王震海
国网安徽省电力有限公司建设分公司 230022
摘要：我国特高压直流输电（UHVDC）技术的电压等级是指±800kV及以上的电压。随着近几年我国各地区对输送电的容量，输电过程中的稳定性以及对输电设备的安全要求不断提高，尤其是经济发达地区对用电的需求量更是逐年递增。为了使我国电力资源得到更好地合理开发和高效利用，我国电力专家开始广泛关注并研究特高压直流输电技术。同时，特高压直流输电可以实现输电距离远目标，加上我国的自然资源和能源分布不均，供电侧与用电侧距离较远。综合比较现有相对经济高效的输电方式，采用特高压直流输电技术无疑成为首选方案，并且可以减少输电过程中的线路损耗，合理利用地理优势不明显地区所蕴含的丰富资源，推动能源革命，将其转变为绿色经济，提高一次能源利用率的同时有效保护了坏境。
关键词：电网；特高压；直流输电
中图分类号：TM721
文献标识码：A
引言
目前，世界上输电技术和电力设备领先的国家已经将直流输电作为有效解决送电距离远等问题的首选方案。直流输电的工作原理是通过换流器将交流电先整流再逆变，最终注入交流电网。与交流输电技术相比，直流输电具有节约设备占地面积、减少输电损耗、灵活改变输电方式等优点。所以，在如今全世界电力系统大规模采用直流输电的情况下，开展特高压直流输电关键技术研究、分析未来发展趋势、总结特高压输电相关设备运行维护经验以确保我国的特高压直流输电技术不断创新完善，有力保障国民经济持续高质量发展。
1±800kV特高压直流输电特点
±800kV特高压直流输电具有下列特点：①电压达到±800kV，对电压设备提出较高的研发要求；②增加了送电距离，±800kV特高压直流输电能送电能达2500km；③扩大了送电容量，±800kV特高压直流输电工程的输电容量5GW与6.4GW和直流额定电流3125A与4000A有效对应。
基于特高压直流输电的电压特点，加大了制造特高压直流输电设备的难度，增强了设备的绝缘性能要求，提高了对±800kV特高压直流输电线路的架线施工标准：①交叉跨越施工。其在架设高压输电线路中时常出现，为保证施工人员的安全，需要综合思考承力索的截面承载力；②由于导线质量偏大，施工人员要结合工程特点对每个直线塔的垂直荷载分别计算；③施工中紧密结合牵引力挑选牵引绳和导引绳。由于目前施工环保要求的逐步提高，施工中采取不落地展放对导引绳和牵引绳科学处置；④由于耐张串产生较大重量，空中作业时要采取适合的方法进行起吊。但紧线过程会产生较大的张力，要求施工人员采取合理的方法实施紧线操作。作业中利用高空对接的方式进行挂线，并根据前后顺序处理众多导线，防止它们彼此干扰。
2特高压直流输电技术的应用要点
2.1高压直流输电线继电保护技术应用
在运行过程中，高压直流输电线路一旦发生故障，就会出现反行波现象，实施行波暂态量保护，是对继电保护技术的有效应用。通过高压直流输电线里的运行状况，能够得出行波暂态量保护具体包括两种方案，一种是ABB（阿西布朗勃法瑞），另一种是SIEMENS（西门子）。ABB是一种从地膜波和极波理论角度出发而形成的一种行波保护方案，应用ABB能够使工作人员在快速时间内完成对高压直流输电线路中反行波的检测，在对其的实际应用中，可以以10m/s的速度，对输电线路中的反行波图变量进行检测，从而加强工作人员对其掌握程度。SIEMENS是一种建立在电压积分原理上的行波保护方案，当高压直流输电线路出现故障时启动，并且在16～20s之内就可以对行波开始保护。同时，这种方案还具有较强的抗干扰性，但相对于前一种方案，其启动时间较长。此外，在高压直流输电线路行波暂态量保护应用中，还存在一定的缺陷，如其存在抵抗过渡性，并且当前的继电保护技术的基础理论与体系相对来说不够健全，对行波暂态量保护技术的应用产生一定的影响。针对此，目前我国相关领域专家提出了结合数学形态学滤波技术，旨在改进其技术应用，加强对输电线路行波保护的有效性。
2.2柔性直流输电
加拿大学者Boon-TeckOoi在1990年正式提出采用PWM技术控制的电压源换流器(VSC）进行直流输电的概念。柔性直流输电技术通过改变VSC中全控型电力电子器件的开断状态，实现控制交流侧的无功和有功功率的目的，这样不仅可以保障电网稳定运行，还可以解决输电技术中的一些棘手问题。
对于柔性直流输电系统而言，无论是采用多电平换流器还是使用两电平换流器，均为单极对称系统。图1为4种典型的多端直流输电系统接线方式。并联换流站与串联换流站相比具有损耗更低，调节范围更大，扩展方法更加灵活等优点，所以目前正在运行的特高压柔性直流输电工程的换流站多采用并联接线方案。
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图1多端直流输电系统典型接线方式
根据桥臂的等效特性，柔性直流输电系统中的换流器可分成2种常见的不同类型，分别是可控电源型和可控开关型。特高压直流输电工程多采用全桥式柔性直流换流器，一旦直流电压出现急剧降低威胁系统正常运行时，换流器仍通过交流电压支撑工作，最大程度上有效抑制交流侧短路电流的产生。
2.3直流输电线路降低损耗技术要点
高压直流输电线路主要是导线电阻产生的损耗，针对电阻的损耗可以采用以下几个方面的措施。首先可以选择提高输电线路的电压的方式，通过提高直流输电线路的电压，有效控制线路的线损现象。当直流输电线路的线体电流密度一定时，直流输电线路中的电压不断的增加，会让输电线路的线损越来越小，直至降低到一固定值，并且对于高压直流输电线路来说，输电线路的距离越大，线损的控制率也越大，可见，直流输电线路可以通过有效提升输电电压大小，来降低输电线路的线损。其次直流输电线路可以通过降低线体流经电流的密度，来有效控制输电线路的线损。当高压直流输电线路的输送距离为一定值时，流密度越小，架空线路的线损就越小。在经济可行的情况下，选择适当截面的导线和分裂布置形式，可以有效的降低线体流经电流的密度，从而有效降低输电线路的线损。最后高压直流输电线路，也可以通过改变直流系统的运行方式的形式，来有效降低线损。一般情况下，直流输电下路的双极线并联运行方式产生的线损会很小，所以在高压直流输电线路中，可以运用改变直流系统的运行方式的方法，来尽快降低线损，通过降低线损率，不断提高经营效益。
结束语
多年来我国电力系统工作人员结合中国实际情况开展对特高压直流输电技术的研究，为换流站设计，换流阀冷却设计，输电线路设计等提供了技术支持，为我国特高压直流输电工程积累了大量宝贵的经验，保障了特高压直流输电工程的顺利实施，而我国资源分布不均衡以及经济发展对电力需求日益剧增，迫切使得特高压直流技术在电网发展史上具有举足轻重的地位。随着全球能源互联网建设的逐步推进，加上影响特高压直流输电工程稳定的因素随着电网发展不断增多，下一步我国还需进一步完善特高压直流输电技术，提高系统对环境的适应性，确保将特高压直流输电工程建设为保障群众生活，促进经济发展的重点工程。
参考文献
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