直流输电技术的优点与不足

直流输电技术的优点与不足

 直流输电技术的优点：

   经济方面：

（1）线路造价低。对于架空输电线，交流用三根导线，而直流一般用两根，采用大地或海 水作回路时只要一根，能节省大量的线路建设费用。对于电缆，由于绝缘介质的直流强度远 高于交流强度，如通常的油浸纸电缆，直流的允许工作电压约为交流的3倍，直流电缆的投 资少得多。

（2）年电能损失小。直流架空输电线只用两根，导线电阻损耗比交流输电小;没有感抗和容 抗的无功损耗;没有集肤效应， 导线的截面利用充分。 另外， 直流架空线路的“空间电荷效应” 使其电晕损耗和无线电干扰都比交流线路小。 所以，直流架空输电线路在线路建设初投资和年运行费用上均较交流经济。

   技术方面：

（1）不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联，而交流电力系统中所有的同步发电 机都保持同步运行。由此可见，在一定输电电压下，交流输电容许输送功率和距离受到网络 结构和参数的限制，还须采取提高稳定性的措施，增加了费用。而用直流输电系统连接两个 交流系统，由于直流线路没有电抗，不存在上述稳定问题。因此，直流输电的输送容量和距 离不受同步运行稳定性的限制.还可连接两个不同频率的系统，实现非同期联网，提高系统 的稳定性。

（2）限制短路电流。如用交流输电线连接两个交流系统，短路容量增大，甚至需要更换断 路器或增设限流装置。然而用直流输电线路连接两个交流系统，直流系统的“定电流控制’， 将快速把短路电流限制在额定功率附近，短路容量不因互联而增大。

（3）调节快速，运行可靠。直流输电通过可控硅换流器能快速调整有功功率，实现“潮流翻 转”（功率流动方向的改变） ，在正常时能保证稳定输出，在事故情况下，可实现健全系统对 故障系统的紧急支援，也能实现振荡阻尼和次同步振荡的抑制。在交直流线路并列运行时， 如果交流线路发生短路， 可短暂增大直流输送功率以减少发电机转子加速， 提高系统的可靠 性。

（4）没有电容充电电流。直流线路稳态时无电容电流，沿线电压分布平稳，无空、轻载时 交流长线受端及中部发生电压异常升高的现象，也不需要并联电抗补偿。

（5）节省线路走廊。按同电压500 kV 考虑，一条直流输电线路的走廊～40 m，一条交流 线路走廊～50 m，而前者输送容量约为后者2倍，即直流传输效率约为交流2倍。

    直流输电技术的不足：

（1）换流装置较昂贵。这是限制直流输电应用的zui主要原因。在输送相同容量时，直流线 路单位长度的造价比交流低;而直流输电两端换流设备造价比交流变电站贵很多。这就引起 了所谓的“等价距离”问题。

（2）消耗无功功率多。一般每端换流站消耗无功功率约为输送功率的40%～60%,需要无 功补偿。

（3）产生谐波影响。换流器在交流和直流侧都产生谐波电压和谐波电流，使电容器和发电 机过热、换流器的控制不稳定，对通信系统产生干扰。

（4）就技术和设备而言，直流波形无过零点，灭弧困难。目前缺乏直流开关而是通过闭锁 换流器的控制脉冲信号实现开关功能。 若多条直流线路汇集一个地区， 一次故障也可能造成 多个逆变站闭锁， 而且在多端供电方式中无法单独地切断事故线路而需切断全部线路， 从而会对系统造成重大冲击。

（5）从运行维护来说，直流线路积污速度快、污闪电压低，污秽问题较交流线路更为严重。 与西方发达国家相比， 目前我国大气环境相对较差， 这使直流线路的清扫及防污闪更为困难。 设备故障及污秽严重等原因使直流线路的污闪率明显高于交流线路。

（6）不能用变压器来改变电压等级。直流输电主要用于长距离大容量输电、交流系统之间 异步互联和海底电缆送电等。与直流输电比较，现有的交流500kV 输电（经济输送容量为1 000 kW,输送距离为300~500 km）已不能满足需要，只有提高电压