直流輸電技術的優點與不足

直流輸電技術的優點與不足

 直流輸電技術的優點：

   經濟方面：

（1）線路造價低。對于架空輸電線，交流用三根導線，而直流一般用兩根，采用大地或海 水作回路時只要一根，能節省大量的線路建設費用。對于電纜，由于絕緣介質的直流強度遠 高于交流強度，如通常的油浸紙電纜，直流的允許工作電壓約為交流的3倍，直流電纜的投 資少得多。

（2）年電能損失小。直流架空輸電線只用兩根，導線電阻損耗比交流輸電小;沒有感抗和容 抗的無功損耗;沒有集膚效應， 導線的截面利用充分。 另外， 直流架空線路的“空間電荷效應” 使其電暈損耗和無線電干擾都比交流線路小。 所以，直流架空輸電線路在線路建設初投資和年運行費用上均較交流經濟。

   技術方面：

（1）不存在系統穩定問題，可實現電網的非同期互聯，而交流電力系統中所有的同步發電 機都保持同步運行。由此可見，在一定輸電電壓下，交流輸電容許輸送功率和距離受到網絡 結構和參數的限制，還須采取提高穩定性的措施，增加了費用。而用直流輸電系統連接兩個 交流系統，由于直流線路沒有電抗，不存在上述穩定問題。因此，直流輸電的輸送容量和距 離不受同步運行穩定性的限制.還可連接兩個不同頻率的系統，實現非同期聯網，提高系統 的穩定性。

（2）限制短路電流。如用交流輸電線連接兩個交流系統，短路容量增大，甚至需要更換斷 路器或增設限流裝置。然而用直流輸電線路連接兩個交流系統，直流系統的“定電流控制’， 將快速把短路電流限制在額定功率附近，短路容量不因互聯而增大。

（3）調節快速，運行可靠。直流輸電通過可控硅換流器能快速調整有功功率，實現“潮流翻 轉”（功率流動方向的改變） ，在正常時能保證穩定輸出，在事故情況下，可實現健全系統對 故障系統的緊急支援，也能實現振蕩阻尼和次同步振蕩的抑制。在交直流線路并列運行時， 如果交流線路發生短路， 可短暫增大直流輸送功率以減少發電機轉子加速， 提高系統的可靠 性。

（4）沒有電容充電電流。直流線路穩態時無電容電流，沿線電壓分布平穩，無空、輕載時 交流長線受端及中部發生電壓異常升高的現象，也不需要并聯電抗補償。

（5）節省線路走廊。按同電壓500 kV 考慮，一條直流輸電線路的走廊～40 m，一條交流 線路走廊～50 m，而前者輸送容量約為后者2倍，即直流傳輸效率約為交流2倍。

    直流輸電技術的不足：

（1）換流裝置較昂貴。這是限制直流輸電應用的zui主要原因。在輸送相同容量時，直流線 路單位長度的造價比交流低;而直流輸電兩端換流設備造價比交流變電站貴很多。這就引起 了所謂的“等價距離”問題。

（2）消耗無功功率多。一般每端換流站消耗無功功率約為輸送功率的40%～60%,需要無 功補償。

（3）產生諧波影響。換流器在交流和直流側都產生諧波電壓和諧波電流，使電容器和發電 機過熱、換流器的控制不穩定，對通信系統產生干擾。

（4）就技術和設備而言，直流波形無過零點，滅弧困難。目前缺乏直流開關而是通過閉鎖 換流器的控制脈沖信號實現開關功能。 若多條直流線路匯集一個地區， 一次故障也可能造成 多個逆變站閉鎖， 而且在多端供電方式中無法單獨地切斷事故線路而需切斷全部線路， 從而會對系統造成重大沖擊。

（5）從運行維護來說，直流線路積污速度快、污閃電壓低，污穢問題較交流線路更為嚴重。 與西方發達國家相比， 目前我國大氣環境相對較差， 這使直流線路的清掃及防污閃更為困難。 設備故障及污穢嚴重等原因使直流線路的污閃率明顯高于交流線路。

（6）不能用變壓器來改變電壓等級。直流輸電主要用于長距離大容量輸電、交流系統之間 異步互聯和海底電纜送電等。與直流輸電比較，現有的交流500kV 輸電（經濟輸送容量為1 000 kW,輸送距離為300~500 km）已不能滿足需要，只有提高電壓