正負(fù)800kV特高壓直流輸電工程技術(shù)摘要：隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，我國對電能的需求也日益增加，隨之而來的是我國電力裝機(jī)容量的不斷擴(kuò)大。但是，我國的電力資源和電力負(fù)荷的分布卻極為不平衡，如水能資源和煤炭資源作為主要集中在我國西部和北部地區(qū)，而電力消耗較多的負(fù)荷中心卻分布在中部和東部沿 海等發(fā)達(dá)地區(qū)。這就決定了我國必須建設(shè)高電壓、大容量、遠(yuǎn)距離的輸電網(wǎng)絡(luò)，將電能大規(guī)模的從西部、北部地區(qū)運(yùn)往中、東部的負(fù)荷中心，以實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化和提高資源的開發(fā)利用效率。隨著直流輸電技術(shù)和電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，特高壓直流輸電技術(shù)日趨成熟，為±800kV特高壓直流輸電技術(shù)的成功應(yīng)用提供了可能。關(guān)鍵詞：±800kV；特高壓直流輸電；工程技術(shù)；應(yīng)用研究特高壓直流輸電技術(shù)特點(diǎn)1.1線路造價低三相交流輸電的架空輸電線路需要三根導(dǎo)線，而直流輸電只需要兩根，若采用大地或海水作為回路的方式則只需一根，若傳輸同樣容量的電能，直流線路從導(dǎo)線數(shù)目、電能損耗和桿塔的結(jié)構(gòu)上面，都要比交流線路少，可以節(jié)省投資30%~40%。1.2輸送容量大交流輸電線路會存在介質(zhì)損耗、電容電流等現(xiàn)象。而在直流輸電線路卻不存在。并且在直流電壓下，每毫米厚的絕緣層平均可耐受3~4萬伏電壓，這比交流電壓下耐受1萬伏的電壓相比，要高很多。因此同樣電流的電能輸送，直流電纜輸送功率要比交流電纜多2~3倍，從而提高了輸送功率。1.3輸送距離遠(yuǎn)交流輸電線路由于存在電容電流，且與電纜的長度成正比，所以交流輸電的距離不會太長。而直流輸電的距離則不受限制，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的輸電，有利于我國電能的優(yōu)化傳輸。1.4可靠性較好交流輸電要求三相平衡，其中一相的故障會導(dǎo)致電網(wǎng)的全線停電，且故障電流對高壓載流設(shè)備會帶來影響。而直流輸電線路中，各極是獨(dú)立調(diào)節(jié)和工作的，彼此沒有影響。若一極發(fā)生故障，則只需停運(yùn)故障極，另一極與大地構(gòu)成輸電回路，仍可向負(fù)載提供不少于一半的功率。1.5系統(tǒng)穩(wěn)定性好交流輸電系統(tǒng)中同一電路供電的發(fā)電機(jī)必須同步運(yùn)行，而隨著輸電容量和距離的增加，負(fù)荷變動會使線路送電端的發(fā)電機(jī)與受電端的發(fā)電機(jī)失去同步，有時會造成系統(tǒng)的不正常運(yùn)行。而直流輸電因?yàn)椴豢紤]相位等問題，只要電壓降、網(wǎng)損等技術(shù)指標(biāo)符合要求，就不需考慮穩(wěn)定問題。1.6調(diào)度和管理方便采用特高壓直流輸電，直流線路兩端的交流系統(tǒng)可以采用不同的頻率輸送功率。對于送電端而言，整流站相當(dāng)于交流系統(tǒng)的一個負(fù)荷，對于受電端而言，逆變站則相當(dāng)于交流系統(tǒng)的電源，互相之間干擾小。目前換流站主要用于我國跨大區(qū)的電網(wǎng)互聯(lián)，效果顯著。我國特高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀我國在±800KV高壓直流輸電工程的關(guān)鍵技術(shù)上取得了一系列的成果。北京和西藏建成得特高壓直流試驗(yàn)基地，對特高壓直流試驗(yàn)線路、電暈籠、戶外試驗(yàn)場、試驗(yàn)大廳、污穢及環(huán)境試驗(yàn)室、電磁環(huán)境模擬場、絕緣子試驗(yàn)室、避雷器試驗(yàn)室等環(huán)境進(jìn)行模擬，為特高壓建設(shè)提供了有力的技術(shù)支撐?，F(xiàn)在我國已經(jīng)建成的特高壓直流輸電工程有：±800kV云南至廣東直流輸電工程，額定容量5000MW，送電距離1400km；±800kV向家壩至上海直流輸電工程，額定容量6400MW，送電距離2000km；±800KV錦屏至蘇南直流輸電工程，額定容量7200MW，送電距離2100km（于2012年建成投運(yùn)）。根據(jù)我國電網(wǎng)現(xiàn)狀及未來發(fā)展要求，以晉陜蒙等省煤電基地和西南水電開發(fā)為契機(jī)，并行發(fā)展特高壓交直流輸電，在華北、華中和華東建成特高壓交流網(wǎng)架，并逐步向周邊地區(qū)延伸，西南部分水電外送采用特高壓直流輸送，形成覆蓋大電源基地和負(fù)荷中心的特高壓電網(wǎng)。案例分析以±800kV云廣特高壓直流輸電系統(tǒng)為例，±800kV云廣特高壓直流輸電工程是國家特高壓直流輸電示范性工程,額定傳輸功率5000MW。它的建設(shè)是南方電網(wǎng)落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的戰(zhàn)略性舉措，對滿足"十一五”期間云電外送東部，實(shí)現(xiàn)南方電網(wǎng)資源優(yōu)化配置，緩解廣東電源建設(shè)壓力，起著重要的促進(jìn)作用。3.1特高壓直流輸電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)±800kV的直流輸電工程單極具有兩個12脈動串聯(lián)閥組：高壓閥組和低壓閥組。單個閥組的解鎖/閉鎖可以獨(dú)立于同極另一閥組的運(yùn)行狀態(tài)，各閥組均配置了一臺高速旁路開關(guān)，每個閥組可以被旁路開關(guān)旁路并退出運(yùn)行，但要確保整流站與逆變站投入運(yùn)行的閥組數(shù)目相同。利用高速旁路開關(guān)可以方便的把閥組從直流回路中隔離出來，當(dāng)換流站的一極中只有一個閥組準(zhǔn)備解鎖時，相鄰閥組的旁路開關(guān)和旁路刀閘必須閉合；如果兩個閥組都要解鎖，兩閥組的旁路開關(guān)與旁路刀閘必須都斷開。當(dāng)一個閥組閉鎖卮為保證本極內(nèi)另一閥組的正常運(yùn)行,其旁路開關(guān)必須閉合。這種靈活的運(yùn)行方式提高了直流系統(tǒng)的可用性。3.2閥組運(yùn)行方式選擇一極可只解鎖單閥組，只解鎖單閥組時,整流站和逆變站可選擇解鎖閥組的組合包括：整流站高端閥組與逆變站高端閥組解鎖、整流站高端閥組與逆變站低端閥組解鎖、整流站低端閥組與逆變站高端閥組解鎖、整流站低端閥組與逆變站低端閥組解鎖。任一閥組可以獨(dú)立于同極另一個閥組的狀態(tài)進(jìn)行閉鎖，組合包括:一極雙閥組運(yùn)行，閉鎖高端閥組、一極雙閥組運(yùn)行，閉鎖低端閥組、一極僅高端閥組運(yùn)行，閉鎖該閥組、一極僅低端閥組運(yùn)行，閉鎖該閥組。任一閥組可以獨(dú)立于同極另一個閥組的狀態(tài)進(jìn)行解鎖,組合包括：一極高端閥組運(yùn)行，解鎖低端閥組、一極低端閥組運(yùn)行，解鎖高端閥組、一極僅解鎖高端閥組、一極僅解鎖低端閥組。兩個閥組可同時解、閉鎖。3.3特高壓直流系統(tǒng)運(yùn)行方式云廣特高壓直流的運(yùn)行方式共有77種,總體可分為二大類：單極運(yùn)行和雙極運(yùn)行，其中完整單極運(yùn)行4種,1/2單極運(yùn)行16種,3/4雙極（一極完整,一極I/2）不平衡運(yùn)行8種,完整雙極運(yùn)行1種,1/2雙極平衡運(yùn)行16種,完整雙極降壓運(yùn)行4種,一極降壓一極全壓運(yùn)行20種,單極降壓運(yùn)行8種。其具體運(yùn)行方式如下所示：①完整單極運(yùn)行,包括兩站極I（II）大地（金屬）返回；②1/2單極運(yùn)行，包括對稱型（僅極I或極口的高、低端閥組在金屬或大地方式下對應(yīng)運(yùn)行）、交叉型（僅極I或極I的高、低端閥組在金屬或大地方式下交叉運(yùn)行）;③3/4雙極不平衡運(yùn)行，包括對稱型（兩站僅極I（I）高（低）端閥組退出運(yùn)行）、交叉型（一極運(yùn)行，另一極整流與逆變高低端閥組交叉運(yùn)行）；④完整雙極運(yùn)行，包括兩站四組閥組投入運(yùn)行;⑤1/2雙極平衡運(yùn)行,包括對稱型（雙極均對應(yīng)閥組運(yùn)行）、交叉型（雙極均高低端閥組交叉運(yùn)行）；⑥完整雙極降壓運(yùn)行,包括極I和極I同時在0.8pu或0.7pu運(yùn)行；⑦一極降壓一極全壓運(yùn)行,包括對稱型（一極全壓運(yùn)行或400kV單閥組對稱運(yùn)行,另一極0.8pu或0.7pu運(yùn)行）、交叉型（一極400kV單閥組高低端閥組交叉運(yùn)行,另一極0.8pu或0.7pu運(yùn)行）;⑧單極降壓運(yùn)行，包括僅極I（I）0.8pu（0.7pu）大地（金屬）返回。結(jié)語特高壓直流輸電工程在我國已經(jīng)有了成功應(yīng)用的案例，但是尚缺少運(yùn)行控制經(jīng)驗(yàn)。在建設(shè)過程及建成投運(yùn)后，仍需進(jìn)一步加深對特高壓直流問題的研究，同時