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高压直流输电的发展趋势和前景

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:高压直流输电的发展主要经历了三个发展阶段,即试验性阶段、发展阶段、大力发展阶段。1954年世界上第一个直流输电工程——果特兰岛直流输电工程在瑞典投入商业运行,标志着HDVC从此进入稳步发展阶段。表11-1我国主要直流输电工程一览表续表

高压直流输电的发展趋势和前景

1.国外直流输电发展概况

直流输电的发展与换流技术的发展(特别是高压大功率换流设备的发展)有密切联系。高压直流输电的发展主要经历了三个发展阶段,即试验性阶段、发展阶段、大力发展阶段。

(1)第一阶段(1954年前)——试验性阶段。1882年世界上第一个直流输电工程在德国首次试验成功,标志着HVDC从此进入试验性阶段。该工程送端为米期巴赫煤矿,受端为慕尼黑国际展览会,电压2kV,功率1.5kW,直流输电线路为57km电报线。该工程线路损耗高达78%。

试验性阶段HVDC主要特征:工程运行参数较低,运行方式复杂,可靠性低;换流设备几乎是低参数的汞弧阀;工程发展速度较慢。

(2)第二阶段(1954—1972年)——稳步发展阶段。1954年世界上第一个直流输电工程——果特兰岛直流输电工程在瑞典投入商业运行,标志着HDVC从此进入稳步发展阶段。该工程送端瑞典大陆,受端果特兰岛,电压100/150kV,功率20MW/30MW,利用96km海底电缆作为直流输电线路。

处于稳步发展阶段的HVDC的主要特征:HVDC完全进入实用化阶段;用途扩大;换流设备仍是汞弧阀,但参数和质量大大提高;工程投产速度加快,达到1个/2年。

(3)第三阶段(1972年以来)——大力发展阶段。1972年,加拿大伊尔河背靠背直流工程首次全部采用晶闸管元件,标志着HVDC从此进入大力发展阶段。

该阶段的HVDC主要特征:换流设备几乎都采用晶闸管;几乎所有工程都是超高压工程;单回线输电能力增强;发展速度非常快,规模越来越大,工程投产速度平均2个/年。

截至2003年,世界上已投运的直流输电工程有76个,其中晶闸管阀工程65个,汞弧阀工程11个。

1997年3月,随着世界上第一个采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)组成电压源换流器的直流输电工业性实验工程(Hellsjon工程)在瑞典投入使用,这种被称为轻型直流输电(HVDCLight)工程在小型输电工程中具有较好竞争力。目前,世界上已有11个HVDC Light工程投入运行,随着IGBT等器件容量的提高,这些新型的半导体换流器件将会取代普通晶闸管。(www.xing528.com)

2.我国直流输电发展

1958年我国开始研究HVDC。

1963年电力科学研究院建成国内第一个晶闸管阀模拟装置(5A),开始对直流输电技术及控制保护系统的研究。

1974年在西安高压电器研究所建成8.5kV、200A、1.7MW的背靠背换流试验站,对一次设备和二次设备及控制保护特性、故障类型进行考核试验。

1977年在上海利用杨树浦发电厂到九龙变电所之间的23kV交流报废电缆,建成了31kV、150A、4.65MW的直流输电实验工程,全长8.6km,对换流站产生的谐波和无线电干扰进行了实测和分析。

以上工作为国内直流输电工程的设计、调试和运行积累了宝贵的经验,进行了充分的技术准备。此后国内主要的HVDC工程见表11-1。

表11-1 我国主要直流输电工程一览表

续表

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