高压直流输电技术的研究与发展

随着我国经济的飞速发展，能源需求不断增加。而在我国能源结构中，煤炭、油气等化石能源仍然占据主导地位，但是这些能源的生产、储运、使用等环节中都存在着严重的环境污染和安全隐患。因此，我国在加快扩大新能源开发和利用的同时，也在探索新的输电技术，其中高压直流输电技术便是一种被广泛关注和研究的技术。

高压直流输电（HVDC）技术可以将输电距离拉长到数千公里以上，同时也可以降低输变电设备的占地面积和减少输电线路的电磁波噪声。因此，HVDC技术被认为是未来电力输配网的一个重要发展方向。

一、 HVDC技术的发展历程

HVDC技术从产生到不断升级发展，经历了几个发展阶段： 1. 第一阶段：单极输电

1965年，美国电气工程师C. W. Kimbark设计建造了世界上第一座HVDC单极换流站，实现了单极输电。这种技术是指只用一组电极，将输电电源与负载之间的电流引入地下或海底，通过地电容、输电线电容等方式交换电能的一种输电方式。单极输电具有传输距离长、成本低等优点。

2. 第二阶段：双极输电

1970年，瑞典于Lule River工程中建成世界上第一座HVDC双极换流站，标志着双极输电技术的问世。双极输电是指在两个相距较远的地点建立两个换流站，分别用正、反向输电，可以实现大容量、长距离的电力传输。

3. 第三阶段：多极输电

20世纪90年代，欧洲研究中心提出了HVDC多极输电技术。该技术在换流站的两端采用3个或3个以上的换流电极，可以更好地控制电场、电磁场分布，有效地降低了电磁辐射、提高了输电效率。

二、 HVDC技术的特点和优势

相较于传统的交流输电技术，HVDC技术有以下特点和优势：

1. 传输距离更长：HVDC技术可以达到数千公里甚至更长的距离，而AC输电的传输距离一般仅为1000公里左右。

2. 有利于提高电力输送效率：HVDC技术中由于只有直流电流，不存在交流电流所带来的电流损耗和电压降，从而可以提高电力输送效率。

3. 占地面积更小：HVDC技术中，变压器、空心电缆等电子元件占地面积更小，线路也不受限于地形和水域。

4. 适用于海底电缆：海底电缆使用高压直流电流可以更好地降低电缆长度和电磁损耗，从而降低了电力输运成本。

5. 电力互联更加方便：HVDC技术可以实现国际、国内、区域之间的电力互联，具有政治自主性和经济可控性。

三、 HVDC技术的研究和应用

HVDC技术的研究和应用在我国起步较晚，但是随着对能源和环境的快速发展需求，也引起了国内外广泛关注。在我国，HVDC技术的应用主要涉及以下几个方面。

1. 长距离输电工程

我国的南北电网分离，同时北方煤炭资源丰富，为了满足南方地区的用电需求，我国在长距离输电工程中采用HVDC技术。截至目前，我国已经建设了从西北地

区到华南地区的直流输电工程，东北到京东南火车济南货车架空联络线等多条高压直流输电线路。

2. 可再生能源的消纳

我国的可再生能源产业发展迅速，遗憾的是，几乎所有的可再生能源电站都建在偏远的地区和空旷的地带。通过HVDC技术，能够将可再生能源的电力输送到各地，实现绿色电力利用，促进清洁、低碳发展。

3. 海底电缆输电

HVDC技术在海底电缆输电中具有重要应用。近年来，以南海为主的海底电缆已成为全球海底电缆建设的重要市场。我国在海水交流工程中使用HVDC技术，在深度水域穿越连续性高、耐压、跨越距离长的海底槽等方面具有明显的优势。

总之，HVDC技术在我国的应用前景广阔。相信在不久的将来，HVDC技术将成为我国电力输配网的重要组成部分，为推进人类能源结构转型，实现经济、环保和可持续发展，发挥越来越重要的作用。