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[摘 要]特高压直流输电目前适用于海底长距离电缆输电、长距离大容量架空输电以及电网互联等场合，还用于大型发电电源基地输送电力至远距离负荷中心。特高压的直流输电具有重要的意义，尤其是在远距离传输电能方面有着不可撼动的地位，但是由于环境不稳定、设计阶段问题、负荷较高等原因，使得特高压直流输电存在许多不稳定性和安全问题。本文讨论了当前特高压直流输电技术的现状和发展前景，分析了特高压直流输电的特点及应用。
[关键词]特高压；直流输电；技术问题
中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0015-01
引言
近年来，超特高压直流输电技術日趋成熟，并被广泛应用，其特点是输送电容量大，输电距离远，可节约大量的输电走廊资源及提高电网的安全稳定水平！超特高压直流输电技术对中国能源资源优化配置和全国电力系统联网的格局已产生重大而深远的影响。
1 特高压直流技术的优点
（1）直流输电架空线路只需要正负两极导线，杆塔结构简单，线路走廊窄，造价低，损耗小。输送能力强，±800kV直流特高压的输电能力是±500kV直流输电能力的2.1倍。（2）直流线路无电容电流，沿线的电压分布均匀，不需装设并联电抗器。（3）直流电缆线路耐受电压高、输送容量大、输电密度高、损耗小、寿命长，且输送距离不受电容电流限制。远距离跨海送电和地下电缆送电大多采用直流电缆线路。（4）直流输电输送的有功和换流器吸收的无功均可方便快速地控制，可利用这种快速通知改善交流系统的运行性能。
2 特高压直流技术存在的不足
2.1 过电压及绝缘问题
目前，我国己投入运行的特高压直流工程电压由为士800kV，输送容量较大，约为士SOOkV输电容量的2倍，随着换流站和线路绝缘部分的投资比例逐渐增大，一旦线路发生绝缘故障，带来的系统扰动问题和损失将很严重，因此过电压保护以及绝缘配合问题将是特高压直流输电履需解决的问题。另外，我国西部水电资源由于地处海拔较高，存在很严重的污秽、履冰等问题，系统要想稳定运行，需要高质量及合理优化的过电压保护和绝缘配合。
2.2 电磁环境问题
高压直流输电线路运行时在导线周围空间附近会产生离子流场，导线下合成的场强对人体产生有害影响。线路或换流站设备产生的无线电会对无线电通信工程正常接收产生干扰，干扰产生的过高噪声会使附近居民产生烦躁不安的感觉。
2.3 控制保护问题
控制保护问题是高压直流输电的核心问题。其关键技术有：软硬件平台控制技术、阀触发控制、直流保护设计、直流控制保护系统设计。直流输电系统故障很大程度是控制保护系统故障造成的。由于特高压直流输送电能过大，对直流保护系统的相关要求也更严格。因此需深入开展控制算法与鲁棒、智能控制等多种先进算法相结合的研究工作，避免多同直流落点相对集中时发生换相失败的现象，充分利用直流附加控制作用，灵活快速的提升系统稳定性。
3 特高压直流电实践方法
3.1 融冰接线方式
融冰接线方式适用于比较特殊的条件，可根据工程的设计要求将两极的高端换流器进行并联，在首端施加较大的直流电流，通过升温达到融冰的目的，但是就同一线路而言，导线直流融冰和地线的直流融冰是存在差异的，主要由于导线的电阻要小于地线的电阻，所以融冰的电流小，电压较高。
3.2 提高受端电网的动态无功补偿
在多回直流集中馈入受端电网，尤其是直流落点密集并且站点负荷较重的地区，想要维持一定的稳定电压就必须要保证无功电压的支撑能力，因此可采取合理安排电源开机、加装动态无功补偿装置、优化直流VDCL方法、优化发动机高压侧控制技术等方法来增加电网的动态无功支撑能力，大力的提高部分电压的稳定性。通过在直流输电逆变站附近的负荷中心加装无功补偿设备还能增强直流换相失败后的恢复能力，目前国内已有许多地区进行实践，并且取得了较好的效果。
3.3 大电网的仿真技术
传统仿真程序具有一定的局限性，无法满足交直流系统风险分析研究的要求，因此具有高精度模拟直流换相的电磁暂态仿真能够很好的解决这一问题。该仿真平台通过闭环连接控制保护装置，在保证了直流输电换相过程的真实性和控制保护动态的响应功能的同时，还能准确的显示出电网系统所有区间机群的功能稳定性，以满足实际的需求。同时近些年科研人员还在开发电磁4机电相结合的仿真平台，并初步应用于直流输电的故障分析工作当中。虽然抵御故障的能力不断的提升，但是随着特高压电网规模不断的加大，电网交流直流之间的相互影响也在增加，使得多重故障的影响范围和拒不连锁效应增加，使得特高压电网的稳定性降低，因此又采用了基于输电设计阶段、运行阶段、反事故措施的仿真技术机制，通过对工程建设投运、系统软件升级、软件修改、保护逻辑优化等手段，有效的提高了特高压直流输电的稳定性。
4 我国特高压直流技术未来的发展方向及待解决的问题
我国特高压直流输电工程在最近十年得到快速发展，已经建成哈郑特高压直流工程、锦苏特高压直流工程、向上特高压直流工程等一批特高压直流项目，上山特高压直流项目等正在建设之中。中国已成为世界上投运直流输电工程最多、直流输电技术应用最全面的国家。未来随着社会的发展，我国的特高压电网建设还会继续向着更高的电压等级发展，以达到距离更远、容量更大、损耗更小的目的。换流变压器是直流系统最主要的设备，占设备价格的40%，所以发展更高电压等级的直流输电工程，必须要有可靠的换流变压器。换流变压器绝缘结构复杂，需要同时耐受交直流和急性反转电压；调压级数多，出线结构复杂；尺寸大重量大，运输不变。且考虑到国内大部分变压器的运输方式为公路+铁路运输，在运输界限下的的主绝缘距离如何确定、主绝缘结构如何布置以及阀侧出线的研发又是重中之重。此外，我国大气污染的日益严重，工业生产排出的含盐废气，包括钠、钾、钙等，污秽环境下外绝缘子的配置是我国特高压技术的研究重点。
结束语
总而言之，为了适应我国电力工业的快速发展，实现对电力资源的合理配置并满足东部经济发达地区的用电和环保要求，必须要加大对特高压输变电技术研究的投入并在实际运用中尽可能发挥其技术优点。特高压电网可以从根本上解决我国因传统输电方式而产生的煤电油运紧张问题，也是我国能源分布的现实需要。因此，应根据我国国情，并结合其他国家特高压输电研究成果，增加对特高压线路和设备的考核等试验研究，在尽量减小环境污染的基础上充分发挥特高压输电对资源配置的优化作用，同时坚持基础建造和技术改进并举，积极推动全国电网互联。但在研究过程中可能会遇到一些不可避免且尚未遇到过的问题，需要结合现实经验与实际情况对其做进一步的研究。
参考文献
[1] 武霁阳.高压直流线路行波保护新原理研究[D].华南理工大学，2016.
[2] 陈晓忱.感应滤波技术在特高压直流输电系统中的应用研究[D].安徽理工大学，2016.
[3] 陶永才.±800kV特高压直流输电线路架线施工技术[J].科技创新与应用，2016，02：133-135.
[4] 钦雨晨.特高压直流输电的技术特点与应用探究[J].电子世界，2016，04：175-177.
[5] 陈文，杨俊涛，蔡万里，李中元，欧江陵.特高压直流输电工程调相机组现场验收及交接试验质量管控技术研究[J].湖北电力，2016，05：16-19.
[关键词]特高压；直流输电；技术问题
中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0015-01
引言
近年来，超特高压直流输电技術日趋成熟，并被广泛应用，其特点是输送电容量大，输电距离远，可节约大量的输电走廊资源及提高电网的安全稳定水平！超特高压直流输电技术对中国能源资源优化配置和全国电力系统联网的格局已产生重大而深远的影响。
1 特高压直流技术的优点
（1）直流输电架空线路只需要正负两极导线，杆塔结构简单，线路走廊窄，造价低，损耗小。输送能力强，±800kV直流特高压的输电能力是±500kV直流输电能力的2.1倍。（2）直流线路无电容电流，沿线的电压分布均匀，不需装设并联电抗器。（3）直流电缆线路耐受电压高、输送容量大、输电密度高、损耗小、寿命长，且输送距离不受电容电流限制。远距离跨海送电和地下电缆送电大多采用直流电缆线路。（4）直流输电输送的有功和换流器吸收的无功均可方便快速地控制，可利用这种快速通知改善交流系统的运行性能。
2 特高压直流技术存在的不足
2.1 过电压及绝缘问题
目前，我国己投入运行的特高压直流工程电压由为士800kV，输送容量较大，约为士SOOkV输电容量的2倍，随着换流站和线路绝缘部分的投资比例逐渐增大，一旦线路发生绝缘故障，带来的系统扰动问题和损失将很严重，因此过电压保护以及绝缘配合问题将是特高压直流输电履需解决的问题。另外，我国西部水电资源由于地处海拔较高，存在很严重的污秽、履冰等问题，系统要想稳定运行，需要高质量及合理优化的过电压保护和绝缘配合。
2.2 电磁环境问题
高压直流输电线路运行时在导线周围空间附近会产生离子流场，导线下合成的场强对人体产生有害影响。线路或换流站设备产生的无线电会对无线电通信工程正常接收产生干扰，干扰产生的过高噪声会使附近居民产生烦躁不安的感觉。
2.3 控制保护问题
控制保护问题是高压直流输电的核心问题。其关键技术有：软硬件平台控制技术、阀触发控制、直流保护设计、直流控制保护系统设计。直流输电系统故障很大程度是控制保护系统故障造成的。由于特高压直流输送电能过大，对直流保护系统的相关要求也更严格。因此需深入开展控制算法与鲁棒、智能控制等多种先进算法相结合的研究工作，避免多同直流落点相对集中时发生换相失败的现象，充分利用直流附加控制作用，灵活快速的提升系统稳定性。
3 特高压直流电实践方法
3.1 融冰接线方式
融冰接线方式适用于比较特殊的条件，可根据工程的设计要求将两极的高端换流器进行并联，在首端施加较大的直流电流，通过升温达到融冰的目的，但是就同一线路而言，导线直流融冰和地线的直流融冰是存在差异的，主要由于导线的电阻要小于地线的电阻，所以融冰的电流小，电压较高。
3.2 提高受端电网的动态无功补偿
在多回直流集中馈入受端电网，尤其是直流落点密集并且站点负荷较重的地区，想要维持一定的稳定电压就必须要保证无功电压的支撑能力，因此可采取合理安排电源开机、加装动态无功补偿装置、优化直流VDCL方法、优化发动机高压侧控制技术等方法来增加电网的动态无功支撑能力，大力的提高部分电压的稳定性。通过在直流输电逆变站附近的负荷中心加装无功补偿设备还能增强直流换相失败后的恢复能力，目前国内已有许多地区进行实践，并且取得了较好的效果。
3.3 大电网的仿真技术
传统仿真程序具有一定的局限性，无法满足交直流系统风险分析研究的要求，因此具有高精度模拟直流换相的电磁暂态仿真能够很好的解决这一问题。该仿真平台通过闭环连接控制保护装置，在保证了直流输电换相过程的真实性和控制保护动态的响应功能的同时，还能准确的显示出电网系统所有区间机群的功能稳定性，以满足实际的需求。同时近些年科研人员还在开发电磁4机电相结合的仿真平台，并初步应用于直流输电的故障分析工作当中。虽然抵御故障的能力不断的提升，但是随着特高压电网规模不断的加大，电网交流直流之间的相互影响也在增加，使得多重故障的影响范围和拒不连锁效应增加，使得特高压电网的稳定性降低，因此又采用了基于输电设计阶段、运行阶段、反事故措施的仿真技术机制，通过对工程建设投运、系统软件升级、软件修改、保护逻辑优化等手段，有效的提高了特高压直流输电的稳定性。
4 我国特高压直流技术未来的发展方向及待解决的问题
我国特高压直流输电工程在最近十年得到快速发展，已经建成哈郑特高压直流工程、锦苏特高压直流工程、向上特高压直流工程等一批特高压直流项目，上山特高压直流项目等正在建设之中。中国已成为世界上投运直流输电工程最多、直流输电技术应用最全面的国家。未来随着社会的发展，我国的特高压电网建设还会继续向着更高的电压等级发展，以达到距离更远、容量更大、损耗更小的目的。换流变压器是直流系统最主要的设备，占设备价格的40%，所以发展更高电压等级的直流输电工程，必须要有可靠的换流变压器。换流变压器绝缘结构复杂，需要同时耐受交直流和急性反转电压；调压级数多，出线结构复杂；尺寸大重量大，运输不变。且考虑到国内大部分变压器的运输方式为公路+铁路运输，在运输界限下的的主绝缘距离如何确定、主绝缘结构如何布置以及阀侧出线的研发又是重中之重。此外，我国大气污染的日益严重，工业生产排出的含盐废气，包括钠、钾、钙等，污秽环境下外绝缘子的配置是我国特高压技术的研究重点。
结束语
总而言之，为了适应我国电力工业的快速发展，实现对电力资源的合理配置并满足东部经济发达地区的用电和环保要求，必须要加大对特高压输变电技术研究的投入并在实际运用中尽可能发挥其技术优点。特高压电网可以从根本上解决我国因传统输电方式而产生的煤电油运紧张问题，也是我国能源分布的现实需要。因此，应根据我国国情，并结合其他国家特高压输电研究成果，增加对特高压线路和设备的考核等试验研究，在尽量减小环境污染的基础上充分发挥特高压输电对资源配置的优化作用，同时坚持基础建造和技术改进并举，积极推动全国电网互联。但在研究过程中可能会遇到一些不可避免且尚未遇到过的问题，需要结合现实经验与实际情况对其做进一步的研究。
参考文献
[1] 武霁阳.高压直流线路行波保护新原理研究[D].华南理工大学，2016.
[2] 陈晓忱.感应滤波技术在特高压直流输电系统中的应用研究[D].安徽理工大学，2016.
[3] 陶永才.±800kV特高压直流输电线路架线施工技术[J].科技创新与应用，2016，02：133-135.
[4] 钦雨晨.特高压直流输电的技术特点与应用探究[J].电子世界，2016，04：175-177.
[5] 陈文，杨俊涛，蔡万里，李中元，欧江陵.特高压直流输电工程调相机组现场验收及交接试验质量管控技术研究[J].湖北电力，2016，05：16-19.