特高压交、直流路线的重要性与应用

特高压输电被誉为“电力高速公路”。纵览世界电网百年发展史，虽然直流交流之辩存在多时，但电压等级由低至高、联网规模由小到大这一资源配置趋势却从未改变。当能源短缺、气候变化的阴影逐渐成为世界性的难题，发展以特高压交直流电网为骨干网架的坚强智能电网，连通电力高速公路，已是能源大国的必然选择。

早在19世纪末，科学界就曾上演过“交、直流之争”。发明家爱迪生、物理学家开尔文极力主张直流输电，威斯汀豪斯和费朗蒂则主张交流输电。最终，交流输电以组网和便捷的升压优势，成为电力系统发展的起点。一百多年过去，交流电虽然占据着电网发电的主流，但直流电的相对优势仍旧存在。大功率电力电子技术的发展与成熟，使得直流输电受到青睐，远距离大功率输送促使直流输电进一步发展。同样电压等级的直流电能还具有输送功率更大、损耗更小的优势。

直流输电只具有输电功能、不能形成网络，类似于“直达航班”，中间不能落点，定位于超远距离、超大容量“点对点”输电。直流输电可以减少或避免大量过网潮流，潮流方向和大小均能方便地进行控制，而高压直流输电必须依附于坚强的交流电网才能发挥作用。

与直流输电相比，交流输电则具有输电和构建网络双重功能，类似于“公路交通网”，可以根据电源分布、负荷布点、输送电力、电力交换等实际需要构成电网。中间可以落点，电力的接入、传输和消纳十分灵活，定位于构建坚强的各级输电网络和经济距离下的大容量、远距离输电，广泛应用于电源的送出，为直流输电提供重要支撑。

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图4-2　直流输电系统的基本构成

1—无功补偿装置；2—交流断路器；3—交流滤波器；4—换流变压器；5—换流装置；6—平波电抗器；7—避雷器；8—直流滤波器；9—直流输电线；10—保护和控制

为此，电网的发展不可能单纯依靠直流输电，也不可能单纯依靠交流输电，需要构建交流、直流相互支撑的坚强电网。无论从技术、安全还是经济的角度，构建交直流混合电网，才能充分发挥各自的功能和优势，这已是电网发展的基本共识。

目前，全球大量国家都采用了大范围交直流混合电网技术。随着电压等级从10kV、110kV到500kV、1000kV，电网规模不断扩大，交直流输电技术在工程上也逐步实现高度融合。