HVDC技术应用课件

HVDC技術應用2024年8月12日2交流輸電系統的技術問題輸電距離的限制穩定性問題

潮流難於控制振盪與搖擺2024年8月12日3交流輸電系統的技術問題交變的電磁場：無功問題恒定的電磁場：沒有無功問題電纜輸電情況下問題尤為突出！2024年8月12日4HVDCRectifierInverterLine/CableACsystemACsystemHVDCHighVoltageDirectCurrent2024年8月12日5利用穩定的直流電具有無感抗，無同步問題等優點而採用的大功率遠距離直流輸電。輸電過程為直流。常用於海底電纜輸電，非同步運行的交流系統之間的連絡等方面。高壓直流輸電技術被用於通過架空線和海底電纜遠距離輸送電能；同時在一些不適於用傳統交流聯接的場合，它也被用於獨立電力系統間的聯接

一、HVDC概述2024年8月12日6在一個高壓直流輸電系統中，電能從三相交流電網的一點導出,在換流站轉換成直流，通過架空線或電纜傳送到接受點；直流在另一側換流站轉化成交流後，再進入接收方的交流電網。直流輸電的額定功率通常大於100兆瓦，許多在1000-3000兆瓦之間。高壓直流輸電用於遠距離或超遠距離輸電，因為它相對傳統的交流輸電更經濟。應用高壓直流輸電系統，電能等級和方向均能得到快速精確的控制，這種性能可提高它所連接的交流電網性能和效率，直流輸電系統已經被普遍應用。一、HVDC概述2024年8月12日7高壓直流輸電是將三相交流電通過換流站整流變成直流電，然後通過直流輸電線路送往另一個換流站逆變成三相交流電的輸電方式。高壓直流輸電的主要設備是兩個換流站和直流輸電線。兩個換流站分別與兩端的交流系統相連接。HVDC的核心有兩個：整流與逆變一、HVDC概述2024年8月12日82024年8月12日9HVDC系統的組成及工作原理換流母線交流系統

I無功補償設備交流濾波器直流線路Vd

I

換流站I平波電抗器直流濾波器橋I換流母線換流變壓器斷路器橋II圖1.1HVDC原理圖換流站II交流系統

II無功補償設備交流濾波器換流變壓器Vd

II

斷路器2024年8月12日10換流站的主要設備包括換流器、換流變壓器、平波電抗器、交流濾波器、直流避雷器及控制保護設備等。換流器又稱換流閥是換流站的關鍵設備，其功能是實現整流和逆變。目前換流器多數採用晶閘管可控矽整流管)組成三相橋式整流作為基本單元，稱為換流橋。一般由兩個或多個換流橋組成換流系統，實現交流變直流直流變交流的功能。一、HVDC概述2024年8月12日11直流送電系統運行方式<一>兩端直流輸電系統（1）單極系統，大地、金屬線（或海水）作為回線，常用作故障切換運行方式；（2）雙級系統，常用的接線方式；（3）背靠背系統，無中間的輸電線路，常用作不同電網的互聯。<二>多端直流輸電系統，由三個或三個以上換流站連接換流站之間的高壓直流輸電系統，因技術原因，暫時還沒有被廣泛應用。一、HVDC概述2024年8月12日12HVDC系統構成方式-兩端MonopolarTransmissionLineTerminalATerminalBBipolarTransmissionLineTerminalATerminalBPole1Pole2單極系統雙極系統2024年8月12日13雙極系統：雙極運行方式Pole1Pole2TerminalATerminalBTransmissionLine1TransmissionLine22024年8月12日14雙極系統：單極運行、大地回路方式Pole1Pole2TerminalATerminalBTransmissionLine1TransmissionLine22024年8月12日15雙極系統：單極運行、金屬回路方式Pole1Pole2TerminalATerminalBTransmissionLine1TransmissionLine22024年8月12日16雙極系統：單極雙線並聯運行、大地回路方式Pole1Pole2TerminalATerminalBTransmissionLine1TransmissionLine22024年8月12日17兩端HVDC系統的典型設計方案

——雙極雙橋葛洲壩南橋209kVIdId－＋－＋－＋－＋~500kV500kV500kV198kV~220kV2024年8月12日18換流器在整流和逆變過程中將要產生5、7、11、13、17、19等多次諧波。為了減少各次諧波進入交流系統在換流站交流母線上要裝設濾波器。它由電抗線圈、電容器和小電阻3種設備串聯組成通過調諧的參數配合可濾掉多次諧波。一般在換流站的交流側母線裝有5、7、11、13次諧波濾波器組。一、HVDC概述2024年8月12日19直流輸電技術的主要優點是便於實現兩大電力系統的非同期聯網運行和不同頻率的電力系統的聯網;利用直流系統的功率調製能提高電力系統的阻尼，抑制低頻振盪，提高並列運行的交流輸電線的輸電能力。它的主要缺點是直流輸電線路難於引出分支線路絕大部分只用於端對端送電。加拿大原計畫開發和建設五端直流輸電系統現已建成三端直流輸電系統。實現多端直流輸電系統的主要技術困難是各種運行方式下的線路功率控制問題。目前，一般認為三端以上的直流輸電系統技術上難實現經濟合理性待研究。二、HVDC的特點2024年8月12日20二、HVDC的特點

最適合大容量、遠距離輸電的電能形態線路造價較低線路損耗較小非同步聯接可控制性好2024年8月12日21直流輸電系統的技術優勢三、採用HVDC技術的理由

無穩定性問題可快速控制潮流2024年8月12日22高壓直流輸電系統的經濟優勢：等價距離三、採用HVDC技術的理由2024年8月12日23高壓直流輸電系統的經濟優勢：等價距離直流輸電線造價低於交流輸電線路但換流站造價卻比交流變電站高得多。一般認為架空線路超過600-800km，電纜線路超過40-60km直流輸電較交流輸電經濟。隨著高電壓大容量可控矽及控制保護技術的發展，換流設備造價逐漸降低，等價距離縮短，使直流輸電近年來發展較快。我國葛洲壩一上海1100km。三、採用HVDC技術的理由2024年8月12日24高壓直流輸電系統的經濟優勢：線損三、採用HVDC技術的理由2024年8月12日25高壓直流輸電系統的經濟優勢：環境三、採用HVDC技術的理由2024年8月12日26ActualSituationWorldwideelectricalpowerconsumptionisprojectedtoincreasebyover70%duringthenext20years,implyingenormousinvestmentsinpowergeneration.LimitationsoftheHVACTechnologyACtransmissionfounditslimitsfortransmissionatverylongdistancesandforasynchronousinterconnections:Economical:expensivetransmissionlinesandrightsofwayTechnical:stabilityproblems,highlossesGenerationandconsumptioncentersseparatedbylongdistancesTendencytoaglobalenergymarket,resultingintheneedofnationalandinternationalgridinterconnections為什麼用HVDC？三、採用HVDC技術的理由2024年8月12日27ActualSituationWorldwideelectricalpowerconsumptionisprojectedtoincreasebyover70%duringthenext20years,implyingenormousinvestmentsinpowergeneration.LimitationsoftheHVACTechnologyACtransmissionfounditslimitsfortransmissionatverylongdistancesandforasynchronousinterconnections:Economical:expensivetransmissionlinesandrightsofwayTechnical:stabilityproblems,highlossesGenerationandconsumptioncentersseparatedbylongdistancesTendencytoaglobalenergymarket,resultingintheneedofnationalandinternationalgridinterconnections為什麼用HVDC？三、採用HVDC技術的理由現實情況：未來20年電力消費的增長導致巨大的電源建設投資全球電力市場化趨勢導致國內乃至國際電網互聯的需求電源中心遠離負荷中心HVAC技術的局限交流輸電技術在遠距離及非同步聯網時的局限經濟性：高投資的線路與路權技術性：穩定性問題，高線損2024年8月12日28HVDC的應用場合

長距離、大容量輸電（能源基地到負荷中心）聯絡線（電力系統之間或電力企業之間）電纜輸電（地下或海底）改造原有交流線路以增加輸電容量三、採用HVDC技術的理由2024年8月12日29國內已建成的HVDC線路

寧波－舟山群島（100kV，50MW，1988年投運）上海－嵊泗群島（

±50KV，60MW，2002年投運）葛洲壩－上海（

500kV，1200MW，1989年投運）天生橋－廣州（

500kV，1800MW，2001年雙極投運）三峽左岸－常州（

500kV，3000MW，2003年投運）三峽－廣東（

500kV，3000MW，2004年投運）貴州－廣東（

500kV，3000MW，2004年投運）靈寶背靠背（西北－華中聯網工程，2005年投運）四、中國的HVDC工程2024年8月12日30國內部分在建及規劃的HVDC線路

三峽－上海（

500kV，3000MW，預計2007年投運）貴州－廣東二回（

500kV，3000MW，預計2007年投運）

金沙江向家壩、溪洛渡外送工程（更高電壓等級？）

瀾滄江水電外送工程

……四、中國的HVDC工程2024年8月12日31直流輸電換流技術直流輸電穩態特性直流輸電控制系統與控制保護直流輸電系統故障分析與保護換流站無功補償與交流側濾波換流站直流側濾波……五、HVDC的主要技術2024年8月12日32工頻相控AC/DC換流器：電路圖nLsACBLsLsiaT1T4T6T3T5T2-+LdidNPvd三相晶閘管換流器電路+-vd=vBC5.1HVDC的基本原理2024年8月12日335.1HVDC的基本原理靜態均壓晶閘管動態均壓平波電抗組間均壓衝擊陡波均壓閥組件：晶閘管與均壓電路

受單只器件控制容量的限制，必須採取組合的形式以滿足工作要求2024年8月12日345.1HVDC的基本原理換流器橋臂橋臂符號組件2024年8月12日35換流器橋臂的構成5.1HVDC的基本原理換流器每個橋臂由多個器件組及橋臂保護電路構成每個器件組由多個單元及組保護電路構成每個單元由閥元件及元件保護電路構成特殊性：均壓、均流問題2024年8月12日365.1HVDC的基本原理閥、閥組件、閥廳2024年8月12日375.1HVDC的基本原理三相橋式換流器的優點

橋閥承受的電壓峰值較低換流變壓器容量較小換流變壓器接線較簡單閥的伏安容量較小直流電壓紋波較小基本的換流器單元閥的利用率高變壓器的利用率高2024年8月12日380<

<90

時，Vd>0，整流狀態90

<

<180

時，Vd<0，逆變狀態工頻相控AC/DC換流器：直流側平均電壓5.1HVDC的基本原理2024年8月12日39a3=90°IdVda0a1a2a5a4整流逆變工頻相控AC/DC換流器伏安特性5.1HVDC的基本原理2024年8月12日40HVDC系統原理框圖濾波正極12脈動A端濾波負極12脈動B端濾波及無功補償直流輸電線交流系統A交流系統BYYDYYYDYLdLd5.1HVDC的基本原理2024年8月12日415.1HVDC的基本原理雙橋12脈動換流器直流電壓（a變化，u

=0）2024年8月12日425.1HVDC的基本原理雙橋12脈動換流器直流電壓（a變化，u

>0）2024年8月12日43換流器交流側的特徵諧波與非特徵諧波

特徵諧波：由換流器結構決定非特徵諧波：由於理想條件不滿足而產生

必然會產生

在各次諧波中占主導地位（未裝濾波器時）

p脈動換流器直流側產生pk次諧波，交流側產生pk

1次諧波（k=1,2,3,…）5.2HVDC的諧波無功問題2024年8月12日44換流器交流側的特徵諧波與非特徵諧波

特徵諧波：由換流器結構決定非特徵諧波：由於理想條件不滿足而產生

產生的情況與多種因素有關

在各次諧波中占次要地位（未裝濾波器時）要考慮裝設濾波器後可能的諧波放大問題5.2HVDC的諧波無功問題2024年8月12日45諧波的危害

附加損耗諧波過電壓對通信系統的干擾引起控制系統工作不正常引起繼電保護裝置誤動引起測量誤差

EMI……5.2HVDC的諧波無功問題2024年8月12日46減小諧波危害的方法

改變電路結構裝設濾波器5.2HVDC的諧波無功問題2024年8月12日47減小諧波危害的方法

改變電路結構裝設濾波器

雙橋或多橋換流器5.2HVDC的諧波無功問題2024年8月12日48減小諧波危害的方法

改變電路結構裝設濾波器

調諧濾波器（單調諧、雙調諧）高通濾波器平波電抗器（直流側）有源濾波器5.2HVDC的諧波無功問題2024年8月12日49換流器交流側濾波器結構與特性5.2HVDC的諧波無功問題2024年8月12日50換流器所需無功功率的補償

相控換流器工作時需要消耗大量無功功率交流濾波器可補償部分或全部所需無功補償電容器同步調相機（受端弱系統）靜止無功補償裝置（SVC、SVG）5.2HVDC的諧波無功問題2024年8月12日51交流側濾波器或補償電容器可能出現的問題

與電網阻抗的並聯諧振諧波放大或諧振電網阻抗的複雜性5.2HVDC的諧波無功問題2024年8月12日52基本控制原理+_+_+_+_+_+_整流器等效電路逆變器等效電路HVDC等效電路：外特性方程：HVDC的基本原理2024年8月12日53直流功率直流功率：結論：可以通過改變角度（）和交流電壓（）數值來調節輸出電流和輸出功率。HVDC的基本原理2024年8月12日54基本控制手段

觸發脈衝相位控制：調節

換流變分接頭控制：調節換流變分接頭項目觸發脈衝相位控制換流變分接頭控制調節範圍寬窄調節速度快慢調節平穩性平穩不平穩

結論主要控制手段輔助控制手段

HVDC控制手段：

兩類控制手段比較HVDC的基本原理2024年8月12日55HVDC的控制：分層控制HVDC的基本原理

系統級控制定功率控制調頻控制換流站控制站控（StationControl）極控（PoleControl）閥基電子設備（ValveBaseElectronics）2024年8月12日56HVDC的控制：系統框圖HVDC的基本原理2024年8月12日57HVDC的控制：控制系統框圖HVDC的基本原理2024年8月12日58HVDC的控制：人機介面HVDC的基本原理Ig=18g=18a=15I=6A=6Aa=152024年8月12日59換流變壓器（ABB）HVDC設備2024年8月12日60換流變壓器（Siemens，廣州換流站）HVDC設備2024年8月12日61換流變壓器（Siemens，廣州換流站）HVDC設備2024年8月12日62換流變壓器（Siemens，廣州換流站）HVDC設備2024年8月12日63換流器（閥）HVDC設備2024年8月12日64換流器（局部）HVDC設備2024年8月12日65換流器（組件）HVDC設備2024年8月12日66換流器（組件，局部）HVDC設備2024年8月12日67閥廳（Siemens，廣州換流站）HVDC設備2024年8月12日68平波電抗器HVDC設備2024年8月12日69交流側濾波器HVDC設備2024年8月12日70直流側有源濾波器（世界上首次商業應用）HVDC設備2024年8月12日71換流器水冷系統（廣州換流站）HVDC設備2024年8月12日72HVDC換流站（美國太平洋聯絡線）HVDC工程2024年8月12日73HVDC換流站（巴西伊泰普）HVDC工程2024年8月12日74HVDC技術的發展歷史汞弧整流器，50kV/200A真空管控制裝置第一個可控矽閥，50kV/200A用作監控的顯示器懸掛式可控矽閥，150kV/914A採用微型機的控制系統HVDC的發展2024年8月12日75HVDC的接地極問題HVDC面臨的新問題

大地（海水）回路在HVDC中的普遍應用接地極：故障的多發區危險的電位梯度電解腐蝕問題磁場影響

……2024年8月12日76直流多落點：廣東電網中的HVDC線路HVDC面臨的新問題2024年8月12日77直流多落點：現實與問題HVDC面臨的新問題HVDC在電網中比重不斷增加的趨勢發生同時或相繼故障的可能性連鎖反應引發的系統安全穩定問題系統所能容納的直流線路與容量多個接地極的通盤考慮

……2024年8月12日78採用什麼樣的直流：不同電壓等級、不同頻率的兩個交流系統聯網，或者兩個弱交流系統聯網，推薦直流工程（背靠背）。新能源發電並網、孤島供電、分佈式發電並網，推薦採用直流（柔性直流）。遠距離、大容量電力輸送。500公里以下，主要500kV直流，500－800公里，可討論660kV或500kV，800－1500公里，比選660kV和800kV直流，1500－2000公里，採用800kV直流，2000公里以上，比選800kV和1100kV直流。直流系統輸送功率和換流器容量，增大電流還是增大電壓。782024年8月12日79不同電壓等級直流輸電功率損耗率±500kV約4.2%約2.0%約8.2%±800kV±1100kV（每千公里）提高電壓的意義792024年8月12日80交流系統接入什麼電壓等級：一般大容量直流接入送受端主網架，目前交流側最高為500kV.對於西北地區，直接接入500kV，通過500kV/750kV聯變接入750kV主網。主要原因是直接接入750千伏電網的設備製造上難度極大（主要是換流變壓器），換流站費用高，工程建設週期延長。802024年8月12日8110.6%5.2%8.2%億千瓦時全社會用電量11.8%5.2%8.5%萬千瓦最大負荷13.6%4.1%8%萬千瓦全國裝機（二）發展特高壓的必要性一是滿足經濟社會發展對電力的需求812024年8月12日82我國能源資源分佈圖西藏臺灣煤炭資源水能資源負荷中心華中西北南方華東華北東北風電基地二是促進能源資源更大範圍優化配置822024年8月12日83能源消費進一步向東部集中西部地區中部地區東北地區東部地區2009年43.8％2020年45.8％2030年48.2％2009年10.8％2020年10.5％2030年10.0％2009年24.0％2020年22.4％2030年20.8％2009年21.4％2020年21.2％2030年21.0％未來能源需求增量主要轉向東部地區200920202030西部7.4410.0811.23中部6.639.5411.34東北3.354.735.40東部13.5820.6126.03億噸標煤832024年8月12日84西部地區中部地區東北地區東部地區2009年13.6％2020年12.0％2030年10.0％能源生產重心逐漸西移2009年8.5％2020年8.2％2030年8.0％2009年47.7％2020年49.8％2030年52.0％2009年30.2％2020年30.0％2030年30.0％未來能源產量增量轉向西部地區200920202030西部13.1218.6022.46中部8.3111.2112.96東北2.343.063.46東部3.744.484.32億噸標煤842024年8月12日85

控制東部、穩定中部、發展西部852024年8月12日86核電7.1%水電其他可再生煤炭58.0%18.5%石油8.8%天然氣4.8%2.8%2020年2008年煤炭68.7%核電6.6%水電其他可再生18.0%石油3.8%天然氣2.0%0.9%我國一次能源儲量情況總量占世界比重世界排位水能(可開發總量，億千瓦)417%1煤炭(可采儲量，億噸)202012.6%2石油(探明儲量，億噸)231.3%10天然氣(探明儲量，萬億立方米)2.231.3%22三是推動清潔能源的規模開發和利用862024年8月12日87十三大水電基地東北西北南方西藏哈密酒泉吉林江蘇河北蒙西蒙東“三華”受端電網遼寧大型風電基地分佈太陽能輻射量區域分佈872024年8月12日88

疆電外送。新疆地區煤炭和風能資源蘊藏豐富，是我國的重要能源基地。僅哈密地區預測儲量就達3638億噸，已探明儲量373億噸，新疆“九大風區”中有三個位於哈密，技術開發容量達25635萬千瓦，根據發展規劃，“十二五”期間新疆將新增水電裝機240萬千瓦，風電760萬千瓦，火電3446萬千瓦。准東成都哈密重慶鄭州882024年8月12日89四是推進節能減排目標實現單位：gS/m2.a>41.6~40.8~1.60.2~0.80.01~0.2<0.01

892024年8月12日90

五是促進不同區域協調發展

通過特高壓電網將煤電基地的電力輸送到中東部地區，到網電價低於當地煤電平均上網電價，有利於中東部地區節約土地資源、減小環保壓力、實現可持續發展，有利於西北部地區將資源優勢轉化為經濟優勢，推動區域經濟協調發展。

六是鞏固我國在國際電工領域的領先地位

特高壓電網的建設實踐和市場機遇，將進一步提升我國電力技術的國際競爭力和電工裝備製造業的創新發展實力。有利於推動我國電力和設備“走出去”，佔領世界市場，實現投資、出口雙拉動，實現從電力大國向電力強國的轉變。902024年8月12日91大煤電大水電大型可再生能源基地大核電特高壓一特四大912024年8月12日92電壓等級越高，技術難度就越大。特高壓直流代表了國際高壓直流輸電的最高水準，研發工作極具挑戰性。±800千伏特高壓直流輸電技術為中國首次提出，國際上沒有可供借鑒的經驗和標準，更沒有現成的設備。按照“科學論證、示範先行、自主創新、扎實推進”的原則，國家電網公司在“十一五”期間全面開展了特高壓直流輸電技術研究，通過產學研聯合攻關，大力開展自主創新，在五個方面取得了重大突破。（三）我國特高壓直流技術實踐成就922024年8月12日931、建成了世界一流的特高壓直流試驗研究體系

(三基地、兩中心)

特高壓直流試驗基地高海拔試驗基地特高壓工程力學試驗基地國家電網仿真中心特高壓直流輸電工程成套設計研發(實驗)中心932024年8月12日94特高壓直流試驗基地（北京）特高壓工程力學試驗基地（河北霸州）高海拔試驗基地（西藏）國家電網仿真中心（北京）國家能源特高壓直流輸電工程成套設計研發中心（北京）942024年8月12日95

開展130項特高壓直流輸電關鍵技術研究攻克全新電壓等級面臨的關鍵難題申請專利260項專利（其中發明專利108項），已獲授權專利129項（其中發明專利25項）創造了60多項世界紀錄2、在世界上率先掌握了±800千伏特高壓直流輸電技術952024年8月12日963、在世界上率先研製成功±800千伏特高壓直流設備

掌握了特高壓直流設備製造核心技術刷新了世界高壓直流設備性能參數主要紀錄國內電工裝備製造業實現全面產業升級國內高壓輸變電設備製造達到國際先進水準962024年8月12日97世界上首次研製成功電壓最高、容量最大的直流換流變壓器特高壓換流變壓器972024年8月12日98

特高壓換流變壓器：重要性：直流工程中的最重要設備，設備價格的40％；型式：單相雙繞組、單相三繞組、三相雙繞組、三相三繞組；982024年8月12日9999兩種型式800kV換流變換流變研製主要難點：①絕緣結構複雜，需要同時耐受交直流；②發熱和冷卻複雜；③直流側繞不能從線圈中部出線；④調壓級數多；⑤出線結構十分複雜；⑥尺寸大，重量大。2024年8月12日1001001000kV、750kV交流變壓器2024年8月12日101換流變採用可移動式Box-in方案高端換流變“Box-in”方案效果圖1012024年8月12日102

世界上首次研製成功代表直流輸電技術升級換代的的6英寸晶閘管6英寸晶閘管1022024年8月12日103特高壓換流閥世界上首次研製成功電壓最高、容量最大的換流閥晶閘管閥組件閥塔閥廳1032024年8月12日104特高壓幹式平波電抗器世界上首次研製成功電壓最高、通流能力最強的幹式平波電抗器1042024年8月12日105特高壓直流場設備主要品種：穿牆套管、平波電抗器、直流濾波器、隔離開關、接地開關、直流電流測量裝置、直流電壓測量裝置、RI濾波電容、各種避雷器等。1052024年8月12日106控制保護是全數字的，分層控制；主要特點：採用分佈式控制，由LAN進行相互通信，主要由常用微機CPU和DSP作為處理器；多重化結構，控制兩套，同時運行，一主一備，保護可採用3取2。106控制保護系統2024年8月12日107輔助系統的分類：水系統、站用電系統、空調通風系統；水系統：品質和可靠性；站用電系統：可靠性要求極高，典型結構；空調通風系統：保持溫度、濕度的穩定，降低灰塵對控制保護的可靠性十分關鍵，控制保護又決定工程可靠性。107輔助系統2024年8月12日108建立了包括5大類、123項標準的±800千伏特高壓直流輸電技術標準體系，已發佈行業標準10項、企業標準62項，正在編制國際標準4項。國際電工委員會（IEC）將高壓直流輸電新技術委員會(TC115)秘書處設在中國，提升了我國在國際電工領域的話語權。4、在世界上率先建立了特高壓直流技術標準體系1082024年8月12日109

向家壩－上海±800千伏特高壓直流輸電示範工程起於四川宜賓複龍換流站，止於上海奉賢換流站，途經四川、重慶、湖南、湖北、安徽、浙江、江蘇、上海八省市，線路全長1907公里,額定輸送功率640萬千瓦，最大連續輸送功率達700萬千瓦。是世界上電壓等級最高、輸送容量最大、送電距離最遠、技術水準最先進的高壓直流輸電工程。5、建成了代表國際高壓直流輸電技術最高水準的特高壓直流輸電示範工程1092024年8月12日110複龍換

流

站低端閥廳和換流變站前區交流場交流濾波器高端閥廳和換流變直流場1102024年8月12日111奉賢換

流

站1112024年8月12日112線路全長1907公里，採用6×720mm2導線，全線共有3939基鐵塔。1122024年8月12日113

特高壓直流示範工程於2007年4月獲得國家核准，2007年12月開工建設，2010年7月建成投運。工程投運以來已穩定運行超過2年，可靠性和電磁環境指標優於常規±500千伏直流工程，已向上海地區輸送清潔水電約147億千瓦時，有效保證了上海世博會供電和迎峰度夏。明年將滿負荷運行。1132024年8月12日114

特高壓直流示範工程與常規直流工程技術經濟比較工程名稱電壓等級（千伏）輸電距離（公里）額定功率(萬千瓦)單位容量單位長度綜合投資(萬元/（萬千瓦*百公里）)單位電量單位長度年費用(元/(萬千瓦時*百公里))輸電損耗率(每千公里)向上工程±800190764016539.63.5%呼遼工程±50090830021657.96.6%提高2.13倍24%32%47%提高2.1倍提高1.6倍電壓距離功率單位投資運行費用輸電損耗率1142024年8月12日115

四、直流輸電技術發展趨勢（一）±800kV直流技術持續改進（二）±1100kV特高壓直流技術（三）多端特高壓直流技術（四）柔性直流輸電技術

1152024年8月12日116容量的增加：500萬、640萬、720萬、800萬千瓦;損耗的降低：900mm2、1000mm2、1250mm2導線的開發應用；可靠性的持續提高：一次設備：規範、製造、安裝、維護二次設備：不必要的跳閘回路輔助系統：水、站用電、空調、防塵標準化：國內的標準化建設，國際標準化116（一）±800kV直流技術持續改進2024年8月12日117±800kV直流提升輸送容量單回工程輸送能力強。節省線路走廊資源。2024年8月12日118同塔双回研究表明，±800kV同塔双回特高压直流线路，较两回特高压直流线路宽度减少35米-52米，能有效节省走廊资源。进一步研究不同电压等级直流同塔双回技术。同塔雙回特高壓直流輸電技術1182024年8月12日119（二）±1100kV特高壓直流輸電技術

输送容量超过1000萬千瓦，輸送距離最大可達4000公里以上。主接線採用雙換流器串聯（550+550）kV額定功率1000萬千瓦輸電線路採用8×1000mm2大截面導線換流變壓器阻抗約24%1192024年8月12日120120依託工程概況和技術特點額定電壓±1100千伏額定電流4750安培額定輸送功率1045萬千瓦依託工程准東-重慶輸電距離2687公里准東重慶2024年8月12日121高端閥廳尺寸1100千伏:108米×42米×40米800千伏:86米×32米×26米500千伏:56米×22米×18米1212024年8月12日122線路鐵塔參數800千伏1100千伏63噸112噸78米65米1222024年8月12日123123關鍵技術設備絕緣水準電磁環境標么值污穢外絕緣空氣間隙2024年8月12日124直流側額定電壓比800kV提升37.5%交流側接入750/1000kV系統尺寸超出運輸極限現場組裝換流變壓器關鍵設備——換流變壓器模型樣機型式1242024年8月12日125125特高壓直流換流變壓器結構750千伏交流變壓器結構端部出線裝置機械問題交流側750/1000千伏2024年8月12日126126工廠工序線圈繞制線圈組裝線圈運輸換流站現場工序（極2高端閥廳）鐵芯疊制器身組裝器身入箱工藝處理、試驗換流站現場組裝技術2024年8月12日127絕緣材料存儲127輔控樓直流場換流變廣場鐵芯疊裝器身組裝線圈套裝總裝和工藝處理試驗完畢的換流變極2高端閥廳乾燥爐濾油機電容器電容器試驗&檢修廠房乾燥直流電壓發生器串聯諧振試驗裝置衝擊電壓發生器

交流場試驗電源2024年8月12日128耐受世界最高水準直流穩態電壓、雷電和操作衝擊過電壓。具備世界上最強的通流能力。需解決長度增加、尺寸變大帶來的機械強度問題。需研製同時滿足外絕緣和機械強度要求的複合絕緣外套。±800kV穿牆套管18米長，重7噸±1100kV穿牆套管24.7米長，重17.5噸關鍵設備——穿牆套管1282024年8月12日129