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高压直流输电

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高压直流输电用于加拿大纳尔逊河水电站
高压直流输电用于加拿大纳尔逊河水电站

高压直流输电(英语:High Voltage Direct Current,HVDC)即采用高电压直流输电系统。在长距离输电与海底电缆输电的情形下,高压直流输电相较于现行的交流输电系统,传输电量大、损失较小,因此成本较低,但在短距离的情形下现行的交流输电系统成本则较便宜。

2016年7月,ABB赢得了新疆准东至安徽皖南的特高压直流(UHVDC)工程合约,建造超过3000公里的±1.1MV高压直流系统,输电量达12GW,是世界上电压最高、距离最长及输电量最大的高压直流系统。[1]

发展过程

现时的高压直流输电方式使用了瑞典ASEA于1930年代开发的技术,早期的系统,包括苏联于1951年在莫斯科卡希拉之间建造的直流输电系统,及瑞典于1954年在该国内陆与哥德兰岛之间建造的10-20 MW直流输电系统。现时全球输电距离最长的高压直流输电系统,是位于巴西,从西部的韦柳港到南部阿拉拉夸拉的玛代拉河高压直流输电系统(Rio Madeira HVDC system),以±60万伏特直流电输送电力,全长2375公里,2014年启用。

高压直流输电的优点

与传统交流输电相比高压直流输电投资较少,电能损耗较低,因此在长距离的电能输送方面更有优势,电源点与负荷中心电输送效率更高。与交流输电相比,输出同样的功率,直流架空线路可节省约三分之一的钢芯铝线,三分之一的钢材,三分之一的线路造价,线路损耗。直流输电的电能损耗一般为每1000公里为3%,随着电压等级和结构的不同而有所差异。

高压直流输电优点主要有:

  1. 于水下长距离输电,不会有电容导致升压的问题。把两条电线放在一起,便是电容。长度愈长,电容愈大。电容会令交流电压上升,最后使绝缘层无法承受而导致短路
  2. 长距离、大容量、点对点输电。
  3. 不同频率的交流电系统互联,例如日本
  4. 异步互联,例如美国印度国内电网是同一频率,但并异步
  5. 三相交流电需要三根互相绝缘的导线传输,各导线对地绝缘要按照其交流电峰值(等于倍有效值)设计。直流电仅需两根导线,且其绝缘仅须按照其有效值设计(直流电峰值等于有效值),且无集肤效应,导线体积、重量和安全距离均比同容量的交流输电线为低,减少线路占地与投资。
  6. 实现新能源发电点与交流系统的连接。
  7. 无功角稳定问题,不需要线路补偿(功率因数是1)。

参考资料

外部链接

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高压直流输电
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