ABB重庆变压器设计中心-HVDC 高压直流输电系统

高压直流输电系统HVDCsystem重庆ABB变压器有限公司设计中心©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-2-ABB(China)Ltd.CorporateResearchHVDC是什么HVDC-HighVoltageDirectCurrenttransmission(classical)HVAC-HighVoltageAlternatingCurrenttransmissionHVDCLight(HVDCPlus)FACTS-FlexibleACTransmissionSystems（柔性交流输电)HV:35~220kV(高压）EHV:1000kV(330kV,500kV,750kVand500kVDC)（超高压）UHV:=1000kV(1000kVACand800kVDC)（特高压）©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-3-ABB(China)Ltd.CorporateResearchHVDC是什么发电机HVDC传输系统负载功率流向电网1电网1功率流向电力传输电网连接©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-4-ABB(China)Ltd.CorporateResearch大区互联：采用直流输电时，线路两端交流系统不需同步运行，而交流输电必须同步运行。采用远距离交流输电时，交流输电系统两端电流的相位存在显著差异；并网的各子系统交流电的频率虽然规定为50Hz，但实际上常产生波动。这两种因素导致交流系统不同步，需要用复杂而庞大的补偿系统和综合性很强的技术加以调整，否则就可能在设备中形成强大的环流而损坏设备，或造成不同步运行而引起停电事故。采用直流输电线路将两个交流系统互连时，其两端的交流电网可以按各自的频率和相位运行，不需进行同步调整。高压直流输电具有明显的经济性。输送相同功率时，直流输电线路所用线材仅为交流输电的1/2～2/3。直流输电采用两线制，与采用三线制三相交流输电相比，在输电线路导线截面和电流密度相同的条件下，若不考虑趋肤效应，输送相同的电功率，输电线和绝缘材料可节省约1／3。如果考虑到趋肤效应和各种损耗，输送同样功率交流电所用导线截面积大于或等于直流输电所用导线截面积的1.33倍。因此，直流输电所用的线材几乎只有交流输电的一半。高压直流输电控制方便、速度快，发生故障的损失比交流输电的小。两个交流系统若用交流线路互连，则当一侧系统发生短路时，另一侧要向故障侧输送短路电流。因此，将使两侧系统原有断路器切断短路电流的能力受到威胁，需要更换断路器。若用直流输电将两个交流系统互连，由于采用可控硅装置，电路功率能迅速、方便地进行调节，直流输电线路向发生短路的交流系统输送的短路电流不大，故障侧交流系统的短路电流与没有互连时几乎一样。因此不必更换两侧原有开关及载流设备。在高压直流输电工程中，各极是独立调节和工作的，彼此没有影响。所以，当一极发生故障时，只需停运故障极，另一极仍可输送至少50%的电能。但在交流输电线路中，任一相发生永久性故障，必须全线停电。为什么要用HVDC©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-5-ABB(China)Ltd.CorporateResearch为什么要用HVDCConventionalHVACHVACwithRPCDC&ACHVDC另外，直流输电线路的杆塔结构也比同容量的三相交流输电线路的简单，线路走廊占地面积也大幅减少。在电缆输电线路中，高压直流输电线路不产生电容电流，而交流输电线路存在电容电流，引起损耗。在一些特殊场合，如输电线路经过海峡时，必须采用电缆。由于电缆芯线与大地之间构成同轴电容器，在交流高压输电线路中，空载电容电流极为可观。而在直流输电线路中，由于电压波动很小，基本上没有电容电流加在电缆上©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-6-ABB(China)Ltd.CorporateResearch为什么要用HVDC©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-7-ABB(China)Ltd.CorporateResearch为什么要用HVDC典型的HVDC系统成本结构©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-8-ABB(China)Ltd.CorporateResearch为什么要用HVDC造价与等价距离©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-9-ABB(China)Ltd.CorporateResearch为什么要用HVDC交流系统输电能力与距离关系,直流系统不受限制©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-10-ABB(China)Ltd.CorporateResearchHVDC在中国©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-11-ABB(China)Ltd.CorporateResearchHVDC在中国系统名称额定电压(kV)额定输送容量(MW)线路长度(kM)葛南直流输电±500600(300)*1046三常直流输电±5003000860三广直流输电±5003000975天广直流输电±5001800960贵广直流输电±5003000900贵广二回直流±50030001194三沪直流输电±50030001040灵宝背靠背±330/5001110中俄背靠背±5001110云广特高压直流±800向上特高压直流±800©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-12-ABB(China)Ltd.CorporateResearch“十一五”直流建设时序项目线路起点线路落点输电容量电压等级投产年份东北华北背靠背1502008灵宝背靠背扩建752009中俄直流背靠背752010宝鸡～德阳宝鸡德阳300±5002010呼盟～辽宁呼盟沈阳300±5002010葛沪改造荆门上海300±5002010晋东南～江苏晋东南苏南300±5002010西藏青海联网格尔木拉萨60±4002010宁东～山东银川东潍坊400±6602010蒙古～天津蒙古宝坻400±6602010俄罗斯～辽宁俄罗斯本溪400±6602010福建广东背靠背1502010©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-13-ABB(China)Ltd.CorporateResearch“十二五”直流建设时序项目线路起点线路落点输电容量电压等级投产年份向家坝～上海向家坝南汇640±8002011四川～湖南盐源衡阳400±6602011宁东～山东银川东济南东400±6602012锦屏～江苏锦屏苏南720±8002012蒙古～唐山布斯敖包唐山400±6602012溪洛渡～湖南溪洛渡株洲400±6602013溪洛渡～浙江溪洛渡浙西720±8002014蒙古～山东额尔敦朝克图寿光400±6602015©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-14-ABB(China)Ltd.CorporateResearch“十三五”直流建设时序项目线路起点线路落点输电容量电压等级乌东德～福建乌东德泉州900±1000蒙古～冀南蒙古邢东720±800西藏～重庆西藏重庆720±800呼盟～冀南呼盟任丘720±800俄罗斯～辽宁俄罗斯辽宁720±800准东～四川准东成都900±1000西藏～浙江西藏温州900±1000彬长～华东彬长盐城400±660白鹤滩～湖北白鹤滩鄂东720±800白鹤滩～浙江白鹤滩浙北720±800呼盟～京津唐呼盟霸州720±800哈密～河南哈密郑州720±800准东～江西准东南昌900±1000准东～河南准东豫北900±1000©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-15-ABB(China)Ltd.CorporateResearch国家电网公司直流规划目前国家电网公司经营区域已建成投运的直流工程共计5个。到2020年，规划新增直流工程共计33个，其中直流输电工程30个、背靠背工程3个，送“三华”同步电网直流29回，其中送华北8回、送华中9回、送华东12回。“十一五”期间规划投产11回、“十二五”期间规划投产8回、“十三五”期间规划投产14回。到2010年、2015年和2020年建成投运的直流工程将分别达到16回、24回和38回。©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-16-ABB(China)Ltd.CorporateResearchGuangdongFujianTaiwanSichuan&ChongqingHubeiHunanJiangxiHeilongjiangInnerMongoliaHebeiHenanJiangsuShandongAnhuiGuangxiGuizhouBeijingTianjinShanghaiJilinGansuShaanxiShanxiQinghaiXinjiangXizangNingxiaLiaoningZhejiangYunnanHainanNuozhadu-Guangdong800kV,5000-6000MW,2015BangkokNW-Sichuan(Baoji–Deyang)3000MW,2011BtBNorth-Central1000MW,2012BtBShandong-East1200MW,2011PlannedFutureHVDCProjectsby2020inChinaIrkutsk(Russia)-Beijing800kV,6400MW,2015BtBNortheast-North(Gaoling)1500MW,2008Goupitan-Guangdong3000MW,2016RussiaJinghong-Thailand3000MW,2013Ningxia-Tianjing3000MW,2009NWPGNCPGNEPGCCPGECPGNorthShaanxi-Shandong3000MW,2011Yunnan-Guangdong800kV,5000MW,2009SCPGHulunbeir(InnerMongolia)-Shenyang3000MW,2010Xianjiaba–Shanghai800kV,6400MW,2011Xiluodu-Hanzhou800kV,6400MW,2015Xiluodu-Hubei800kV,6400MW,2014Updated2005-09-15,CNABB-PTSG(Theyearmeansprojectinoperation)Hami–C.China800kV,6400MW,2018Humeng–Jinan(Shandong)800kV,6400MW,2015Humeng-Tianjing800kV,6400MW,2016Humeng-Liaoning800kV,6400MW,2018JinshaRiverII–EastChina800kV,6400MW,2016JinshaRiverII-Fujian800kV,6400MW,2018JinshaRiverII–EastChina800kV,6400MW,2019Jingping–EastChina800kV,6400MW,2012©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-17-ABB(China)Ltd.CorporateResearchHVDC典型配置单极大地回线特点低成本低损耗（大地回线电阻低）相对与双极，可靠性较低对环境有影响单极运行方式又分为单极金属返回和单极大地返回两种运行方式。在单极大地返回运行方式中，利用一根或两根导线和大地构成直流侧的单极回路。在该运行方式中，两端换流站均需接地，大地作为一根导线，通过接地极入地的电流即为直流输电工程的运行电流。©ABB(China)Ltd–CorporateResearch-18-ABB(China)Ltd.Corporat