高壓直流輸電

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高壓直流輸電用於加拿大納爾遜河水電站

高壓直流輸電(High Voltage Direct Current,HVDC),是一種使用高電壓的直流輸電系統。在長距離輸電與海底電纜輸電的情形下,高壓直流輸電相較於現行的交流輸電系統,傳輸電量大、損失較小,因此成本較低,但在短距離的情形下現行的交流輸電系統成本則較便宜。

發展過程[编辑]

現時的高壓直流輸電方式使用了瑞典ASEA於1930年代開發的技術,早期的系統,包括蘇聯於1951年在莫斯科卡希拉之間建造的直流輸電系統,及瑞典於1954年在該國內陸與哥德蘭島之間建造的10-20 MW直流輸電系統。現時全球輸電距離最長的高壓直流輸電系統,是位於中华人民共和国境内、四川省雲南省交界的向家坝水电站至上海之間的±800kV,6400 MW輸電系統,全長2,071公里。2009年,瑞士ABB集团和西班牙Abengoa集团合作,开始建设连接巴西西北部两座新水电站和圣保罗的超过2500公里输电线路。该线路预计将在2012年建成,建成后将成为世界最长的高压直流输电系统。

高压直流输电的优点[编辑]

与传统交流输电相比高压直流输电投资較少,电能损耗較低,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. 水下长距离输电,沒有電容導致升壓的問題。把兩條電線放在一起,便是電容。愈長的電線,電容愈大。電容會令交流電壓上升,最後絕緣層也無法承受而短路。
  2. 长距离、大容量、点对点输电
  3. 非同步、远距离、不同频率交流系统的互联
  4. 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\sqrt{2}倍有效值)设计。直流电仅需兩根导线,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。
  5. 实现新能源发电点与交流系统的连接
  6. 无功角稳定问题,不需要线路补偿功率因素是1)

參考資料[编辑]