(shuō)要貴不少，里面的大多數(shù)設(shè)備十分精密，而且數(shù)量龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)太高，甚至有的還要依靠于國(guó)外進(jìn)口，同時(shí)它的運(yùn)行，維護(hù)成本也遠(yuǎn)高于交流變電所，可靠性也較差。

（2）換流器也是關(guān)鍵的一個(gè)問(wèn)題，換流器對(duì)交流側(cè)來(lái)說(shuō)，除了是一個(gè)負(fù)荷或電源以外，還是一個(gè)諧波電流源；對(duì)直流側(cè)來(lái)說(shuō)，它還是一個(gè)諧波電壓源。換流裝置工作時(shí)產(chǎn)生高次諧波干擾，因此需要投入抑制無(wú)線電雜音干擾和過(guò)濾高次諧波的設(shè)施。

（3）目前，由于直流輸電技術(shù)還不夠成熟，因此無(wú)法完成升壓和降壓。由于沒(méi)有電流過(guò)零點(diǎn)可以利用，滅弧問(wèn)題難以解決，給制造帶來(lái)困難。而且，尚沒(méi)有足夠的直流段路器來(lái)做成多端電網(wǎng)。

（4）直流輸電采用雙極輸送，在一條輸電線出現(xiàn)短路時(shí)，另一條可以繼續(xù)完成輸送，時(shí)因?yàn)槭褂昧舜蟮鼗芈?，而大地回路僅僅在緊急情況下使用，因?yàn)橥恋刂新裨O(shè)了金屬設(shè)備，大量電流流過(guò)，再加上土壤中的水分，極易造成對(duì)金屬造成腐蝕，損失也很大。

2 直流輸電的發(fā)展前景

首先，各國(guó)對(duì)電力系統(tǒng)并網(wǎng)十分感興趣，而且，一般來(lái)說(shuō)，感興趣的國(guó)家之間相隔較遠(yuǎn)，所以按傳輸情況來(lái)說(shuō)，目前的交流電輸電方式并不合適，它浪費(fèi)掉的電能實(shí)在太多了，所以還是只有靠直流輸電。目前各國(guó)早已對(duì)直流輸電進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)，那么等到投產(chǎn)使用也是不遠(yuǎn)了，一旦可以投產(chǎn)使用，那么對(duì)交流電站的沖擊是十分之大的，直流輸電的優(yōu)勢(shì)太顯著了，無(wú)電磁感應(yīng)，所以很少會(huì)產(chǎn)生電容電流來(lái)加大阻礙，使傳輸速度進(jìn)一步得到提升，大大地加強(qiáng)了傳輸電能的穩(wěn)定性和安全性。

其次，現(xiàn)在是一個(gè)每天都在不斷發(fā)展與變化的世界，物價(jià)幾乎每天都在提升，在未來(lái)還不知道會(huì)是什么樣，就目前而言，國(guó)家占地給拆遷費(fèi)就已經(jīng)很多了，在未來(lái)，隨著人口的增長(zhǎng)，地價(jià)必回上漲，所以直流輸電就成為了解決問(wèn)題的關(guān)鍵。直流輸電輸送距離遠(yuǎn)，可以直接送到想要去的地方，大大減少了架設(shè)許多電線桿與高架塔的支出，減少了占地面積，從而讓土地得到更好的應(yīng)用。所以，直流輸電在未來(lái)的價(jià)值還是十分可觀的。

再就要說(shuō)到我們國(guó)家的礦產(chǎn)資源，河流資源分布的問(wèn)題了。中國(guó)的煤炭、石油、天然氣、礦物大多分布在西北方，而南方有長(zhǎng)江，有著名的葛洲壩、三峽大壩水利工程，可以發(fā)電，然而，一旦進(jìn)入夏季用電高峰期，南方各大城市的用電便開始變得緊張。反觀北方有許多火力發(fā)電廠，用電一點(diǎn)不緊。如果可以采用直流輸電的方式，那么可以大大緩解用電壓力，到冬天時(shí)也可以為寒冷的北方分擔(dān)壓力，把多余的電額傳輸?shù)奖狈剑纬苫パa(bǔ)，不會(huì)造成資源的浪費(fèi)。

最后，隨著時(shí)代地發(fā)展，越來(lái)越多的人意識(shí)到環(huán)境問(wèn)題，環(huán)境地保護(hù)刻不容緩，所以科學(xué)家們大多開始著手開發(fā)無(wú)污染的新能源，但是這都需要一個(gè)優(yōu)秀的傳輸方法，直流傳輸自然時(shí)倍受青睞，特別是還有近幾年開始投入使用的特高壓技術(shù)，這也是基于直流傳輸開發(fā)出來(lái)的新型傳輸方法，所以，更加說(shuō)明了直流傳輸有很多可取之處。不論如何，直流傳輸發(fā)展起來(lái)的趨勢(shì)已經(jīng)是勢(shì)不可擋了，這是未來(lái)會(huì)頗受關(guān)注的話題。

3 結(jié)語(yǔ)

在各國(guó)政府大力支持下，直流輸電正處于大力發(fā)展階段，而且在輸送電流的過(guò)程中，幾乎全都是超高壓。單回線路的輸電能力比前階段有了很大增加，發(fā)展速度很快。直流輸電從常規(guī)直流輸電向VSC-HDVC轉(zhuǎn)變，達(dá)到有功無(wú)功快速獨(dú)立控制，潮流反轉(zhuǎn)方便快捷，事故后快速恢復(fù)和黑啟動(dòng)能力，可以向無(wú)緣電網(wǎng)供電。未來(lái)的日子還有很長(zhǎng)，直流輸電的技術(shù)必定會(huì)變得成熟實(shí)用，成為我國(guó)乃至全世界的主要輸電方式。

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