特高压直流输电技术优化方案

构建跨国、跨洲的广域互联能源网，需要各电压等级序列的电工装备来适应不同距离的输电需求。±1100kV特高压直流的经济输电距离可达到3000km以上，已基本满足跨国间的电力联网，但6000km以上的洲际联网，需要更高电压等级、更大输送容量的直流电气设备。±1500kV特高压直流成套设备的研制与应用，能够有效解决广域互联能源网中大功率、远距离电力流传输问题。在特高压直流输电背景下，大容量、抗高应力直流开关设备才能满足广域能源互联网构建需求。同时，为应对广域互联能源网各种复杂形势，在环保、占地要求极为严格的地区和国家，小型化、轻量化气体绝缘直流开关设备将极大地提高广域互联能源网的运转效率。由于广域互联能源网的建设电压等级相对较高、传输容量相对较大，设备需要的绝缘水平较高，导致设备制造难度大大增加。为了降低设备绝缘水平，同时提高设备的可造性，需要研发具有新动作原理的可控避雷器。

其次，广域互联能源网的建设将面临高海拔、极寒极热、常年覆冰等极端恶劣的气候与地质环境，能够抵御极端条件的特高压直流设备成为建设广域互联能源网的基本要素。极寒地区阀厅内外的温差较大，导致气体压力不均匀，低温使套管内部气体液化。另外，套管额定电流的大幅增加，导致套管内部发热更为严重，发热是导致直流套管故障的重要原因，迫切需要研制出适用于极寒环境下大容量输电的±1100kV直流套管。极寒极热气候条件都将导致换流变压器绝缘特性发生改变，严重影响换流变压器的安全运行，需要研制在极端气候条件下的±1100kV大容量换流变压器。考虑到广域互联能源网所处地质、气候等外界条件的影响，高电压、大通流能力电缆设备的研制将大大降低广域互联能源网的建设难度。在气温变化大、风暴侵袭、雷闪、雨淋、结冰、洪水、湿雾等恶劣自然条件的地区与国家，埋地电缆将大大提高电网运行可靠性。跨洲联网、海上大型风电基地的集成开发都将对直流海缆提出更高的技术要求。此外，大吨位线路绝缘子和耐高寒、耐腐蚀金具也成为制约广域互联能源网构建的限制因素。(www.xing528.com)

广域互联能源网势必成为集常规特高压交直流电网、多端柔性直流电网、交直流配网相互耦合作用的综合体。发展和建设特高压柔性直流输电工程，与常规特高压电网互联，实现真正意义上的灵活交直流特高压耦合电网，充分发挥常规特高压和柔性特高压二者的技术优势，实现超大规模清洁能源的直流送出与灵活消纳。在交直流强耦合电网下，保证故障直流线路的快速退出。同时，在故障状态下，保障其他互联直流线路的正常运行，实现直流线路的大范围组网，特高压直流断路器的研制迫在眉睫。大规模交直流混合电网作为广域互联能源网重要的组成部分，为了彻底解决受端换相失败问题，增强整个能源互联系统的稳定性，有必要开发融合了传统LCC-HVDC和VSC-HVDC优点的新一代混合直流输电控制保护装置。