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1、 从 国际大电网会议看直流输电技术的发展方向徐 政，屠卿瑞，裘 鹏（ 浙江大学电气工程学院， 杭州 ）摘 要：根据 国际大电网会议与高压直流输电和电力电子技术对应的 技术委员会发表的论文， 探讨了直流输电技术的发展方向以及代表性的工程， 论述了基于两端直流输电技术的多端直流输电技术、 及以上的直流输电技术、 模块化多电平电压源换流器型直流输电技术、 基于两电平级联式换流器型直流输电技术、 混合式电压源换流器型直流输电技术以及基于电压源换流器的多端直流输电技术。关键词：两端直流输电；多端直流输电；特高压直流输电；电压源换流器型直流输电；模块化多电平电压源换流器型直流输电；两电平级联式换流器型直流
2、输电；混合式电压源换流器型直流输电 ， ， （ ， ， ， ） ： （ ） ， ， ， ， ， ， ， 引言第 届 国 际 大 电 网 会 议 （ ） 于 年月 日至 日在法国巴黎召开。此次会议上， 与高压直流输电和电力电子技术对应的 技术委员会（ ： ）共发表论文 篇， 其中与高压直流输电技术相关的论文为 篇。在这 篇论文中， 关于传统直流输电（ ） 的占 篇 ， 关于电压源换流器型直流输电（ ） 的占篇 。本文试图通过这些论文， 探讨直流输电技术发展的新方向。 传统直流输电的发展方向 基于两端直流输电技术的多端直流输电技术随着特大容量、 超长距离电力输送需求的增长，单回直流输电线路输送 已
3、是一个明确的目标。因此， 多个分散式送端通过一回长距离、 特高压直流输电线路送电到多个分散式受端的直流输电结构不论在技术上还是在经济上都具有很强的竞争力。主要理由如下：当输电距离超过 时， 不加串补的交流输电已不可能达到其自然功率 ； 因此即使对于 的特高压交流输电， 当输电距离超出 时， 单回不加串补的特高压交流输电线路的输送容量也不可能超过其自然功率 ； 而当输电距离超过 时， 即使考虑 的串联补偿， 特高压交流输电线路的输送容量也不可能超过其自然功率 ； 因此对于超过 、 的特大容量、 超长距离输电任务， 采用特高压直流输电几乎是唯一的选择。当输送 容量 超过 时， 通常送端需要多个电源
4、点， 这种情况下， 与其采用交流输电将多个电源点汇集到一个送端， 还不如直接采用多个分散式直流送端来得简单、 合理。当输送容量达到 时， 采用一个受端落点来消纳功率通常比较困难， 且出线密集容易导致短路电流超标， 故障时对受端交流系统的冲击也太大， 而采用多个分散式受端来消纳功率则更容易， 故障时对受端交流系统的冲击也较小。这种多个分散式送端通过一回长距离、 特高压直流输电线路送电到多个分散式受端的直流输电结构如图所示。尽管这种结构的直流输电系统可以认为是一种多端直流输电系统， 但本质上， 它仍然可图 基于两端直流输电技术的多端直流输电系统 以沿用两端直流输电系统的技术。主要表现在两个方面：这
5、种结构的多端直流输电系统不需要高压直流断路器就能有效处理直流线路上的故障， 其直流线路故障处理技术与两端直流输电系统是一样的。这种结构的多端直流输电系统的控制策略与两端直流输电系统相比没有太大的改变。 的 论文介绍了印度将要实施的这样一个基于两端直流输电技术的多端直流输电系统 直流输电工程。该多端直流输电系统的接线如图所示。下面将对 直流输电工程的技术特点作一个初步的归纳：） 工程概况。 的额定电压是 ， 额定输送功率是 。 的送端有 个， 一个位于印度东北部地区的 ， 另一个位于印度东部地区的 ； 的受端只有个， 位于印度首都新德里附近的以泰姬陵而著名的工业城市 。第个送端 与第 个送端 之
6、间 的 距 离 为 ， 第个 送 端 与受端 之间的距离为 。该系统为远距离单方向输电系统， 且所有换流站都接入 交流系统。送端两个换流站每极都由个 脉动换流器组成， 该 脉动换流器的额定直流电压是 、 额定容量是 ， 过载能力是 ； 受端 换流站每极由个 脉动换流器并联组成， 每个 脉动换流器的额定直流电压、 额定容量和过载能力与送端的 脉动换流器相对应。这样， 即使该输电系统中的送端或受端有个 脉动换流器故障退出， 利用其他个换流器的过载能力也能够保证输送额定功率 。该工程计划 年进入实施阶段， 首先在 个月内完成从 到 的直流输电线路以及 换流站和 换流站中的第对双极换流器（ 构成双极系
7、统） ， 再在其后的 个月内完成 换流站和 换流站中的第对双极换流器（ 构成双极系统） 。因此， 多端直流输电系统计划在 个月内完成。） 接地极。 可以按双极、 单极大地和单极金属回线方式运行， 也可以按混合方式运行， 即一个线段按单极运行， 其余线段按双极运行； 且单极运行的线段既可以采用大地回线方式， 又可以采用金属回线方式。 的个换流站分别设置了接地极， 且为了提高可靠性， 受端 换流站的两个并联双极分别设置了相互独立的接地极线路， 如图所示。接地极电流按单极运行时的最大稳态过载电流 考虑。） 换流器控制模式。送端相距 的两个并联整流器都是按定直流电流进行独立控制的， 换流变压器的分接头
8、用以调整阀侧交流电压以使触发角在额定值附近。受端 换流站中至少有个逆变器按定直流电压控制， 以维持直流线路上的电压为额定值。） 直流线路故障的清除方法。当故障发生在 线路段时， 故障清除采用常规两端直流输电系统的方法， 即一旦检测到直流线路故障，相应极的整流器就强制移相， 转入逆变运行状态约 ， 以清除弧道离子， 然后再进行重起动。如果故障仍然存在， 则一共进行次全压重起动和次降压重起动。当故障发生在 线路段时， 只考虑次重起动； 如果重起动失败， 则 的整流器会控制直流电流到零， 然后通过一个高压高速开关将该线路段和 整流器一起与 整流站隔离。这样， 常规断路器就可以被用作为上述的高速高压开关。而 整流器所损失的功率则可以通过该系统其余部分的过载能力来补偿。） 平波电抗器布置。 系统的平波电抗器布置如图所示， 可见有相当部分的平波电抗器被布置在中
