特高壓直流設(shè)備技術(shù)可行嗎
自20世紀(jì)50年代高壓直流輸電投運(yùn)以來，經(jīng)過50多年的發(fā)展，高壓、超高壓直流輸電技術(shù)已逐步完善，其中巴西兩回±600千伏超高壓直流輸電工程已運(yùn)行20多年，我國的±500千伏超高壓直流輸電工程也已建設(shè)、運(yùn)行近20年，通過超高壓直流輸電工程的建設(shè)、運(yùn)行，對(duì)直流輸電技術(shù)有了更成熟的認(rèn)識(shí)，也為±800千伏特高壓直流輸電工程的設(shè)備制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
上世紀(jì)70、80年代，前蘇聯(lián)進(jìn)行過±750千伏特高壓直流輸電工程實(shí)踐，其主要設(shè)備已通過出廠試驗(yàn)并已建成1000多公里輸電線路。國際工業(yè)界和學(xué)術(shù)界對(duì)超過±600千伏的特高壓直流輸電技術(shù)的研究一直沒有中斷，主要工作集中在±800千伏這一電壓等級(jí)。1000千伏級(jí)交流輸電技術(shù)的研究和開發(fā)，特別是前蘇聯(lián)和日本交流特高壓工程的建設(shè)和運(yùn)行，以及750千伏級(jí)交流輸電30多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，交流變壓器、避雷器、開關(guān)等關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)已發(fā)展成熟，有關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)盡管不能直接照搬，但可在±800千伏特高壓直流設(shè)備的研發(fā)過程中充分借鑒。各種研究和試驗(yàn)均表明，±800千伏特高壓直流輸電技術(shù)工程應(yīng)用的條件已經(jīng)具備，目前已經(jīng)可以制造出±800千伏特高壓直流所需的所有設(shè)備，特高壓直流輸電技術(shù)用于實(shí)際工程是完全可行的。
自20世紀(jì)50年代高壓直流輸電投運(yùn)以來，經(jīng)過50多年的發(fā)展，高壓、超高壓直流輸電技術(shù)已逐步完善，其中巴西兩回±600千伏超高壓直流輸電工程已運(yùn)行20多年，我國的±500千伏超高壓直流輸電工程也已建設(shè)、運(yùn)行近20年，通過超高壓直流輸電工程的建設(shè)、運(yùn)行，對(duì)直流輸電技術(shù)有了更成熟的認(rèn)識(shí)，也為±800千伏特高壓直流輸電工程的設(shè)備制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
上世紀(jì)70、80年代，前蘇聯(lián)進(jìn)行過±750千伏特高壓直流輸電工程實(shí)踐，其主要設(shè)備已通過出廠試驗(yàn)并已建成1000多公里輸電線路。國際工業(yè)界和學(xué)術(shù)界對(duì)超過±600千伏的特高壓直流輸電技術(shù)的研究一直沒有中斷，主要工作集中在±800千伏這一電壓等級(jí)。1000千伏級(jí)交流輸電技術(shù)的研究和開發(fā)，特別是前蘇聯(lián)和日本交流特高壓工程的建設(shè)和運(yùn)行，以及750千伏級(jí)交流輸電30多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，交流變壓器、避雷器、開關(guān)等關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)已發(fā)展成熟，有關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)盡管不能直接照搬，但可在±800千伏特高壓直流設(shè)備的研發(fā)過程中充分借鑒。各種研究和試驗(yàn)均表明，±800千伏特高壓直流輸電技術(shù)工程應(yīng)用的條件已經(jīng)具備，目前已經(jīng)可以制造出±800千伏特高壓直流所需的所有設(shè)備，特高壓直流輸電技術(shù)用于實(shí)際工程是完全可行的。
換流站主要設(shè)備特點(diǎn)及主要作用是什么
換流站是直流輸電工程中直流和交流進(jìn)行相互能量轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)，除有交流場等與交流變電站相同的設(shè)備外，直流換流站還有以下特有設(shè)備：換流器、換流變壓器、交直流濾波器和無功補(bǔ)償設(shè)備、平波電抗器。
換流器主要功能是進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換，從最初的汞弧閥發(fā)展到現(xiàn)在的電控和光控晶閘管閥，換流器單位容量在不斷增大。
換流變壓器是直流換流站交直流轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵設(shè)備，其網(wǎng)側(cè)與交流場相聯(lián)，閥側(cè)和換流器相聯(lián)，因此其閥側(cè)繞組需承受交流和直流復(fù)合應(yīng)力。由于換流變壓器運(yùn)行與換流器的換向所造成的非線性密切相關(guān)，在漏抗、絕緣、諧波、直流偏磁、有載調(diào)壓和試驗(yàn)方面與普通電力變壓器有著不同的特點(diǎn)。
交直流濾波器為換流器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的特征諧波提供入地通道。換流器運(yùn)行中產(chǎn)生大量的諧波，消耗換流容量40％～60％的無功。交流濾波器在濾波的同時(shí)還提供無功功率。當(dāng)交流濾波器提供的無功不夠時(shí)，還需要采用專門的無功補(bǔ)償設(shè)備。
平波電抗器能防止直流側(cè)雷電和陡波進(jìn)入閥廳，從而使換流閥免于遭受這些過電壓的應(yīng)力；能平滑直流電流中的紋波。另外，在直流短路時(shí)，平波電抗器還可通過限制電流快速變化來降低換向失敗概率。
換流站是直流輸電工程中直流和交流進(jìn)行相互能量轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)，除有交流場等與交流變電站相同的設(shè)備外，直流換流站還有以下特有設(shè)備：換流器、換流變壓器、交直流濾波器和無功補(bǔ)償設(shè)備、平波電抗器。
換流器主要功能是進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換，從最初的汞弧閥發(fā)展到現(xiàn)在的電控和光控晶閘管閥，換流器單位容量在不斷增大。
換流變壓器是直流換流站交直流轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵設(shè)備，其網(wǎng)側(cè)與交流場相聯(lián)，閥側(cè)和換流器相聯(lián)，因此其閥側(cè)繞組需承受交流和直流復(fù)合應(yīng)力。由于換流變壓器運(yùn)行與換流器的換向所造成的非線性密切相關(guān)，在漏抗、絕緣、諧波、直流偏磁、有載調(diào)壓和試驗(yàn)方面與普通電力變壓器有著不同的特點(diǎn)。
交直流濾波器為換流器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的特征諧波提供入地通道。換流器運(yùn)行中產(chǎn)生大量的諧波，消耗換流容量40％～60％的無功。交流濾波器在濾波的同時(shí)還提供無功功率。當(dāng)交流濾波器提供的無功不夠時(shí)，還需要采用專門的無功補(bǔ)償設(shè)備。
平波電抗器能防止直流側(cè)雷電和陡波進(jìn)入閥廳，從而使換流閥免于遭受這些過電壓的應(yīng)力；能平滑直流電流中的紋波。另外，在直流短路時(shí)，平波電抗器還可通過限制電流快速變化來降低換向失敗概率。
特高壓直流輸電技術(shù)的主要特點(diǎn)
?。?）特高壓直流輸電系統(tǒng)中間不落點(diǎn)，可點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、大功率、遠(yuǎn)距離直接將電力送往負(fù)荷中心。在送受關(guān)系明確的情況下，采用特高壓直流輸電，實(shí)現(xiàn)交直流并聯(lián)輸電或非同步聯(lián)網(wǎng)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較松散、清晰。
?。?）特高壓直流輸電可以減少或避免大量過網(wǎng)潮流，按照送受兩端運(yùn)行方式變化而改變潮流。特高壓直流輸電系統(tǒng)的潮流方向和大小均能方便地進(jìn)行控制。
?。?）特高壓直流輸電的電壓高、輸送容量大、線路走廊窄，適合大功率、遠(yuǎn)距離輸電。
?。?）在交直流并聯(lián)輸電的情況下，利用直流有功功率調(diào)制，可以有效抑制與其并列的交流線路的功率振蕩，包括區(qū)域性低頻振蕩，明顯提高交流的暫態(tài)、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性能。
?。?）大功率直流輸電，當(dāng)發(fā)生直流系統(tǒng)閉鎖時(shí)，兩端交流系統(tǒng)將承受大的功率沖擊。
?。?）特高壓直流輸電系統(tǒng)中間不落點(diǎn)，可點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、大功率、遠(yuǎn)距離直接將電力送往負(fù)荷中心。在送受關(guān)系明確的情況下，采用特高壓直流輸電，實(shí)現(xiàn)交直流并聯(lián)輸電或非同步聯(lián)網(wǎng)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較松散、清晰。
?。?）特高壓直流輸電可以減少或避免大量過網(wǎng)潮流，按照送受兩端運(yùn)行方式變化而改變潮流。特高壓直流輸電系統(tǒng)的潮流方向和大小均能方便地進(jìn)行控制。
?。?）特高壓直流輸電的電壓高、輸送容量大、線路走廊窄，適合大功率、遠(yuǎn)距離輸電。
?。?）在交直流并聯(lián)輸電的情況下，利用直流有功功率調(diào)制，可以有效抑制與其并列的交流線路的功率振蕩，包括區(qū)域性低頻振蕩，明顯提高交流的暫態(tài)、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性能。
?。?）大功率直流輸電，當(dāng)發(fā)生直流系統(tǒng)閉鎖時(shí)，兩端交流系統(tǒng)將承受大的功率沖擊。
如何進(jìn)行特高壓直流輸電線路導(dǎo)線型式的選擇？
在特高壓直流輸電工程中，線路導(dǎo)線型式的選擇除了要滿足遠(yuǎn)距離安全傳輸電能外，還必須滿足環(huán)境保護(hù)的要求。其中，線路電磁環(huán)境限值的要求成為導(dǎo)線選擇的最主要因素。同時(shí)，從經(jīng)濟(jì)上講，線路導(dǎo)線型式的選擇還直接關(guān)系到工程建設(shè)投資及運(yùn)行成本。因此特高壓直流導(dǎo)線截面和分裂型式的研究，除了要滿足經(jīng)濟(jì)電流密度和長期允許載流量的要求外，還要在綜合考慮電磁環(huán)境限值以及建設(shè)投資、運(yùn)行損耗的情況下，通過對(duì)不同結(jié)構(gòu)方式、不同海拔高度下導(dǎo)線表面場強(qiáng)和起暈電壓的計(jì)算研究，以及對(duì)電場強(qiáng)度、離子流密度、可聽噪聲和無線電干擾進(jìn)行分析，從而確定最終的導(dǎo)線分裂型式和子導(dǎo)線截面。對(duì)于±800千伏特高壓直流工程，為了滿足環(huán)境影響限值要求，尤其是可聽噪聲的要求，應(yīng)采用6×720平方毫米及以上的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。
在特高壓直流輸電工程中，線路導(dǎo)線型式的選擇除了要滿足遠(yuǎn)距離安全傳輸電能外，還必須滿足環(huán)境保護(hù)的要求。其中，線路電磁環(huán)境限值的要求成為導(dǎo)線選擇的最主要因素。同時(shí)，從經(jīng)濟(jì)上講，線路導(dǎo)線型式的選擇還直接關(guān)系到工程建設(shè)投資及運(yùn)行成本。因此特高壓直流導(dǎo)線截面和分裂型式的研究，除了要滿足經(jīng)濟(jì)電流密度和長期允許載流量的要求外，還要在綜合考慮電磁環(huán)境限值以及建設(shè)投資、運(yùn)行損耗的情況下，通過對(duì)不同結(jié)構(gòu)方式、不同海拔高度下導(dǎo)線表面場強(qiáng)和起暈電壓的計(jì)算研究，以及對(duì)電場強(qiáng)度、離子流密度、可聽噪聲和無線電干擾進(jìn)行分析，從而確定最終的導(dǎo)線分裂型式和子導(dǎo)線截面。對(duì)于±800千伏特高壓直流工程，為了滿足環(huán)境影響限值要求，尤其是可聽噪聲的要求，應(yīng)采用6×720平方毫米及以上的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。
如何確定特高壓直流線路的走廊寬度和鄰近民房時(shí)的房屋拆遷范圍？
特高壓直流輸電線路的走廊寬度主要依據(jù)兩個(gè)因素確定：1. 導(dǎo)線最大風(fēng)偏時(shí)保證電氣間隙的要求；2.滿足電磁環(huán)境指標(biāo)（包括電場強(qiáng)度、離子流密度、無線電干擾和可聽噪聲）限值的要求。根據(jù)線路架設(shè)的特點(diǎn)，在檔距中央影響最為嚴(yán)重。研究表明，對(duì)于特高壓直流工程，線路鄰近民房時(shí)，通過采取拆遷措施，保證工程建成后的電氣間隙和環(huán)境影響滿足國家規(guī)定的要求。通常工程建設(shè)初期進(jìn)行可行性研究時(shí)就要計(jì)算電場強(qiáng)度、離子流密度、無線電干擾和可聽噪聲的指標(biāo)，只有這些指標(biāo)滿足國家相關(guān)規(guī)定時(shí)，工程才具備核準(zhǔn)條件。
特高壓直流輸電技術(shù)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢體現(xiàn)在哪兒？
800千伏直流輸電方案的單位輸送容量投資約為±500千伏直流輸電方案的72％。溪洛渡、向家壩、烏東德、白鶴灘水電站送出工程采用±800千伏級(jí)直流與采用±620千伏級(jí)直流相比，輸電線路可以從10回減少到6回，并節(jié)約綜合投資約150億元。
特高壓直流輸電線路的走廊寬度主要依據(jù)兩個(gè)因素確定：1. 導(dǎo)線最大風(fēng)偏時(shí)保證電氣間隙的要求；2.滿足電磁環(huán)境指標(biāo)（包括電場強(qiáng)度、離子流密度、無線電干擾和可聽噪聲）限值的要求。根據(jù)線路架設(shè)的特點(diǎn)，在檔距中央影響最為嚴(yán)重。研究表明，對(duì)于特高壓直流工程，線路鄰近民房時(shí)，通過采取拆遷措施，保證工程建成后的電氣間隙和環(huán)境影響滿足國家規(guī)定的要求。通常工程建設(shè)初期進(jìn)行可行性研究時(shí)就要計(jì)算電場強(qiáng)度、離子流密度、無線電干擾和可聽噪聲的指標(biāo)，只有這些指標(biāo)滿足國家相關(guān)規(guī)定時(shí)，工程才具備核準(zhǔn)條件。
特高壓直流輸電技術(shù)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢體現(xiàn)在哪兒？
800千伏直流輸電方案的單位輸送容量投資約為±500千伏直流輸電方案的72％。溪洛渡、向家壩、烏東德、白鶴灘水電站送出工程采用±800千伏級(jí)直流與采用±620千伏級(jí)直流相比，輸電線路可以從10回減少到6回，并節(jié)約綜合投資約150億元。
直流特高壓送出工程技術(shù)研究實(shí)現(xiàn)了哪些技術(shù)創(chuàng)新？
近年來，通過對(duì)金沙江下游水電和錦屏水電送出方案的滾動(dòng)研究和綜合論證，推薦金沙江一期送出工程采用3回±800千伏、640萬千瓦特高壓直流送出方案。目前，已經(jīng)完成了直流送出工程和送端500千伏配套工程可行性研究報(bào)告，并通過了評(píng)審。直流輸電工程的環(huán)境影響評(píng)價(jià)、水土保持方案、地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估、壓覆礦產(chǎn)評(píng)估、地震安全性評(píng)價(jià)和文物普探六項(xiàng)專題工作也于近期順利完成。
在技術(shù)研究中，立足科技創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，取得了突破性進(jìn)展：
1.提出單回±800千伏、640萬千瓦直流方案，該方案充分發(fā)揮特高壓直流的規(guī)模優(yōu)勢，通過工程實(shí)踐，其標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)具有十分廣闊的市場前景。
2.研制6英寸晶閘管元件，將在中國建成世界惟一的6英寸元件生產(chǎn)線，研制和開發(fā)6英寸元件（換流閥），將大大提升中國的電力電子業(yè)制造水平。
3.研究重冰區(qū)線路熔冰，通過適當(dāng)改變特高壓直流系統(tǒng)接線方式、短時(shí)增大通過線路的電流方案，在覆冰嚴(yán)重時(shí)段對(duì)線路進(jìn)行熔冰，可大規(guī)模降低線路本體投資。
4.開展污穢測量，采用完全自主設(shè)計(jì)開發(fā)的直流污穢測量系統(tǒng)，開展特高壓工程站址直流積污試驗(yàn)，總體技術(shù)處于國際先進(jìn)水平。
5.開展走廊數(shù)字化和整體航飛，將溪洛渡、向家壩水電站的出線規(guī)劃作為一個(gè)系統(tǒng)工程，進(jìn)行了整體航飛，提高了出線規(guī)劃工作的準(zhǔn)確性，節(jié)省工程費(fèi)用。
6.提出并研究特高壓直流電磁環(huán)境指標(biāo)，提出將原《高壓直流架空輸電線路設(shè)計(jì)導(dǎo)則》要求的標(biāo)稱場強(qiáng)，改為以對(duì)環(huán)境產(chǎn)生實(shí)際影響并可直接測量的合成場強(qiáng)指標(biāo)，用以衡量直流線路的電場的修改意見，優(yōu)化了原導(dǎo)則，已被國家環(huán)?？偩植杉{。
近年來，通過對(duì)金沙江下游水電和錦屏水電送出方案的滾動(dòng)研究和綜合論證，推薦金沙江一期送出工程采用3回±800千伏、640萬千瓦特高壓直流送出方案。目前，已經(jīng)完成了直流送出工程和送端500千伏配套工程可行性研究報(bào)告，并通過了評(píng)審。直流輸電工程的環(huán)境影響評(píng)價(jià)、水土保持方案、地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估、壓覆礦產(chǎn)評(píng)估、地震安全性評(píng)價(jià)和文物普探六項(xiàng)專題工作也于近期順利完成。
在技術(shù)研究中，立足科技創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，取得了突破性進(jìn)展：
1.提出單回±800千伏、640萬千瓦直流方案，該方案充分發(fā)揮特高壓直流的規(guī)模優(yōu)勢，通過工程實(shí)踐，其標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)具有十分廣闊的市場前景。
2.研制6英寸晶閘管元件，將在中國建成世界惟一的6英寸元件生產(chǎn)線，研制和開發(fā)6英寸元件（換流閥），將大大提升中國的電力電子業(yè)制造水平。
3.研究重冰區(qū)線路熔冰，通過適當(dāng)改變特高壓直流系統(tǒng)接線方式、短時(shí)增大通過線路的電流方案，在覆冰嚴(yán)重時(shí)段對(duì)線路進(jìn)行熔冰，可大規(guī)模降低線路本體投資。
4.開展污穢測量，采用完全自主設(shè)計(jì)開發(fā)的直流污穢測量系統(tǒng)，開展特高壓工程站址直流積污試驗(yàn)，總體技術(shù)處于國際先進(jìn)水平。
5.開展走廊數(shù)字化和整體航飛，將溪洛渡、向家壩水電站的出線規(guī)劃作為一個(gè)系統(tǒng)工程，進(jìn)行了整體航飛，提高了出線規(guī)劃工作的準(zhǔn)確性，節(jié)省工程費(fèi)用。
6.提出并研究特高壓直流電磁環(huán)境指標(biāo)，提出將原《高壓直流架空輸電線路設(shè)計(jì)導(dǎo)則》要求的標(biāo)稱場強(qiáng)，改為以對(duì)環(huán)境產(chǎn)生實(shí)際影響并可直接測量的合成場強(qiáng)指標(biāo)，用以衡量直流線路的電場的修改意見，優(yōu)化了原導(dǎo)則，已被國家環(huán)?？偩植杉{。
特高壓直流輸電在我國應(yīng)用前景如何？
特高壓直流輸電具備點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、超遠(yuǎn)距離、大容量送電能力，主要定位于我國西南大水電基地和西北大煤電基地的超遠(yuǎn)距離、超大容量外送。
特高壓直流在我國的應(yīng)用前景廣闊。以國家電網(wǎng)為例，金沙江一期溪洛渡和向家壩送出工程將采用3回±800千伏、640萬千瓦直流特高壓送出，四川錦屏水電站采用1回±800千伏、640萬千瓦直流特高壓送出，以上工程計(jì)劃在2011年底～2016年期間陸續(xù)建成投運(yùn)。金沙江二期烏東德、白鶴灘水電站送出工程也將采用3回±800千伏、640萬千瓦直流特高壓送出。發(fā)展特高壓直流輸電，還為我國后備能源基地西藏水電和新疆煤電開發(fā)提供經(jīng)濟(jì)的輸電方式，為加強(qiáng)與俄羅斯、蒙古、哈薩克斯坦等國的電力合作提供技術(shù)保障。
特高壓直流輸電具備點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、超遠(yuǎn)距離、大容量送電能力，主要定位于我國西南大水電基地和西北大煤電基地的超遠(yuǎn)距離、超大容量外送。
特高壓直流在我國的應(yīng)用前景廣闊。以國家電網(wǎng)為例，金沙江一期溪洛渡和向家壩送出工程將采用3回±800千伏、640萬千瓦直流特高壓送出，四川錦屏水電站采用1回±800千伏、640萬千瓦直流特高壓送出，以上工程計(jì)劃在2011年底～2016年期間陸續(xù)建成投運(yùn)。金沙江二期烏東德、白鶴灘水電站送出工程也將采用3回±800千伏、640萬千瓦直流特高壓送出。發(fā)展特高壓直流輸電，還為我國后備能源基地西藏水電和新疆煤電開發(fā)提供經(jīng)濟(jì)的輸電方式，為加強(qiáng)與俄羅斯、蒙古、哈薩克斯坦等國的電力合作提供技術(shù)保障。
從系統(tǒng)特性看，特高壓直流輸電和特高壓交流輸電有哪些區(qū)別？
從技術(shù)上看，采用±800千伏特高壓直流輸電，線路中間無需落點(diǎn)，能夠?qū)⒋罅侩娏χ彼痛筘?fù)荷中心；在交直流并列輸電情況下，可利用雙側(cè)頻率調(diào)制有效抑制區(qū)域性低頻振蕩，提高斷面暫（動(dòng)）穩(wěn)極限；解決大受端電網(wǎng)短路電流超標(biāo)問題。采用1000千伏交流輸電，中間可以落點(diǎn)，具有電網(wǎng)功能；加強(qiáng)電網(wǎng)支撐大規(guī)模直流送電；從根本上解決大受端電網(wǎng)短路電流超標(biāo)和500千伏線路輸電能力低的問題，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
從輸電能力和穩(wěn)定性能看，采用±800千伏特高壓直流輸電，輸電穩(wěn)定性取決于受端電網(wǎng)有效短路比（ESCR）和有效慣性常數(shù)（Hdc）以及送端電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。采用1000千伏交流輸電，輸電能力取決于線路各支撐點(diǎn)的短路容量和輸電線路距離(相鄰兩個(gè)變電站落點(diǎn)之間的距離)；輸電穩(wěn)定性（同步能力）取決于運(yùn)行點(diǎn)的功角大?。ň€路兩端功角差）。
從需要注意的關(guān)鍵技術(shù)問題看，采用±800千伏特高壓直流輸電，要注重受端電網(wǎng)靜態(tài)無功功率平衡和動(dòng)態(tài)無功功率備用及電壓穩(wěn)定性問題，要注重多回直流饋入系統(tǒng)因同時(shí)換相失敗引起的系統(tǒng)電壓安全問題。采用1000千伏交流輸電，要注重運(yùn)行方式變化時(shí)的交流系統(tǒng)調(diào)相調(diào)壓問題；要注重嚴(yán)重故障條件下，相對(duì)薄弱斷面大功率轉(zhuǎn)移等問題；要注重大面積停電事故隱患及其預(yù)防措施。
從技術(shù)上看，采用±800千伏特高壓直流輸電，線路中間無需落點(diǎn)，能夠?qū)⒋罅侩娏χ彼痛筘?fù)荷中心；在交直流并列輸電情況下，可利用雙側(cè)頻率調(diào)制有效抑制區(qū)域性低頻振蕩，提高斷面暫（動(dòng)）穩(wěn)極限；解決大受端電網(wǎng)短路電流超標(biāo)問題。采用1000千伏交流輸電，中間可以落點(diǎn)，具有電網(wǎng)功能；加強(qiáng)電網(wǎng)支撐大規(guī)模直流送電；從根本上解決大受端電網(wǎng)短路電流超標(biāo)和500千伏線路輸電能力低的問題，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
從輸電能力和穩(wěn)定性能看，采用±800千伏特高壓直流輸電，輸電穩(wěn)定性取決于受端電網(wǎng)有效短路比（ESCR）和有效慣性常數(shù)（Hdc）以及送端電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。采用1000千伏交流輸電，輸電能力取決于線路各支撐點(diǎn)的短路容量和輸電線路距離(相鄰兩個(gè)變電站落點(diǎn)之間的距離)；輸電穩(wěn)定性（同步能力）取決于運(yùn)行點(diǎn)的功角大?。ň€路兩端功角差）。
從需要注意的關(guān)鍵技術(shù)問題看，采用±800千伏特高壓直流輸電，要注重受端電網(wǎng)靜態(tài)無功功率平衡和動(dòng)態(tài)無功功率備用及電壓穩(wěn)定性問題，要注重多回直流饋入系統(tǒng)因同時(shí)換相失敗引起的系統(tǒng)電壓安全問題。采用1000千伏交流輸電，要注重運(yùn)行方式變化時(shí)的交流系統(tǒng)調(diào)相調(diào)壓問題；要注重嚴(yán)重故障條件下，相對(duì)薄弱斷面大功率轉(zhuǎn)移等問題；要注重大面積停電事故隱患及其預(yù)防措施。
與超高壓直流輸電相比，特高壓直流輸電有哪些技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢？
和±600千伏級(jí)及600千伏以下超高壓直流相比，特高壓直流輸電的主要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢可歸納為以下六個(gè)方面：
一、輸送容量大。采用4000安培晶閘管閥，±800千伏直流特高壓輸電能力可達(dá)到640萬千瓦，是±500千伏、300萬千瓦高壓直流方式的2.1倍，是±600千伏級(jí)、380萬千瓦高壓直流方式的1.7倍，能夠充分發(fā)揮規(guī)模輸電優(yōu)勢。
二、送電距離長。采用±800千伏直流輸電技術(shù)使得超遠(yuǎn)距離的送電成為可能，經(jīng)濟(jì)輸電距離可以達(dá)到2500公里甚至更遠(yuǎn)，為西南大水電基地開發(fā)提供了輸電保障。
三、線路損耗低。在導(dǎo)線總截面、輸送容量均相同的情況下，±800千伏直流線路的電阻損耗是±500千伏直流線路的39％，是±600千伏級(jí)直流線路的60％，提高輸電效率，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。
四、工程投資省。根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)部門的計(jì)算，對(duì)于超長距離、超大容量輸電需求，±800千伏直流輸電方案的單位輸送容量綜合造價(jià)約為±500千伏直流輸電方案的72％，節(jié)省工程投資效益顯著。
五、走廊利用率高。±800千伏、640萬千瓦直流輸電方案的線路走廊為76米，單位走廊寬度輸送容量為8.4萬千瓦/米，是±500千伏、300萬千瓦方案和±620千伏、380萬千瓦方案的1.3倍左右，提高輸電走廊利用效率，節(jié)省寶貴的土地資源；由于單回線路輸送容量大，顯著節(jié)省山谷、江河跨越點(diǎn)的有限資源。
六、運(yùn)行方式靈活。國家電網(wǎng)公司特高壓直流輸電擬采用400＋400千伏雙十二脈動(dòng)換流器串聯(lián)的接線方案，運(yùn)行方式靈活，系統(tǒng)可靠性大大提高。任何一個(gè)換流閥模塊發(fā)生故障，系統(tǒng)仍能夠保證75％額定功率的送出。
和±600千伏級(jí)及600千伏以下超高壓直流相比，特高壓直流輸電的主要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢可歸納為以下六個(gè)方面：
一、輸送容量大。采用4000安培晶閘管閥，±800千伏直流特高壓輸電能力可達(dá)到640萬千瓦，是±500千伏、300萬千瓦高壓直流方式的2.1倍，是±600千伏級(jí)、380萬千瓦高壓直流方式的1.7倍，能夠充分發(fā)揮規(guī)模輸電優(yōu)勢。
二、送電距離長。采用±800千伏直流輸電技術(shù)使得超遠(yuǎn)距離的送電成為可能，經(jīng)濟(jì)輸電距離可以達(dá)到2500公里甚至更遠(yuǎn)，為西南大水電基地開發(fā)提供了輸電保障。
三、線路損耗低。在導(dǎo)線總截面、輸送容量均相同的情況下，±800千伏直流線路的電阻損耗是±500千伏直流線路的39％，是±600千伏級(jí)直流線路的60％，提高輸電效率，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。
四、工程投資省。根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)部門的計(jì)算，對(duì)于超長距離、超大容量輸電需求，±800千伏直流輸電方案的單位輸送容量綜合造價(jià)約為±500千伏直流輸電方案的72％，節(jié)省工程投資效益顯著。
五、走廊利用率高。±800千伏、640萬千瓦直流輸電方案的線路走廊為76米，單位走廊寬度輸送容量為8.4萬千瓦/米，是±500千伏、300萬千瓦方案和±620千伏、380萬千瓦方案的1.3倍左右，提高輸電走廊利用效率，節(jié)省寶貴的土地資源；由于單回線路輸送容量大，顯著節(jié)省山谷、江河跨越點(diǎn)的有限資源。
六、運(yùn)行方式靈活。國家電網(wǎng)公司特高壓直流輸電擬采用400＋400千伏雙十二脈動(dòng)換流器串聯(lián)的接線方案，運(yùn)行方式靈活，系統(tǒng)可靠性大大提高。任何一個(gè)換流閥模塊發(fā)生故障，系統(tǒng)仍能夠保證75％額定功率的送出。
直流輸電線路的絕緣子片數(shù)是如何確定的？
由于直流線路的靜電吸附作用，直流線路的污穢水平要比同樣條件下的交流線路的高，所需的絕緣子片數(shù)也比交流的多，其絕緣水平主要決定于絕緣子串的污穢放電特性。因此，目前在選擇絕緣子片數(shù)時(shí)主要有兩種方法：1.按照絕緣子人工污穢試驗(yàn)采用絕緣子污耐受法，測量不同鹽密下絕緣子的污閃電壓，從而確定絕緣子的片數(shù)。2. 按照運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)采用爬電比距法，一般地區(qū)直流線路的爬電比距為交流線路的兩倍。兩種方法中，前者直觀，但需要大量的試驗(yàn)和檢測數(shù)據(jù)，且試驗(yàn)檢測的結(jié)果分散性大。后者簡便易行，但精確性較差。實(shí)際運(yùn)用中，通常將兩者結(jié)合進(jìn)行。
由于直流線路的靜電吸附作用，直流線路的污穢水平要比同樣條件下的交流線路的高，所需的絕緣子片數(shù)也比交流的多，其絕緣水平主要決定于絕緣子串的污穢放電特性。因此，目前在選擇絕緣子片數(shù)時(shí)主要有兩種方法：1.按照絕緣子人工污穢試驗(yàn)采用絕緣子污耐受法，測量不同鹽密下絕緣子的污閃電壓，從而確定絕緣子的片數(shù)。2. 按照運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)采用爬電比距法，一般地區(qū)直流線路的爬電比距為交流線路的兩倍。兩種方法中，前者直觀，但需要大量的試驗(yàn)和檢測數(shù)據(jù)，且試驗(yàn)檢測的結(jié)果分散性大。后者簡便易行，但精確性較差。實(shí)際運(yùn)用中，通常將兩者結(jié)合進(jìn)行。
特高壓直流換流站設(shè)備面臨的主要問題是什么？
特高壓直流換流站設(shè)備面臨的關(guān)鍵問題有以下幾類：
1. 因電壓等級(jí)升高，換流變壓器閥側(cè)繞組、出線結(jié)構(gòu)和套管的內(nèi)絕緣問題將是需要解決的主要難題之一。閥側(cè)繞組承受較高的交直流混合場強(qiáng)，需使用大量的絕緣成型件等絕緣材料。±800千伏換流變壓器閥側(cè)引線絕緣成型件的研制和試驗(yàn)，閥繞組主絕緣、匝絕緣的場強(qiáng)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)是設(shè)備研制中需重點(diǎn)解決的難題。
2.因換流站污穢等級(jí)較高而造成的直流場設(shè)備絕緣問題。直流設(shè)備的污閃在直流場事故中占很大比重，是需要重點(diǎn)解決的難題。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)研究，由于直流場的吸污特性，直流設(shè)備的爬電距離約為同等污穢條件下交流設(shè)備爬距的2倍。隨著城市化和工業(yè)化的發(fā)展，大氣污染問題日益嚴(yán)重，特高壓直流換流站污穢已達(dá)Ⅱ級(jí)甚至Ⅲ級(jí)水平，按此要求爬距需達(dá)到70毫米/千伏或更高的要求。在特高壓電壓下，按標(biāo)準(zhǔn)要求的爬電比距設(shè)計(jì)，設(shè)備已超過現(xiàn)有制造或運(yùn)行能承受的高度。在重污穢地區(qū)，戶內(nèi)場或設(shè)備合成化是解決耐污問題的兩個(gè)可行途徑。國家電網(wǎng)公司已將此問題作為重點(diǎn)研究項(xiàng)目，在換流站址進(jìn)行直流場強(qiáng)下的污穢實(shí)測，確定合理、客觀的直流污穢水平，通過實(shí)際尺寸試驗(yàn)等深入研究，確保設(shè)備具有安全、合理的外絕緣水平，以保障特高壓直流安全穩(wěn)定運(yùn)行。
特高壓直流換流站設(shè)備面臨的關(guān)鍵問題有以下幾類：
1. 因電壓等級(jí)升高，換流變壓器閥側(cè)繞組、出線結(jié)構(gòu)和套管的內(nèi)絕緣問題將是需要解決的主要難題之一。閥側(cè)繞組承受較高的交直流混合場強(qiáng)，需使用大量的絕緣成型件等絕緣材料。±800千伏換流變壓器閥側(cè)引線絕緣成型件的研制和試驗(yàn)，閥繞組主絕緣、匝絕緣的場強(qiáng)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)是設(shè)備研制中需重點(diǎn)解決的難題。
2.因換流站污穢等級(jí)較高而造成的直流場設(shè)備絕緣問題。直流設(shè)備的污閃在直流場事故中占很大比重，是需要重點(diǎn)解決的難題。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)研究，由于直流場的吸污特性，直流設(shè)備的爬電距離約為同等污穢條件下交流設(shè)備爬距的2倍。隨著城市化和工業(yè)化的發(fā)展，大氣污染問題日益嚴(yán)重，特高壓直流換流站污穢已達(dá)Ⅱ級(jí)甚至Ⅲ級(jí)水平，按此要求爬距需達(dá)到70毫米/千伏或更高的要求。在特高壓電壓下，按標(biāo)準(zhǔn)要求的爬電比距設(shè)計(jì)，設(shè)備已超過現(xiàn)有制造或運(yùn)行能承受的高度。在重污穢地區(qū)，戶內(nèi)場或設(shè)備合成化是解決耐污問題的兩個(gè)可行途徑。國家電網(wǎng)公司已將此問題作為重點(diǎn)研究項(xiàng)目，在換流站址進(jìn)行直流場強(qiáng)下的污穢實(shí)測，確定合理、客觀的直流污穢水平，通過實(shí)際尺寸試驗(yàn)等深入研究，確保設(shè)備具有安全、合理的外絕緣水平，以保障特高壓直流安全穩(wěn)定運(yùn)行。
國家電網(wǎng)特高壓直流工程有哪些特點(diǎn)？
國家電網(wǎng)公司首次提出±800千伏、4000安培、 640萬千瓦系列特高壓直流工程方案。溪洛渡、向家壩和錦屏共采用4回±800千伏特高壓直流輸電工程送出，每回輸送容量為640萬千瓦，是目前規(guī)劃中電壓等級(jí)最高，容量最大的直流輸電工程。
因輸送容量大，電壓高造成高端換流變壓器體積大，運(yùn)輸重量增加，據(jù)廠家概念設(shè)計(jì)估算，送端高端換流變壓器最大重量可達(dá)360噸/臺(tái)。由于送端地區(qū)運(yùn)輸條件限制，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，國家電網(wǎng)公司在金沙江外送特高壓直流輸電工程站址規(guī)劃中，將送端3個(gè)換流站全部集中在四川宜賓市，既解決大件設(shè)備的運(yùn)輸問題，又節(jié)省了工程造價(jià)，而且有利于特高壓換流站的運(yùn)行維護(hù)。
國家電網(wǎng)公司首次提出±800千伏、4000安培、 640萬千瓦系列特高壓直流工程方案。溪洛渡、向家壩和錦屏共采用4回±800千伏特高壓直流輸電工程送出，每回輸送容量為640萬千瓦，是目前規(guī)劃中電壓等級(jí)最高，容量最大的直流輸電工程。
因輸送容量大，電壓高造成高端換流變壓器體積大，運(yùn)輸重量增加，據(jù)廠家概念設(shè)計(jì)估算，送端高端換流變壓器最大重量可達(dá)360噸/臺(tái)。由于送端地區(qū)運(yùn)輸條件限制，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，國家電網(wǎng)公司在金沙江外送特高壓直流輸電工程站址規(guī)劃中，將送端3個(gè)換流站全部集中在四川宜賓市，既解決大件設(shè)備的運(yùn)輸問題，又節(jié)省了工程造價(jià)，而且有利于特高壓換流站的運(yùn)行維護(hù)。
