添加时间：2005-10-24 
 
       曾南超      中国电力科学研究院

 
摘要  本文讨论了高压直流输电技术的特点，我国西电东送的必然趋势，说明了高压直流输电在我国西电东送工程中必将发挥重要作用。
 
关键词  高压直流输电  西电东送
1.    前言
    自1954年世界上第一项高压直流输电工程 – 瑞典哥特兰直流输电工程投入商业运行以来，随着电力电子技术的突飞猛进，高压直流输电技术也得到飞速发展。由于高压直流输电在长距离输电、电网互联等方面具有独特的优点，当今，作为高压交流输电技术的有力补充，高压直流输电技术已在全世界得到越来越多的应用。
    我国是一个幅员辽阔的大国，各地区经济发展很不平衡，一次能源基地和负荷中心相距甚远，这就使得高压直流输电技术在我国大有用武之地。可以预见，在我国的电网建设中，即将出现一系列的高压直流输电工程。
 
2.    高压直流输电的特点
相对于交流输电，高压直流输电在技术经济方面都有其特点：
a.    高压直流输电与其相联的两个交流系统的频率和相位无关。利用这一特点，通过直流输电环节，可以把两个独立的交流系统连接起来，即能获取减小热备用容量等联网效益，同时又可各自保持包括有功功率及无功功率平衡等电网管理的独立性。另外，一个电网中发生短路故障时，因直流环节的隔离作用，不会直接株连到另一电网，从而避免引起全系统大面积停电的危险。因此，高压直流输电很适合于电网间的互联。
b.    高压直流输电只传送有功功率。由于这一特点，不会增大所连交流电网的短路容量，即不会要求增大断路器的遮断容量。对于通过电缆送电的场合，由于没有象交流输电那样的电缆充电电流，可以进行长距离直流电缆送电。
c.    高压直流输电的传送功率（包括大小和方向）快速可控。由于这一特点，可以方便而精确地严格按计划实时控制所连交流电网之间交换的功率，且不受两端交流电网运行工况的影响，故特别适合于两电网之间联网按协议送电。还可以利用这一特点，通过对直流功率的快速而准确的控制，有效地提高所连交流电网或与之并联的交流线路的稳定性。
d.    高压直流输电线路经济。由于单极直流输电只需要一根导线（相当于一回交流线路），双极直流输电只需要两根导线（相当于两回交流线路），因而直流输电线路所需线路走廊宽度小，线材、金具、塔材都省。由于塔轻，塔基工程量也小。由于这一特点，与交流输电相比，当输电距离较远时，直流线路上节省的费用就将大于直流换流设备多花的费用，线路越长，节省越多。因而高压直流输电特别适用于长距离大容量输电。
 
3.    我国西电东送的形势
我国煤炭储量主要集中在我国西部地区，占全国已探明储量的82%，可开发的水电资源67.5%集中在我国的西南地区。而电力消费主要集中在我国的中、东部和南部沿海地区。根据目前的规划，到2020年，这一地区的电力消费将占全国电力消费的75%。这种一次能源分布与负荷中心的不平衡，决定了西电东送必然成为我国资源优化配置的基本选择。
我国地域辽阔，东部地区经济发展迅速，但受资源和环境保护的限制，很难在本地区建设足够容量的发电厂以满足其发展需要。西电东送对东部而言，可得到廉价的清洁能源，弥补其电力不足，减轻对环境的污染，节省宝贵的土地资源；对西部而言，目前经济相对落后，能源需求不大，通过开发水电、坑口火电，向外输出电力，既可以增加就业，积累资金，提高居民收入，又可利用丰富廉价的电力发展高耗能工业，从而带动西部地区的经济发展，促进其资源优势向经济优势的转化。此外，西电东送工程对国内制造业也有巨大的促进作用。因此，西电东送是我国西部大开发战略的重要组成部分。
 
4.    高压直流输电技术的应用
鉴于高压直流输电在技术和经济上的特点，它主要应用于长距离大容量架空输电、电网互联、长距离海底电缆输电等场合。
世界上很多国家都采用了这种技术。目前，在五大洲都分布有高压直流输电工程，且密集于北美和西欧等经济发达地区。随着经济发展地域移向亚洲，我国及周边地区的直流输电工程越来越多。其中值得一提的是同为发展中的国家的印度。它具有五大区域电网，正在实施用高压直流输电实现电网互联。此外，长距离大容量架空直流输电线路已投运两条，另一条正在建设。
我国在1988年建成了从浙江穿山半岛至舟山岛100kV直流海底电缆送电实验工程，额定输电容量为50MW，输送距离13.5km。
1990年，从湖北葛洲坝至上海的葛南双极直流输电线路投入商业运行。其额定容量为1200MW，额定电压为±500kV，送电距离为1045km。它既是我国第一条长距离大容量高压直流输电线路，又是区域电网直流互联工程。此工程向我国的电力工作者展示了高压直流输电技术的魅力，揭开了我国输电史上新的一页。中国电力从此进入了交直流混合输电的时代。
2001年6月，从广西天生桥至广州北郊的天广双极直流输电线路投入商业运行。这是我国第二条长距离大容量高压直流输电线路。其额定容量为1800MW，额定电压为±500kV，送电距离为960km。
为了将湖北三峡的电力东送华东地区，计划再建两条高压直流输电线路。第一条从三峡左岸至江苏常州，其额定容量为3000MW，额定电压为±500kV，送电距离为970km。此工程正在建设之中，计划2003年上半年投产。第二条从三峡右岸至上海地区，计划2007 – 2008年投运。其额定容量为3000MW，额定电压为±500kV，送电距离约1000km。届时包括葛南线在内，将有7200MW功率通过三条高压直流输电线路把西部电力送往东部地区。
在十五期间，需要向广东地区输送10,000MW的电力。在这些功率中，计划将有7800MW通过三条直流线路输送，即直流输送容量占总输电容量的78%。在这三条直流线路中，除已投运的天广双极直流输电线路外，还将再建两条直流输电线路。第一条从三峡至广东惠州，其额定容量为3000MW，额定电压为±500kV，送电距离为975km。该工程计划2004年投运。第二条从贵州安顺至广东肇庆，其额定容量也为3000MW，额定电压为±500kV，送电距离为940km。该工程计划2005年投运。这两个直流工程的招标及评标工作均已完成，计划于2001年10月签订换流站设备采购合同。
此外，我国西北--华中背靠背直流联网工程已于1999年11月通过可行性研究审查，现在正进行工程选址、接入系统设计和编制技术规范等工作。该工程将把西北330kV电网和华中220kV电网互联起来，输送容量为360MW，计划2005年投运。
再从长远一些来看，随着我国国民经济的腾飞，电力工业必将有一个大的发展。将来西南地区的金沙江游域水电群的开发，如向家坝、溪落渡、白鹤滩等大型水电站的开发；澜沧江游域水电群的开发，如小湾、糯扎渡等大型水电站的开发，都将有大量的电力需要长距离东送。显然，直流输电在这些西电东送工程中必能大显身手。此外，在西北和四川联网，华北和华中联网，广东和海南岛联网，云电通过老挝向泰国出口电力等工程中，直流输电亦将发挥重大作用。
 
5.    结论
    纵上所述，高压直流输电特别适合于长距离大容量送电及电网互联。它作为高压交流输电的有力补充，在我国西电东送工程中正在和将要发挥重要作用。
 
6．参考文献
[1] 陆延昌，在国家电力公司电网建设专家委员会第五次全体会议上的讲话，国家电力公司电网建设专家委员会第五次全体会议文件汇编, 国家电力公司电网建设部, 2000.12.
[2] 周小谦，在国家电力公司电网建设专家委员会第五次全体会议上的讲话，国家电力公司电网建设专家委员会第五次全体会议文件汇编, 国家电力公司电网建设部, 2000.12.
[3] 黄万永等，跨省电网以直流相联是全国联网的最佳模式，电网技术，1999.1
[4] 姚国灿等，全国联网和更高一级交流电压等级技术问题研究（总报告），中国电力科学研究院，1999.4.
 
作者简介   曾南超，1964年毕业于西安交通大学电机系，1965年-1977年服务于西北电管局中试所，1998年起，服务于中国电力科学研究院。教授级高级工程师，现任中国电力科学研究院系统所副总工，电力系统仿真中心主任，北京网联直流工程咨询公司总工，中国电网建设公司专家委员会委员，中国电机工程协会直流输电分专委会副主任。1993年荣获国务院授予的‘政府特殊津贴’， 1994年荣获国家人事部颁发的‘中轻年有突出贡献专家’称号。