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1、（二）电力系统,将一次能源转换成二次能源系统,送电过程：发电机升压高压输电线路降压配电.,全球最大特高压直流输电工程投运,2012年12月12日，由我国自主研发、设计、建设的四川锦屏江苏苏南800千伏特高压直流输电工程（以下称锦苏工程）全面完成系统调试和试运行，正式投入商业运行。 据悉，该工程是继特高压交流和直流示范工程成功之后，国家电网公司建成的第三个特高压输电工程，代表了当今世界直流输电技术的最高水平。作为目前全球输送容量最大、送电距离最远、电压等级最高的直流输电工程，锦苏工程将特高压直流输送容量从640万千瓦提升到720万千瓦，输电距离首次突破2000公里，创造了特高压直流输电的新纪录。
2、工程采用的主要设备均为当前世界上电压最高、通流能力最强和容量最大的直流设备。,中国 超高压输电 特高压输电线800KV 2009年国家电网投资将达3500亿元， 重点仍然在于特、超高压电网以及跨区送电工程 2009年起，国家电网，35年，投入五六百亿元 60-80% 投往远程控制、交互智能等 初期投资只需要3000亿元至5000亿元，但对变压器、智能终端、网络管理技术等行业拉动巨大,特高压输电线,在输电的功率相同的情况下，高压输电的电流较小，而低压输电电流较大，因为功率 P = UI，P 一定，则 U 升高，I 就降低；U 降低，I 就升高。同时输电过程中，电流通过导线，而导线必然有电阻，于是
3、就在电线上产生一定的压降，该压降的大小 U = IR，R 为传输导线的电阻，I 即为上边提到的输电电流 I。由于这部分压降以及电线的电阻，就有一部分功率 P = UI = IR 消耗在传输导线上，转变成了热量散发到空气中，也就是说这一部分功率损失在导线上。由于导线的电阻 R 为一定值，输电电流 I 减小的话，则导线上损失的功率 P 也会降低。 在传输功率相同的情况下，为了减小在传输过程中损失的功率，提高输电电压，降低输电电流能有效降低在传输过程中的损失，电压越大损失越小。故为了降低传输的损失，采用高压输电。,特高压输电线,假如导线的电阻为零，则采用低压输电也不会有功率损失； 另一方面虽然导线的
4、电阻虽然不大，但是长距离算下来可不是个小数字。 那么，由以上可见，采用特高压输电一方面就是为了更多的减少在输电过程中的损失。 当然，使用特高压还能降低导线的成本。现举例说明：假如我们用相同的电流 I 输送一定的电功率，特高压输电电压为 100 千伏，则功率为输电电流 I 乘以 100 千伏，而使用较低电压 50 千伏输电就要使用两组输电线路，其中每一个都是 50 千伏、输电电流 I 的输电线路，这样才和 100 千伏输送的功率相等，而 100 千伏高电压只用一组输电线路，这样就节约了输电线成本。,高压直流输电,1.跨海输电 2.远距离输电 3.联接两个不同频率的电网，并可实现定电流控制，限制短
5、路电流。,远距离输电及跨海输电 跨海输电及远距离输电容量大，如采用交流输电，由于距离长，线路感抗也将增大，从而限制了输送容量，而且造成运行不稳定。另外，由于交流线路存在分布电抗和对地分布电容，会引起线路电压在很大范围内发生变化，必须投入无功补偿设备，投资增加。若采用直流输电，则不存在此类问题。 直流输电线路具有架设方便、能耗小、导线截面可得到充分利用及绝缘强度高等优点，使其更适宜于远距离大容量输电。,高压直流输电,联接两个不同频率的电网，并可实现定电流控制，限制短路电流。 若将电能从交流系统A输送到交流系统B，则换流装置把交流整流成直流，通过直流电网输送给换流装置，换流装置再把直流逆变为与交流
6、系统B同频率同相位的交流电馈送给交流系统B。,直流输电系统结构示意图,高压直流输电,高压直流输电,高压直流电力输变电应用技术包括5个环节。交流升压整流高压直流输电高压变流（逆变）交流降压输电,高压直流输电,造价省一半多，能力覆盖交流特高压的输电范围直流输电可更好替代交流特高压输电,对于交流输电线路，一条线路由A、B、C三相线路组成，通常所说的一回即指由A、B、C三相线路组成一条输电通道 。双回路指的两个变电站之间用两条输电线路连接，有时两条线路都挂在一基铁塔上，叫同塔双回。目测的话，输电线路一回有3相，双回一共有6相,高压直流输电,国家电网公司准备在“十二五”采用三华特高压同步电网解决华北、华
7、东、华中地区的电力需求，工程总耗资估计在6000亿元以上。根据国网公司的报告，在比较大容量远距输电方式上采用五个标准，即输送容量、经济输电距离、输电损耗、走廊占地、工程投资，而且还用这些标准得到交流特高压输电的比较优势。根据国网的标准，采用国网公司公布的数据，清华大学电机系王仲鸿认为，与交流特高压输电比较，直流输电有巨大的优越性，主要的综合经济指标（元/公里千瓦）可以节约投资一半以上。这个结论符合一切交流特高压输电的适用范围，即直流输电可以全面、经济地替代交流特高压输电。,高压直流输电,大容量远距离 交流特高压均不如直流输电 交流特高压输电工程适用范围是输电距离在500-600公里及以上、百万
8、千瓦级及以上的输电容量，而直流输电的输电能力覆盖了交流特高压的输电范围。输电容量和输电距离是大容量远距输电能力的标志，交流特高压输电在这两个方面都不如直流输电。 中国已经实现了500KV到800KV直流输电工程，不存在技术障碍。根据国网公司公布的文章（直流输电系统电压等级序列研究），对应两直流电压的典型输电容量是300万千瓦和750万千瓦（一个输电通道），覆盖的输电距离达2500公里以上。而交流特高压目前一个通道（两回输电线路）的工程输电容量仅为500万千瓦，设计的输电距离不超过2500公里。,高压直流输电,输电距离600公里，直流输电比交流特高压输电节约一半，输电距离越远，直流输电越经济。根
9、据国网两个交流特高压工程设计和国网资料，我们采取相同的输电功率（500万千瓦/通道）和对应输电距离，就可以得到以下的交直流工程造价比较表（见前图），结果是直流输电比交流特高压输电至少节约一半，而且越远越节约。输电距离长达2000公里以上时，直流输电的造价仅为交流特高压输电的1/5。,高压直流输电,直流输电的损耗与交流特高压输电相当。理论上800KV直流输电与交流1000KV的综合输电损耗相当，原因是直流比交流输电导线利用率高，而交流变压器比直流输电的变流装置效率高。比较是在经济电流密度相同的条件下进行的，具有可比性。如果电流密度不同，电流密度小的输电损耗小，但输电线因此带来截面和投资增加，综合
10、结果也不经济。,高压直流输电,直流输电走廊占地仅为交流特高压输电的1/3。根据国网资料，800千伏直流通道输电容量为交流特高压输电通道容量的150%，直流输电只需要正负双极输电线，而交流特高压输电要23相输电线。一极直流输电线与每相输电线截面相当，所以直流的输电走廊占地只有交流特高压输电的约1/3，这些已为工程实际所证实。比较还没有计入交流特高压输电的外加无功补偿变电站。与直流输电比，相隔约 250公里的输电通道就需要多增加200亩以上的占地。 结合三华特高压网的具体情况，采用直流输电等替代方案，可以节约资金约3000亿元以上，足以采取措施治理直流输电替代方案可能带来的技术问题。,高压直流输电
11、,为什么直流输电更有经济优势 优势一：在电压相近的条件下，直流的一极输电线与交流特高压的每相输电线的输电效果相近，架空线部分的直流输电造价至少节约2/3。 优势二：交流特高压输电通道需要每隔250公里设立分段无功补偿变电站，造价约为25亿元，这是交流特高压输电比直流输电外加多出的造价，削弱了长距输电的优势。 优势三：直流输电造价构成中最贵的是两端的换流装置，输电线不需要无功补偿的变电站支出，随着输电距离加长，单位造价会进一步下降。,外加无功补偿变电站,交流远距离输电时，电流的相位在交流输电系统的两端会产生显著的相位差；并网的各系统交流电的频率虽然规定统一为50HZ，但实际上常产生波动这两种因素
12、引起交流系统不能同步运行，需要用复杂庞大的补偿系统和综合性很强的技术加以调整，否则就可能在设备中形成强大的循环电流损坏设备，或造成不同步运行的停电事故在技术不发达的国家里，交流输电距离一般不超过300km 而直流输电线路互连时，它两端的交流电网可以用各自的频率和相位运行，不需进行同步调整,外加无功补偿变电站,在电缆输电线路中，直流输电没有电容电流产生，而交流输电线路存在电容电流，引起损耗 在一些特殊场合，必须用电缆输电例如高压输电线经过大城市时，采用地下电缆；输电线经过海峡时，要用海底电缆由于电缆芯线与大地之间构成同轴电容器，在交流高压输线路中，空载电容电流极为可观（高压电缆的对地电容电流远大于架空线对地电容电流，SEE 式（1-2）一条200kV的电缆，每千米的电容约为0.2F，每千米需供给充电功率约3103kw，在每千米输电线路上，每年就要耗电2.6107kwh而在直流输电中，由于电压波动很小，基本上没有电容电流加在电缆上,高压直流输电,输电方式的选择，本质上是工程的技术经济优化比较问题，充分发挥专业人员的责任感和积极性，加大科学的工程数值比较，吸引不同意见的研究论证，才有可能减少国家垄断企业缺乏市场竞争和有效监管的负面影响，也能为提高国家工程决策的科学性和电力创新能力作出积极贡献。,
