特高压直流输电相关问题的综述.pdf

第 2 9 卷第 6 期 2 0 0 6年 1 2月 四 川 电 力 技 术 S i dmm E ke lr i e P o w e r Te e h n do g y V0 1 2 9 N o 6 De e 。 2 0 0 6 特高压直流输电相关问题的综述 李峰。 李兴源 ( 四川大学电气信息学院， 四川 成都6 1 0 0 6 5 ) 持耍： 特高压直流输电具有进电客量大、 送电距离远等优点。 在中国今后的能源流动中具有不可替代的地位。总结 了特高压直流输电的技术特点。 研究了在换流站设计方面特高压直流与常规高压直流的主要 区别， 并且分析了特 高 压直流输电对系统安全稳定的影响， 最后结合中国的特有情况， 指出了中国发展特高压直流输电的可行性和必要性。 关键词： 特高压直流输电； 换流站； 电力系统稳定； 可行性和必要性 Ab s h ：T h e I I I DC p o w e r t r a n s s i o n p o s s e s s e s s u c h a d v a n t a g e s h i g ht r a 嘲i 鲳i c a p a c ty a n dl o I l g w o r k i n g d i s t a n c e，S O i t s p o s i t i o n c a n n o t b e r e p l a c e d i n t h e de c t r i c e n e r g y fl o w i n g i n t h e矗 T h e h n o l o g y c h a r a c t e r i s t i c s o f U l t V DC 日 I e s u H B l l a r t h e ma j o r d e s i g n p e c t $ 0 f a U H V D C c o n v e r t e r s t a ti o n w i t h f o c u s o n t h e d i ff e r e n c e t O t h e c o n v e n ti o n a l H V D C i e h e m e 8 a r e d i s c u s s e d ， a n d t h e i mp a c t s 0 fU HVD C砸I r 圊血髂1 0 n o n p o w e r s y s t e m s t a b i l i t y哪a l s o a n a l y z e d F u r t h e r l t l O re e 0 mb i n i I l g wit h t h e o w n s i t u a t i c t o f C h i n a t h e f e a s i b i l i t y a n d t h e n e c s i t y 0 fd e v e l o p i ng U HV DC i n C hin a哪p o int e d o u t Ke y ：U HV DC；c o n v e r t e r s t a ti on ；p o w e r s y s t e m s t a b i l i t y ；f e a s i b i l i ty a n d m me mi t y 中图分类号： T M 7 2 1 1 文献标识码： A 文章编号： 1 13 0 3 -6 9 5 4 ( 2 0 0 6 ) 0 6 0 0 1 3 0 7 特高压输电技术是指在5 0 0 k V以及7 5 0 k V交流 和 5 0 0 k V直流之上采用更高一级电压等级的输电 技术， 包括交流特高压输电技术和直流特高压输电技 术两部分。 国外研究特高压输电技术至今已有将近四 十年的历史 卜3 I。不管是特高压直流输电还是特高 压交流输电都是为了更好地提高输电能力， 实现大功 率的中、 远距离输电， 以及实现远距离的电力系统互 联， 建成联合电力系统。 中国地域辽阔， 水能、 煤炭资源较丰富， 油、 气资 源相对贫乏， 发电能源资源的分布和用电负荷的分布 极不均衡。一方面， 全国可开发的水电资源有近 2 3 分布在西部的四川、 云南、 西藏三省区， 煤炭保有储量 的2 3 分布在山西、 陕西、 内蒙古三省区； 另一方面， 东部沿海和京广铁路沿线以东地区经济发达， 用电负 荷约占全国的2 3 ， 发电能源资源却严重不足。今后 中国水能和煤炭资源的开发多集中在西南、 西北和 晋、 陕、 蒙地区， 并逐步西移和北移。 而东部沿海和京 广铁路沿线以东地区国民经济持续快速发展， 导致能 源产地与能源消费地区之间的距离越来越远， 使得中 国能源配置的距离、 特点和方式都发生了巨大变化， 因此必然引起能源和电力的跨区域大规模流动。 特高压直流和交流输电各有优点 。 输电线路 的建设主要考虑的是经济性， 而互联线路则要将系统 的稳定性放在第一位。比较而言， 直流特高压定位于 部分大水电基地和大煤电基地的远距离大容量外送； 而特高压交流输电则定位于更高一级电压等级的网 架建设和跨大区送电上。因此， 根据中国的实际能源 分布情况， 特高压直流输电有着广阔的应用前景。而 事实上， 南方电网第一个 8 0 0 k V直流项目方案已 经确定【 8 1 ， 也就是云广( 云南 一广东) 8 0 0 k V直流 输电工程。该工程计划于 2 0 0 9 年单极投运。 2 0 1 0 年 双极投运。 额定容量 5 G W， 额定电流 3 1 2 5 A ， 送电距 离 l 5 0 0 k m 。 下面将就特高压直流输电( U I-WD C ) 的相关问题 展开讨论， 具体分析 U H V D C的技术特点、 u mr【 ) c换 流站设计以及 U H V D C在互联电力系统中对系统安 全稳定的影响等等。 1 U H V D C的技术特点 特高压直流输电技术起源于 2 o世纪 6 o 年代， 1 9 6 6年瑞典 C h a lm e r s 大学开始研究 7 5 0 k V导线。 而在其后前苏联、 巴西等国家也先后开展了特高压直 流输 电研究工作。国际电气 与电子工程 师协会 基金项目： 国家重点基础研究专项经费资助项目( 2 0 0 4 C B 2 1 7 9 0 7 ) ； 国家自然科学基金项目( 5 0 5 9 5 4 1 2 & 5 0 3 7 7 0 1 7 ) 。 维普资讯 第 卷第 6 期 2 0 0 6 年 l 2月 四 川 电 力 技 术 S i dma nEl e c u i cP o w e r T e e h n do g y V o i 2 9 N o 6 De c 。 2 8 O 6 ( I E E E ) 和国际大电网会议( C i g r e ) 均在 2 0世纪 8 O 年 代末得出结论 ： 根据 已有技术和运行经验 ， 8 0 0 k V 是合适的直流输电电压等级引。对特高压直流输电 的电压等级进行研究和论证时， 考虑到中国对直流输 电技术的研发水平和直流设备的研制能力， 认为确定 一 个特高压直流输 电水平是必要的， 并把 8 0 0 k V 确定为中国特高压直流输电的标称电压。这有利于 特高压直流输电技术和设备的标准化、 规范化、 系列 化开发， 更有利于中国进行特高压直流输电工程的规 划 、 设计 、 实施 和管理。 特高压直流输电技术除了具有常规直流输电的 特点外， 而且能将常规直流输电的优点更加充分地发 挥 1 0 。突出表现在以下几个方面 ： ( 1 )电压高， 高达 8 0 0 k V ， 对与电压有关的设 备， 如高压端的换流变压器及其套管、 穿墙套管、 避雷 器等研发提出了高要求。 ( 2 ) 送电容量大。规划的特高压直流输电工程 的送电容量高达5 G W和6 4 G W， 相应的直流额定电 流将达到 3 1 2 5 A和 4 0 0 0 A 。 ( 3 ) 送电距离长， 长达 1 5 0 0 k m， 有的甚至超过 2 0 0 0 k m。 ( 4 ) 特高压直流工程相对于常规直流输电工程， 其直流换流站的主接线和基本结构复杂， 需要采取每 极双 l 2 脉冲阀组的串接； 为承受 8 0 0 k V的外绝缘， 并顾及直流的积污效应， 要考虑绝缘形式和绝缘材料 问题； 线路的导线分裂形式和杆塔对地高度将与 5 0 0 k V工程有很大的不同， 要进行有关的设计实验； 有较大的额定电流， 接地极设计需要探讨。 此外， 在经济性方面， 经多方面调查， 肯定了 8 0 0 k V H V D C在 长距离 大 容量输 电上 的优 越 性 。对于一 个 H V D C输电系统而言， 总花费是由 对换流站和线路的投入资本以及后期的损耗 本所 构成的， 一个给定传输容量的H V D C系统换流站的花 费随着电压的提升而增多， 但是线路花费却在某个特 定的电压时最低。 图 1 是对一个传输容量为 6 4 O O M W。 传输距离 大于 1 8 0 0 k m的工程， 分别采用 8 0 0 k V交流、 -4- 8 0 0 k V直流和 6 0 0 k V直流进行传输时， 其投资和损耗 关系的一个对 比。在计算损耗时， 假定 1 4 0 0 U S D k W。结果可以清楚地发现， 8 0 0 k V直流是最经济 有效的选择， 具有线路容量大而线路损耗小的特点。 总的花费上， 选择 8 0 0 k V直流要 比 4 - 6 0 0 k V低 1 4 ：z 5 o 对金沙江一期外送 输电方案的研究也表明， 8 0 0 k V级直流输电无论在输电损耗、 输变电投资、 年费用等方面， 还是在减少换流站数目和节省线路走 廊等方面都具有很大优势， 能产生巨大的社会效 益 1 2 l 。 而在大区电网互联方面 13 ， 特高压直流输电技 术与常规高压直流技术相似， 都具有长期运行的的优 越性。对于特高压， 只要所联的交流系统短路比大于 3 ， 即能够满足其接人电网的条件。目 前中国与直流 相联的交流系统短路比均大于 5 。 线 路 损 耗 百 分 比 一8 0 0 k 1 fD c 一 0 k V lE 8 O 0 k V C 圈 1 6 0 0 k V H V D C和 8 0 0 k V H V D C 的成本对比 2 U H V D C换流站的设计 同常规的超高压直流输电相比， U H V D C在换流 站的设计方面还是有些不同， 必须加以注意。对于一 个传输容量6 4 O O M W， 直流电压 8 0 0 k V， 传输距离达 2 0 0 0 k m的特高压直流输电工程， 具体的设计方面如 换流站阀桥、 交直流滤波器和平波电感、 过电压保护 和绝缘配合、 电磁环境影响等都要仔细考虑【 一 9 1 。 2 1 换流站阀桥 在传统的H V D C 设计中， 都是采用一组 l 2 脉冲 的换流桥， 但是考虑到 U H V D C传输容量的巨大， 两 组 l 2 脉冲的换流桥串接在站内是特高压直流输电的 最可行的选择。见图 2 。 囤2 每侧两组 1 2脉冲桥串接的换流站 维普资讯 筇 2 9毪筇 6j 9 】 四 川 电 力 技 术 9J X )6 I ? j 一 一 一 兰 ! ! ! f n t I I 兰 ! 一 每组换洫桥 的 电压 分配 可以足丰 州的， 即 4 0 0 k V 4 0 0 k V 也可以是不同的 3 0 0 k V 5 0 0 k V 。考虑到 原有 5 0 0 k V直流的运行经验， 似乎采取3 0 0 k V 5 0 0 k v可以更加方便地投入运行 ， 但是采用 4 0 0 k V 4 0 0 k V的活， 在以一 F J L 个方面会更具有优势。 组阀桥可以有相仿的绝缘水平。这样每组阀 桥所采用的仪器装置就可以很相似， 比如说栩同的阀 组 、 相同的换流站设计和布置、 相同的避雷器和旁路 J r _炎等， H有接地的绝缘水平需要根据各自的情况确 定。 两组换流桥传送的额定功率相似。初步的调杏 艟示， 用于 8 0 0 k V的功率传送能力主要取决于其绝 缘水平( 即 B I L S I L=1 8 0 0 k V 1 6 0 0 k V ) 。 在两组换流桥栩同的安排布置下 ， 能源的利用 可 以达到最优。 所以， 8 0 0 k V的特高压直流输电串接的两组 换流桥采用棚问的电压等级魁首选方案。 2 2 交直流滤波器和平波电感 交流滤波器和旁路电容器在系统中除了起到滤 除谐波的作j j 外还有无功补偿的作用， 它们的设计安 排要考虑到交流系统的强度( S C R3 ) 平 I l 滤波器投 切时允许的电压波动 下_丽给出了整流侧和逆变侧 交流滤波器设置方案， 见表 l 和表 2 。 表 1 整流侧交流滤波器 表 2 逆变侧交流滤波器 I_广 】 整流侧相比， 由于逆变侧系统阻抗条件较好， 呵以避开系统阻抗谐振点 ， 采用 1 2 2 4双调谐带高通 滤波器可以满足滤波要求， 具有较高的系统可靠性， 降低 r对备品备件的需求。 随菅光通讯系统的不断发展 ， 直流输电系统的滤 波问题越来越容易解决。一般还是采用在常规直流 输电I f l 广泛应片 j 的无源直流滤波器， 每极傅端两组， 但址 增r 人低压电抗器和电容器 定他、 增加箭c 缶 V o 1 2 9 N o 6 I h 2 0 0 6 件的前提下， 可考虑采用每极每端一台三调谐滤波器 的方案即 I T 1 2 2 4 3 6 。 平波电感的选择范围是每极每端 2 5 03 0 0 m H， 其具体参数的确定还要看直流滤波器的性能和架空 线的参数。特别要指出的是将平波电感分别安装各 8 0 0 k V高压母线和中性母线 上 时， 会能更好地配合 直流滤波器达到很好的谐波滤除效果。 ： 圈3 中， 上面一幅是平波电感全部安装在 8 O O k V 高压母线上 ， 而下面一幅则 是 5 0 的平波电感安装 在中性母线上。 2 3 过电压保护和绝缘配合 8 0 0 k V H V D C系统 的绝缘配合基本同已运行 很久的 5 0 0 k V系统相似， 但是必须对避雷器的选 择和布置更加慎重 。 这些装置是整个系统绝缘水平的 技术性和经济性达到最优的基础 。 交流母线避雷器可 以选用 国产标准型的母线避 雷器， 每相 l 3 1 4 支， 分别布置在 8 组换流变压器交 流侧进线 ， 4大组交流滤波器母线 和作为站用变压器 的降压变压器上。 交流滤波器内各种避雷器的配置方式和原则与 超高压直流输电工程相同。为了保证交流滤波器小 组投切断路器的暂态恢复电压 ( T ra n s ie n t R e c o w -r y V 0 l t a g e 。 1 1 w) 不超过 5 O O k V两断 口断路器 的制造水 平， 可以加装滤波器避雷器或断 口避雷器。 阅避雷器的配置原则也与常规超高压直流输电 工程类似 ， 需要注意的有两个工程问题 ： 顶端避雷 器能量问题。在对应阀闭锁期间， 高压换流器 Y Y 压 闷侧对地闪络 ， 直流滤波器和直流线路通过平 1 维普资讯 第 2 9 卷第6 期 2 0 O 6年 l 2月 四 川 电 力 技 术 S i e h u a n E l e c t r ic P o we rT e c h n o l o g y Vo 1 2 9 No 。 6 D e c 2 O 0 6 波电抗器向顶端阀避雷器放电， 引起该避雷器能量要 求显著大于其它阀避雷器。对于特高压直流输电工 程。 由于采用两个换流器串联， 因此这种能量增大现 象更为明显。 在发生上述情况期间， 对应的阀触 发成功， 将避雷器中通过的电流迅速转移到阀中， 因 此换流阀的设计需要考虑这种工况。 此外， 由于直流线路长度增加， 对中性点金属返 回避雷器的能量要求有较大变化， 还需要深入研究。 2 4 换流站的电磁环境问题 随着全球经济的不断发展和民众环境意识的增 强， 输电工程的电磁环境影响越来越受到人们的关 注， 受到环保的严厉制约， 电磁环境成为决定输电线 路结构、 影响建设费用等的重要因素2 3 - 2 5 。对于直 流输电工程换流站的电磁环境， 存在两个突出问题： 换流站的可听噪声太大 ； 换流站接地极的地电 位对交流系统的影响比较严重。 换流站内的主要噪声源有换流变压器、 平波 电抗 器、 交流滤波器、 换流阀和冷却系统设备。后两种设 备置于室内， 其噪声基本被房屋屏蔽； 前三种设备 安装在室外。 其噪声对外界造成严重影响。 当直流输电采用单极大地返回方式运行时，入 地电流使接地极周围地电位升高， 导致附近不同位 置交流变电站之间出现直流地电位差。直流电流借 道三相交流中性点的接地而流经交流系统某些部分 。 变压器的损耗、 温升以及 5 O| I z 的噪声( 正常时基波 噪声频率为 1 0 0 H z )都有明显增加。直流偏磁现象 影响变压器正常工作， 严重时还会损坏变压器。 因此。 发展特高压直流输电， 换流站可听噪声过 大的问题和直流接地极地电位升对交流系统的影响 都是不可忽视的。 必须通过更进一步的研究采取一系 列的隔音装景和改善控制运行方式的方法来解决这 些 问题。 2 5 可靠性和可用率的考虑 特高压直流输电工程的输送容量大， 必须具有高 于现有超高压直流输电工程的可靠性和可用率。 换流器采用独立的交流馈电间隔、 独立阀厅、 独 立供电的交直流电源系统、 独立的冷却空调系统、 不 依赖上层网络的高度独立的控制系统等都能提高输 电工程的可靠性。同时。 采用换流器旁通开关可以使 每一换流器单独启动、 停运、 退出检修而不影响其它 三个换流器的运行。 极大地降低了单极停运的概率。 而要提高电网的安全性能， 最重要的是减少双极 1 6 停运的可能， 可采取的措施主要是尽可能使双极独 立。双极耦合的两个方面分别为控制系统和包括接 地极在内的公用中性点部分， 因此要对控制系统的结 构进行重新设计， 以及进一步分解中性点的各种保 护， 杜绝一极故障、 停运以及检修失误导致男一极停 运的可能性。 3 U H V D C对系统安全稳定性的影响 2 0 1 5 年后全国联网格局将逐步形成， 届时全国 电网将分为四个同步电网， 即东部电网、 中部网、 南方 电网及西北电网。对于远距离( 超过 1 0 0 0 k m ) 、 大容 量( 超过5 0 G W) 的西电东送工程， 可以采取交直流并 列运行的送电方案， 还有文献E 2 6 l 提出了纯直流输电 方案。不管哪种方案， 特高压直流输电系统的建设将 导致整个输电网架形成一个新的格局。在此格局下， 交流通道能否承担在直流故障期间引起的功率转移； 直流系统在送 、 受端交流故障切除后能否稳定和可靠 运行； 多直流落点系统的安全稳定性等都属于输电系 统的重大技术问题。 文献 2 7 以金沙江一期、 锦屏梯级水电基地外送 采用特高压直流输电方案为依托， 研究了 2 0 1 5 年前 后大容量直流馈入华东、 华中、 华北交流同步电网对 处于交直流并列运行系统的安全稳定影响。得出结 论如下 ： ( 1 ) 系统承受故障能力强， 在直流单极闭锁的情 况下系统均能保持稳定。 ( 2 ) 直流发生双极闭锁故障时， 切除送端 4 5 台机组系统均能恢复稳定。 但受端电网和交流通道部 分节点电压偏低。 ( 3 ) 换流站交流出线发生跳双回线故障时， 换流 站在故障期间会发生换相失败， 故障切除后除个别线 路故障时需采取附加措施外， 直流输送功率均能恢 复。 系统能保持稳定。 ( 4 ) 在功率转移交流通道主要节点加装静止无 功补偿器或考虑增加直流调制功能等手段后， 直流发 生双极闭锁故障时送端可少切除一台机组； 在切机台 数不变的前提下， 故障后交流通道和受端电网大部分 节点电压能达到0 9 5 p u以上水平。 由此可见， 互联电网中特高压直流输电系统的加 入对系统的安全稳定性的影响都在可接受的范围 内【 丝 2 9 。 维普资讯 第 2 9 卷笫6 期 2 0 0 6年 l 2月 四 川 电 力 技 术 S i c h u n F J e c t r i e P o w e r T e c h n o l o g y Vn 1 2 9。 N o 6 D e c ， 2 O 0 6 但是从目前早已投运的常规高压直流输电系统 中， 还有必须引起关注的就是它们都不同程度地发生 过一些典型故障E 3 0 ,3 1 ， 如母线短路事故、 交流滤波器 同时跳闸、 单一控制保护元件故障引起极闭锁、 换流 变分接头紧急跳闸误动作导致极停运、 控制保护系统 故障引发双极停运、 直流电压互感器闪络导致极停运 等。分析这些系统发生的不同类型的典型事故， 其原 因归纳起来主要包括两个方面： 设计缺陷和设备或元 件故障。而同样这些故障也有可能发生在特高压直 流输电系统中， 因此， 总结经验教训 ， 加强直流输电系 统的设计以及制造和运行维护使直流输电系统更加 稳定和可靠是势在必行的。 在提高系统稳定性方面， U I f V D C同常规超高压 直流输电一样， 可考虑改进直流系统的控制器l 3 2 J 设 计和加入 F A C T S 装置等。 目前的电力系统的控制技术大多采用传统的古 典控制或现代控制理论， 二者都是基于线性系统的控 制理论， 而这些控制理论用到电力系统这个典型的非 线性系统中的时候 ， 常常需要将电力系统的非线性状 态方程在某一特定运行方式下进行近似线性化。这 种在某种特定状态 下被近似线性化的数学模型 只能在系统实际运行状态 ( ) 十分接近 时才比 较准确， 当实际运行状态 X( t ) 偏离 较远时， 近似 化的数学模型并不能正确表述实际的控制系统， 以其 为根据的控制器也就不能正确有效地工作， 当实际运 行点和没计中所选择的平衡点之间的偏差越大， 误差 也越大， 故而这种设计方法与提高电力系统大干扰稳 定性的要求不相适应。相对而言。 采用恰当的非线性 控制方案， 使电力系统自身的非线性特性得以抵消和 补偿， 可能获得更好的控制效果 3 3 3 7 。所 以， 基于 非线性控制规律设计的直流基本控制器和附加控制 器都可以用于U H V D C系统中， 以提高系统的稳定性 能。 F A C T S 技术实际上是一系列基于电力电子技术 的电力系统控制器的集合， 具体形式多种多样 J 。 最具代表性的有： 静止同步补偿器( S T A T C O M)、 晶闸 管可控串联电容补偿器(，I S C )、 统一潮流控制器 ( U P F C ) 等， 最新的转换静止补偿器( C s C ) 是与 U P F C 一 样基于 G T O型换流器的串并联连接的控制器， 但 功能更强大， 可同时控制多回线路的潮流， 具体有两 种形式， 即线 间潮流 控制器 ( I P C) 和广 义 U P F C ( G U P F ) 。 F A C T S技术的发展， 在以下方而已显示出重要的 作用， 对潮流的定向传输进行更多的控制， 从而提高 交流输电线路的可控性； 利用电力电子器件的快速控 制作用， 提高电力系统的暂态稳定性； 通过适当的无 功功率调节稳定运行电压及故障后恢复电压， 提高电 网电压的控制能力； 增强系统的阻尼以抑制系统振 荡。 并改善系统的动态稳定性等等3 9 , 40 。 因此， 对于中国发展的交直流互联系统， 特别是 特高压直流输电系统的加入， 研究 F A C T S 技术， 提高 互联系统的的稳定水平( 暂态、 动态及电压稳定性等) 是事关紧要的。目前在 F A C T S 对电力系统稳定作用 的研究中， 研究比较多的是 1 S c控制器抑制电力系 统次同步谐振( S S R )的机理分析和利用 F A C T S 设备 提高电压稳定性H 卜4 3 j 。但是都是基于 F A C T S的准 稳态模型进行分析， 会带来一定的偏差， 甚至于研究 绪沦是有疑问的， 建立一个能反映 F A C T S控制器内 部动态行为的精确而又实用的模型对于研究 F A C T S 的控制策略有很重要的意义。 4 U H V D C在中国的发展 中国特高压技术的研究已取得重要进展【4 4 ， 4 5 J 。 从 1 9 8 6 年开始， 连续将特高压输电技术研究列入国 家“ 七五” 、 “ 八五” 和“ 十五” 科技攻关计划。在过去的 2 0 年里， 科研机构在特高压领域做了大量工作， 特高 压技术研究已进入实用化阶段， 取得了一批重要科技 成果。相继开展了中国更高一级电压远距离输电方 式和电压等级选择问题的研究； 进行了特高压输变电 设备、 线路、 铁塔、 典型变电站的分析论证和特高压输 电系统过电压、 绝缘配合及输电线路对环境影响的研 究。 随着电力大规模流动的距离逐渐加大， 现有的 5 0 0 k V 直流输电将无法满足要求， 客观上需要采用 更高一级的直流输电电压等级。根据对西南水电外 送输电方案的多次滚动规划研究成果并结合国外的 相关研究结论， 8 0 0 k V直流输电在技术上是可行 的， 比较适合中国的实际情况。 经初步估算， U H V D C在中国有着广阔的市场前 景【 4 6 J 。西南水电丰富， 根据交直流输电的定位及送 端电网的发展现状等情况， 金沙江下游电站和四川水 电的外送均采用直流输电， 云南水电外送具体采用何 种方式还没有最后的定论， 综合来看直流外送有很强 l 7 维普资讯 2 i ； 2 9毪第 6期 2 0 0 6年 1 2 四 川 电 力 技 术 V o 2 9 N o ， 6 S i c h u a n E he tr i c P o we r T e c h n o 1 D e c 2 0 0 6 的竞争力， 因此特高压直流输电在西南水电外送中的 市场需求可达 l l 回； 在西部建立大型煤电基地是促 进能源流动的有效手段， 特高压直流输电可以作为煤 电外送输电方案的选择之一， 具有很大的潜在市场需 求， 可以考虑采用特高压直流输电的煤电外送输电线 路约为3回； 此外 ， 中国有关单位正在积极研究从国 外引进电力以满足 中国经济增长对能源的需求 ， 正在 开展前期工作的项 目有国家电网公司计划从俄罗斯 远东引进水电和从哈萨克斯坦引进火电， 中国南方电 网有限责任公司计划从缅甸等国家引进电力， 从技术 角度出发， 从国外引进电力也可以考虑采用特高压直 流输电， 因此， 特高压直流输电在从国外引进电力的 项目中还有 2回以上的市场空间。 但与其他国家相比， 中国建设特高压输电工程将 面临一些特殊问题 ， 如高海拔 、 重污秽等， 而这些特殊 问题国外研究相对较少， 却又是关系中国特高压交直 流输变电设 备外绝缘设计的关键 ， 因此很有待于中尉 进一步加强研究 们 圳。 其中特别是直流绝缘子的污闪特性是关系到输 变电没备安全运行的最主要因素 ， 应主要研究以下几 个方面 ： ( 1 ) 直流污闪电压与绝缘子形状的关系， 外伞型 绝缘子和钟罩型绝缘子的污闪特性的优劣还需傲进 一 步探讨 。 ( 2 ) 直流绝缘子的积污特性， 直流电压下绝缘子 的积污情况与 自然环境 、 污源及污秽物质的性质密切 相关。 要根据中国高海拔、 重污秽等实际情况开展具 体的试验研究。 ( 3 ) 绝缘子串覆冰闪络特性。中国气候季节变 化明显， 很多地 区覆冰情况严 重。2 0 0 4年底和 2 0 0 5 年初， 华中地区的超高压 4 - 5 0 0 k V直流输电线路发 生的严重覆冰闪络事故已引起广泛的关注和重视。 5 结语 特高压直流输电的技术特点和它的经济效益， 再 加上中国能源分布和用电负荷的不均匀， 决定了其在 电网发展中有着举足轻重的地位。但是到目前为止。 世界上还没有一个国家建成 8 0 0 k V级直流特高压 输电线路。 没有现成的运行经验可循。因此 结合中 国的实际情况 ， 开展特高压直流输电工程的技术问题 的研究包括换流站线路设计、 对系统的安全稳定性研 1 8 。 究等等意义重大。 参考文献 1 P a r i s I F u t u r e o f L J H V t r a n s m i s s i o n l i n es J I S p e t ：t n - n 。 1 9 6 9 ， 6 ( 9 ) ： 4 4 5 1 2 D a r v e n i z a M P r e d i c t e d t i s h u ng p e r f o r m a n c e o f 1 0 0 0 ， 1 3 0 0 a n d 1 5 o 0 k V U H V t r a n s m i i o n l i n e s J i n s ti t u ti o n of E n 。 A u s t r al i a E l e c t r i c al E , c i , t 4 ug T r a n s a c ti o n s ， 1 9 7 7 ， 1 3 ( 1 ) ： 5 9 3 N i c h o l s D K ， B o o k e r J R， L a r z e l e r e W T e s ti n g a n d c o n u l s s i o n i n g 0 f , n o d u l a r U H V A C o u t & m r t e s t s y s t e m J I E E E T r a n s a c t i o n s o n P o w e r A p p a r a t u s and s y s t e 鹏 。 1 9 8 4 。 1 0 3 ( 7 ) ： 1 9 1 6 1 9 2 2 4 詹奕， 尹项根 高压直流输电与特高压交流输电的比较 研究 J 高电压技术， 2 0 0 1 ， 2 7 ( 4 ) ： 44 4 6 【 5 】 周浩， 余宇红 中国发展特高压输电中一些重要问题的 讨论 J 电网技术， 2 0 0 5 。 2 9 ( 1 2 ) ： 1 9 6 朱呜海 关于发展中国特 高压输电的意见 J J 电网技 术， 1 9 9 5 ， 1 9 ( 3 ) ： 5 4 5 7 【 7 袁清云 特高压直流输电技术现状及在叶 I 国的应 I J 前 景 J 电网技术 ， 2 0 0 5 ， 2 9 ( 1 4 ) ： 1 3 8 南方电网第一个特高压 8 0 0 直流项 目方案确定 J J 广 东输电与变电技术， 2 0 0 5 ， ( 0 5 ) 9 K r i s h a ua y y a P C S A n e v a l u a ti o n o f t h e R & D r e q u i r e m e n t s o r d e v e l o p i n g HV DC c o n v e r t e r s t a ti o n s f o r v o l t a g e a b o v e 6 0 0 k V C C I G R E 1 9 8 8 s e s s i o n ， 1 4 0 7 1 O 李立 ， 特高压直流输电的技术特点和工程应用 电 力系统自动化， 2 0 0 5 ， ( 2 4 ) 1 1 A s t r o m，U ；We i m e m 。L ；L e s e al e ，V ；As#u n d ，G ； P o w e r T r a mn fi s s i o n w i t h H VD C a t Vo l t a g e s A b o v e 6 0 0 K V。 T r a n s mi s s i o n a n d Dis t ri b u t i o n C o n f e r e n c e a n d E x h i b i ti o n ：A - s i a a n d P a c ifi c 。2 0 0 5 WK K P E S 1 5 1 8 Au g2 0 0 5 P a g e ( s ) ： l 一 7 1 2 】 郑健超 金沙江大容量水 电远距离输送方式的选择 J 中国电力。 2 0 0 3 ， ( 9 ) 1 3 徐博文 大区电网互联的几个重要问题 J 电网技术， 1 9 9 9 。 ( 9 ) 1 4 l t u a ug，H ；I hm a s w ma i ，V ；D e s i g n o f U HV D C C o n v e r t e r S t a t i o nT r a n s m i s s i o n a n d D i s t r ib u t i o n C o n f e r e n c e a n d F ,： d d b i 1 i o n ：A s i a a n d P acifi c 2 0 0 5 I E E E P E S 1 5一l 8 Au g2 0 0 5 P a g e ( s ) ： 1 6 1 5 舒印彪， 刘泽洪， 高理迎， 等 8 0 0 k V 6 4 0 0 b l W 特高压直 流输电工程设计初探 J 电网技术， 2 0 0 6 ， 3 0 ( 1 ) ： l 一 8 1 6 U n o G ?f v e t t ，A l b e r t J a k t s ，C h r l s t e r 1 r ?r n k V i s t and t a r s Wm i d s s ；0 n “E l e c t r i c a l F i e M Di s t ri b u t i o n i n T r a n s f o r me r Oil ” I E E E l u s a c t i o n s O i l Ele c t ri c al l n s u l a t i o n V o 1 2 7 N o 维普资讯 第 2 9卷第 6期 2 O 0 6年 l 2 月 四 川 I电 力 技 术 S i c h u a n E l e c tr i c P o w e r I e c h n o l o g , l 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 o 3 1 3 2 3 3 3 ， J u n e 1 9 9 2 DWu 。RHa r t i n g s U? s i r ? m，” T h e p e r f o r ma n c e o f s t a t i o n p 0 s t i n s u l a t o r s i n u l l e e l l r a i n u n d e r I ) C v o l t a g e ” ，9 t h I S H，p a p e r 3 2 3 7 ，Gr a z 。A u s u l a ，Au g u s t 2 8一 S e p t e mb e r 1 ， 1 9 9 5 DWu，RHa r fi n g s ，U? s t r ?m。BAl mg r e n ，S N o r d ， “ T h e p e r f o r m a n c e o f s t a ti o n p 0 6 t i n s u l a t o r s f o r U t t V D C印P u - e a ti o n ”l O t hI S H，A u g u s t 2 52 9，1 9 9 7，Mo n t r e a l ，C a m- d a BX l m n，U? s t r ? m。DWu ，“ O p e r a ti o n a l e x p e fi - e n o,_ l o f i n s u l a t o r s i n HVD C c o n v e r t e r s t a ti o n s ”ho o e e d i o f th e e l e v e n t h n a t i o n a l p o w e r s y s t e ms c o n f e I n c e ，NP S C一 2 0 0 0，B a r a l o r e ，I n d i a 陆宠惠， 万启发， 谷定燮， 等 日本 l 0 0 0 k V特高压输 电技术 J 高电压技术， 1 9 9 8 ， 2 4 ( 2 ) ,- 4 7 4 7 维列夏金 ， 吴维韩 俄罗斯超高压和特高压输电线路 防雷运行经验分析 J 高 电压技术， 1 9 9 8 ， 2 4 ( 2 ) ： 7 6 7 9 常美生 特高压输电线路的防雷性能分析 J 电力学 报， 1 9 9 7 ， 1 2 ( 2 ) ： 2 8 3 1 吴桂芳， 陆家榆 。 邵方殷 特高压等级输电的电磁环境 研究 J 中国电力。 2 0 0 5 ， 3 8 ( 6 ) ： 2 4 2 7 ， 吴桂芳 中国土5 0 0 k V直流输电工程的电磁环境问题 J 电网技术， 2 0 0 5 ， 2 9 ( 1 1 ) ： 5 8 赵杰， 张波 输电线路地线对流入变压器中性点直流 电流的影响 J 电网技术， 2 O O 5 ， 2 9 ( 1 9 ) ： 6 0 6 4 黄莹。 徐政， 曾德文， 等 西电东送纯直流输电方案研 究 J 电网技术， 2 O O 4 ， 2 8 ( 1 9 ) ： 1 4 齐旭， 曾德文， 史大军， 方晓松 ， 黎岚。 苏宏田， 邬炜 特 高压直流输 电对系统安全稳定影响研究 J 电网技 术， 2 O O 6 ， ( 2 ) 黄万永， 霍季安 ， 曾南超 等 跨省电网以直流相联是全 国联网的最佳模式 J 电网技术， 1 9 9 9 ， 2 3 ( 1 ) ： 5 9 6 2 胡学浩， 丁功扬 全国电网互联 中采用高压直流输电 方式时国外经验之借鉴 J 电网技术， 1 9 9 8 ， 2 2 ( 5 ) ： 6 4 6 7 7 O 王明新 。 曾南超， 陶瑜 1 9 9 4年葛南直流输电线运行及 故障统计分析 J 电网技术。 1 9 9 6 ， 2 0 ( 5 ) ： 5 3 5 7 李文毅 ， 李智勇， 王海军 葛南直流输电系统 1 9 9 7年运 行情况分析 J 电网技术， 1 9 9 8 ， 2 2 ( 9 ) ： 7 5 7 7 李兴源， 高压直流输电系统 的运行和控制， 北京： 科学 出社 。 1 9 9 8 陈凌云、 刘红超、 邱晓燕 高压直流输电系统非线性变 结构控器的设计 J 电力系统 自 动化 2 0 0 3 ， 0 4 Vo 1 2 9。 N o 6 2 ( 10 6 e 3 4 】 刘红超， 李兴源， 王路等。多溃人直 J c 系统f f l 的直流调 制的协调优化 J ， 电网技术 。 2 O O 4 ， 2 8 ( 1 ) ： 5 9 3 5 李兴源 陈凌云， 颜泉， 王路 多馈入高压直流输电系 统非线性附加控制器的设计 J 中国电机工程