直流输电技术的发展及其在我国电网中的作用1 绪论1.1 课题来源及研究的目的和意义随着市场经济的迅速发展，为了促进社会和经济的可持续发展，电力安全是目前我国急需关注的问题，也是最重要的能源安全问题，电力安全最贴近生活，对国计民生影响最大。

电力的安全建设对全国各行各业的正常运转以及人们的正常生活显得尤其重要。

另外，电力作为一种新式能源，其建设的安全性也同样意味着国家能源的安全。

因此，保证我国电力的安全建设和安全生产成为社会日益关注的问题，是我国电力企业应重点考虑的问题。

电力企业的建设的安全性对于企业的生产和运转是非常重要的。

并且电力安全的建设是我国电力企业最为重视的问题也是保证能源的安全的重要途径。

因为电力的安全性与人们的生活是密不可分的，因此，本文主要阐述了电力安全建设的现状，提出了电力安全建设存在的问题，并对电力安全建设的改善措施进行了探讨1.2国内外技术现状及发展趋势我国的经济发展正在飞速的进行，全国各行各业都在发生着深刻的变化，电力工程作为国家的基础工程，变化尤为明显。

由以前的国家统分统筹，变为现在的分配为主、市场为辅，真正做到了惠及全体人民。

但是由于中国的版图庞大，电力工程出现了新特征：范围广、任务杂、跨度大等。

这样的情况下，电力安全状况不能保证，为今后的安全工作开展埋下了隐患。

在我国,企业风险管理是一个相对薄弱环节。

风险意识不强,风险管理工作薄弱,是企业发生重大风险事件的重要原因。

由此,根据《企业国有资产监督管理暂行条例》(国务院令第378号)关于“国有及国有控股企业应当加强内部监督和风险控制”的要求,国务院国有资产监督管理委员会于2006年6月6日出台了《中央企业全面风险管理指引》(以下简称《指引》)。

《指引》对中央企业开展全面风险管理工作的总体原则、基本流程、组织体系、风险评估、风险管理策略、风险管理解决方案、监督与改进、风险管理文化、风险管理信息系统等方面进行了详细阐述,对《指引》的贯彻落实也提出了明确要求。

《指引》的出台,表明国家对企业风险管理的重视程度上升到一个新的高度。

企业全面风险管理从根本上改变了传统的风险观念,将风险与机遇结合起来考察,并把企业面临的各种风险看作是相互联系的一个整体。

这一新的风险管理方法把企业的经营战略、业务过程、人员、技术及知识与其经营目标密切联系在一起,通过真正具有全局性、前瞻性的方法去管理所有关键性的风险与机遇,从而使企业能够在变动不定的经济环境中最大限度地利用机遇、避免损失,最终确立竞争优势。

因此,“博弈风险以创造价值”应是企业全面风险管理的本质所在。

1.3主要研究内容、研究方法及思路当前关于电力行业的风险管理的论述都是侧重电力企业“各个技术层面”的风险以及一些危机管理。

这仅是企业全面风险管理中的一个组成部分,并不是企业全面风险管理的完整概念。

处于变革时期的电力行业,影响企业战略制定最主要的风险因素恰恰是来自于企业外部的政策和环境风险。

在电力改革时期,由于电力行业运行体制的变迁,对电力企业的具体经营活动带来了不同的影响。

已经完成的“厂网分开”和欲行又止的电力市场、即将进行的“主辅分离”以及当前正在探讨的“输配分离”等体制变迁是电力企业需要了解但又无法掌控的风险因素。

“体制变迁”是电力企业在制定经营战略过程中的核心风险。

因为在无法确定体制变迁未来结果的情况下,即使电力企业做出5-10年的战略性发展规划,或者说1-2年的短期经营目标,其本身就带有浓重的风险色彩。

事实上,对于企业外部环境的变迁,企业只能去认识环境风险,以及采取相应的管理应对手段来适应环境变迁对企业产生的风险。

笔者认为,作为一个垄断性行业的传统企业,要制定具有前瞻性的经营发展策略,将其重点研究放在关注规制变化、“体制变迁”是具有决定性意义的。

1.4 本章小结在直流输电技术大规模应用于电力系统背景下，有必要掌握设备发展现状、总结设备发展趋势、归纳设备运维经验，反哺设备设计制造，以确保直流输电技术的不断更新进步。

2直流电的基本构成和特点2.1 直流输电的基本构成高压直流输电系统主要由换流器（整流、逆变）、环流变压器、滤波器、控制与保护装置等组成。

中送电端交流系统和受电端交流系统用直流输电系统相连。

交流系统是提供换流器正常工作必须的交流电源，该电源可以是复杂的交流系统也可以是同步发电机。

直流输电系统是这样工作的：由送电端交流系统送出交流功率给整流站的交流母线，经换流变压器送到整流器，整流器把交流功率变换成直流功率，然后经直流线路把直流功率输送给逆变站内的逆变器，逆变器又将直流功率变换成交流功率，再经换流变压器，把交流功率送到受电端交流系统。

整流站与逆变站统称为换流站。

在换流站内设有整流器或逆变器，它们统称为换流器。

换流器的功能是实现交流电能和直流电能间的变换，是直流输电系统的核心设备。

高压直流输电系统通过触发脉冲来控制换流器中换流阀的通断，从而实现系统的正常工作。

2.2 高压直流电相对于交流电的特点在交流输电中一般把1000kv 及以上的电压称为特高压，330kv ～ 750kv 的称为超高压，220kv 及以下的被称为高压。

直流输电的等级概念与交流输电的不同，在直流输电中，±100kV 以上的统称为高压，± 500kV 和± 600kV 也被称为高压而不称为超高压，超过± 600kV 的则被称为特高压。

与交流输电相比，高压直流输电有如下的优点:2.2.1 高压直流电的技术优势1．不存在系统稳定问题，有利于实现电网的非同期互联。

在交流输电系统中，所有的同步发电机都必须保持着同步运行，并且在输电容许输送功率、距离都会受到网络结构、参数等条件的限制，需要采取一定的措施提高其稳定性。

而在高压直流输电系统中，直流线路没有电抗，其输电容量和距离不会受到同步运行稳定性的限制，适合用于远距离大容量的输电。

2．限制短路电流。

用交流输电线连接的交流系统，会增加其短路容量，有时甚至需要增设限流装置。

而用直流输电线路连接的交流系统，直流系统的“定电流控制”可以快速的对短路电流进行限制，使其保持在额定功率附近，不会因为互联而增加短路容量。

3．调节快速，运行可靠。

高压直流输电系统可以利用可控硅换流器快速的对有功功率进行调整，从而改变功率流动方向，在正常情况下保证输出稳定; 一旦发生故障，又可以利用健全系统对故障系统进行紧急支援，并能实现对阻尼振荡和次同步振荡的抑制。

在直、交流线路并列运行的时候，如果交流线路发生短路，可以暂时性的增大直流线路的输送功率，从而减少发电机转子的加速，提高整个系统的可靠性。

4．可实现非同步联网。

在逆变和整流的隔离作用下，采用高压直流输电线路连接的系统之间不需要同步运行，被联的系统可以是额定频率相同的系统，也可以是额定频率不同的系统，并且相互之间保持各自的频率和电压独立运行，不受联网影响，同时也不会由于故障传递而发生大面积停电的事故。

2.2.2 高压直流电输电的经济优势1．线路造价低。

在架空输电线的时候，交流输电系统需要三根导线，而直流输电一般只用两根，如果采用大地或是海水作为回路时则只需要一根导线，能够减少线路建设所需要的费用。

就电缆而言，绝缘介质的直流强度要比交流强度高出很多，如常用到的油浸纸电缆，直流电缆允许工作电压是交流的3 倍左右，直流电缆所需要的投资比交流要少得多。

2．年电能损失小。

通常直流架空输电线只有两根，导线电阻会比交流输电小得多; 没有感抗和容抗的无功损耗; 没有集肤效应，导线的截面利用充分。

并且，受到“空间电荷效应”的影响，直流架空线路的电晕损耗和无线电干扰都要比交流线路小。

当然高压直流输电也存在着一定的缺点: 一是换流站造价高。

高压直流输电换流站由于设备种类较多，因而造价成本比交流变电所会高一些，而且运行维护也比较复杂，对运行人员的要求比较高，这也是现阶段限制高压直流输电的一个重要因素。

二是换流器消耗大量的无功功率。

目前在高压直流输电中使用较为广泛的晶闸管换流器在换流过程中会消耗大量的无功功率。

三是产生大量的谐波。

换流器在直流侧和交流侧都会产生谐波电流，导致发电机和电容器过热，换流器控制不稳、干扰信息系统等问题。

为了解决这些问题又往往会在换流站内安装交( 直) 流滤波器和平波电抗器等进行滤波，导致换流站的造价增高。

这些问题都是需要我国电力企业通过不断的探索和研究加以改善、克服的。

2.3 本章小结本章主要针对高压直流电相对于交流电的特点,高压直流电的技术优势展开讨论，确定一个直流输电的方向和条件，更具有针对性的对比和应用。

3 高压直流输电进步的应用前景根据我国电网的远景规划，到2020 年，我国高压直流输电工程将会达到20 多项，总容量估计会超过60GW。

计划兴建的高压直流输电工程包括: 云南小湾至广东线路、普洱至广东线路、西洛渡至华东线路、宁夏至山东线路、宝鸡至德阳线路、锦屏至华东线、连接华中与华北的背靠背等等。

这些工程的输电距离大多在1000 千米至2000 千米之间，输电容量大多超过3000MW。

随着高压直流输电技术的发展，特别是其在可控性、隔离故障及运行运行管理等方面占有许多优势，特别是采用直流联网时两端电网间的波动互不干扰，稳定性较高，其在电网建设中的应用将会更加广泛。

3.1 远距离输电和联网中的应用优势将会进一步扩大随着电子电力技术的发展，高压直流输电中采用的换流器价格将会不断的下降，进一步降低了直流输电的造价，各国都将会发展高压直流输电项目进行远距离输电。

目前巴西的伊泰普工程是世界上容量最大的直流输电工程，其容量为双极6300MW，电压± 600kV，送电距离为800 千米。

并且，在海底远距离输电中，高压直流输电更是具有交流输电所无法取代的优势。

大电网互联可以提高供电的可靠性，节省电力投资，提高电网运行的经济效益。

因而世界各国在电力事业发展中都将会不断扩大电网的规模。

但是如果直接采用交流互联的话，就有可能随着电网的扩大而带来短路容量增大、潮流控制困难，事故范围扩大等问题。

而采用高压直流输电联网技术则可以有效的规避这些问题。

目前在北美、西欧等经济和科技比较发达的地区，采用高压直流输电进行两个不同步系统的背靠背直流互联来交换功率已经被运用得十分广泛，有效的隔断了各互联的交流同步网的相互影响，限制了短路电流。

并且，为了提高高压直流输电系统的灵活性，防止功率振荡、保持整个系统的稳定，有些电力工程采用了多端直流输电和交流输电混合联网的互联形式。

随着三峡工程的兴建，在我国电网中将会形成全国联网的局面。

利用直流联网可以减少电网间的相互影响，不会增加短路容量，限制故障范围，提高运行的安全性，可以提高全国互联电网的安全稳定运行水平，是最佳的联网方式。

3.2 高压直流输电的应用范围进一步拓展一是利用高压直流输电可以扩大城市供电容量。