直流输电的特点及发展前景

陈江艳　杜诗明

摘 要：直流输电具有输送距离长、输电容量大等特点，随着科学技术地不断发展创新，生活水平地逐步提升，直流输电在未来将得到更加广泛地应用。

关键词：直流输电；发展前景；特点

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

0 引言

迄今为止，直流输电已经发展了百余年了，但是，由于当时工业水平较低，直流电机地串接运行十分复杂，技术发展一直跟不上，直流输电地发展受到了极大制约，根本无法与后来出现的交流输电竞争。

而到了20世纪50年代后，工业水平大量发展，电力需求与日俱增，与此同时，输送的距离要求也越来越远。与交流输电相比之下，直流输电有更好的经济效益和运行特性，因而直流输电因再次回到人们的眼球。

1 直流输电的特点

1.1 直流输电系统的基本构成

直流输电是指以直流电流传输电能，直流输电系统主要由换流站（整流站和逆变站）、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成。

1.2 直流输电的优点

（1）当输送功率相同时，直流输电线路的造价低于交流输电线路，因为直流输电线路一般只用两根输电线，而交流输电需要三根，因此可以减少材料、运输、架设等费用，减少占地面积，节约很多资源，这也符合当今社会强调环保节约的号召。

（2）在输电过程中，由于直流输电的导线只有两根，所以不容易产生自感与互感的现象，消耗的电能也就越少，同时，直流输电的传输速度越快，而且更加稳定，也就更加安全，不会产生过多的干扰。

（3）如今，很多国家都在铺设海底电缆，直流输电的电容量比较大，因而他的运输功率也就很高，而且它不会产生电磁感应，对于输送电线的伤害也就更小，使绝缘层不会过快损坏。

（4）直流输电的输送距离长，换作交流输电，每隔一定距离就需要一些变压器来转化电压，这就增加了投入，而直流输电就不存在这样的问题，它可以直接送达目的地，输电不再受到输送距离的限制，同时，也减少了因为电流过载过大而产生的断路现象，更加稳定。

（5）现在，在我们的日常生活中饱受停电的困扰，如果采用直流输电就可以有效地避免，直流输电采用双级输电，两条线路相互不干扰，如果其中一条发生短路，另一条线路也能将电流送到，而且，他的调节速度快，运行可靠，直流输电通过晶闸管换流器能方便、快捷地调节有功率和实现潮流翻转。

（6）向用电密集的大城市供电，在供电距离达到一定程度时，用高压直流电缆更为经济，同时直流输电方式还可以作为限制城市供电电网短路电流增大的措施，有利于在故障时交流系统间的快速紧急支援和限制事故扩大。

1.3 直流输电的缺点

（1）直流输电换流站时一个必不可少的设施，但是它的造价相对于交流变电所的造价来说要贵不少，里面的大多数设备十分精密，而且数量庞大，结构复杂，造价太高，甚至有的还要依靠于国外进口，同时它的运行，维护成本也远高于交流变电所，可靠性也较差。

（2）换流器也是关键的一个问题，换流器对交流侧来说，除了是一个负荷或电源以外，还是一个谐波电流源；对直流侧来说，它还是一个谐波电压源。换流装置工作时产生高次谐波干扰，因此需要投入抑制无线电杂音干扰和过滤高次谐波的设施。

（3）目前，由于直流输电技术还不够成熟，因此无法完成升压和降压。由于没有电流过零点可以利用，灭弧问题难以解决，给制造带来困难。而且，尚没有足够的直流段路器来做成多端电网。

（4）直流输电采用双极输送，在一条输电线出现短路时，另一条可以继续完成输送，时因为使用了大地回路，而大地回路仅仅在紧急情况下使用，因为土地中埋设了金属设备，大量电流流过，再加上土壤中的水分，极易造成对金属造成腐蚀，损失也很大。

2 直流输电的发展前景

首先，各国对电力系统并网十分感兴趣，而且，一般来说，感兴趣的国家之间相隔较远，所以按传输情况来说，目前的交流电输电方式并不合适，它浪费掉的电能实在太多了，所以还是只有靠直流输电。目前各国早已对直流输电进行大量实验，那么等到投产使用也是不远了，一旦可以投产使用，那么对交流电站的冲击是十分之大的，直流输电的优势太显著了，无电磁感应，所以很少会产生电容电流来加大阻碍，使传输速度进一步得到提升，大大地加强了传输电能的稳定性和安全性。

其次，现在是一个每天都在不断发展与变化的世界，物价几乎每天都在提升，在未来还不知道会是什么样，就目前而言，国家占地给拆迁费就已经很多了，在未来，随着人口的增长，地价必回上涨，所以直流输电就成为了解决问题的关键。直流输电输送距离远，可以直接送到想要去的地方，大大减少了架设许多电线杆与高架塔的支出，减少了占地面积，从而让土地得到更好的应用。所以，直流输电在未来的价值还是十分可观的。

再就要说到我们国家的矿产资源，河流资源分布的问题了。中国的煤炭、石油、天然气、矿物大多分布在西北方，而南方有长江，有著名的葛洲坝、三峡大坝水利工程，可以发电，然而，一旦进入夏季用电高峰期，南方各大城市的用电便开始变得紧张。反观北方有许多火力发电厂，用电一点不紧。如果可以采用直流输电的方式，那么可以大大缓解用电压力，到冬天时也可以为寒冷的北方分担压力，把多余的电额传输到北方，形成互补，不会造成资源的浪费。

最后，随着时代地发展，越来越多的人意识到环境问题，环境地保护刻不容缓，所以科学家们大多开始着手开发无污染的新能源，但是这都需要一个优秀的传输方法，直流传输自然时倍受青睐，特别是还有近几年开始投入使用的特高压技术，这也是基于直流传输开发出来的新型传输方法，所以，更加说明了直流传输有很多可取之处。不论如何，直流传输发展起来的趋势已经是势不可挡了，这是未来会颇受关注的话题。

3 结语

在各国政府大力支持下，直流输电正处于大力发展阶段，而且在输送电流的过程中，几乎全都是超高压。单回线路的输电能力比前阶段有了很大增加，发展速度很快。直流输电从常规直流输电向VSC-HDVC转变，达到有功无功快速独立控制，潮流反转方便快捷，事故后快速恢复和黑启动能力，可以向无缘电网供电。未来的日子还有很长，直流输电的技术必定会变得成熟实用，成为我国乃至全世界的主要输电方式。

参考文献：

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