特高压直流输电相关问题的综述

第２９卷第６期　四川电力技术　Ｖ０１．２９．Ｎｏ．６　２００６年１２月　Ｓｉｄｍｍ　Ｅｋｅｌｒｉｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｅｅｈｎｄｏｇｙ　Ｄｅｅ．。２００６　特高压直流输电相关问题的综述　李峰。李兴源　（四川大学电气信息学院，四川成都６１００６５）　持耍：特高压直流输电具有进电客量大、送电距离远等优点。在中国今后的能源流动中具有不可替代的地位。总结　了特高压直流输电的技术特点。研究了在换流站设计方面特高压直流与常规高压直流的主要区别，并且分析了特高　压直流输电对系统安全稳定的影响，最后结合中国的特有情况，指出了中国发展特高压直流输电的可行性和必要性。　关键词：特高压直流输电；换流站；电力系统稳定；可行性和必要性　Ａｂｓｈ　：Ｔｈｅ　ＩＩＩⅣＤＣ　ｐｏｗｅｒ　ｔｒａｎ￣ｓｓｉｏｎ　ｐｏｓｓｅｓｓｅｓ　ｓｕｃｈ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ∞ｈｉｇｈｔｒａ嘲ｉ鲳ｉ∞ｃａｐａｃ＇ｔｙ　ａｎｄｌｏＩｌｇ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｄｉｓｔａｎｃｅ，ＳＯ　ｉｔｓ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｃａｎ　ｎｏｔ　ｂｅ　ｒｅｐｌａｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｅｃｔｒｉｃ　ｅｎｅｒｇｙ　ｆｌｏｗｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ矗　．Ｔｈｅ￣ｈｎｏｌｏｇｙ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ＵｌｔＶＤＣ日Ｉｅ　ｓｕＨＢｌｌａｒ￣・　ｔｈｅ　ｍａｊｏｒ　ｄｅｓｉｇｎ￣ｐｅｃｔ￥０ｆａ　ＵＨＶＤＣ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｆｏｃｕｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ　ｔＯ　ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｎｉｔｏｎａｌ　ＨＶＤＣ　ｉ￣ｅｈｅｍｅ８　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔｓ　０ｆＵＨＶＤＣ砸Ｉｒ圊血髂１０ｎ　ｏｎ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ哪ａｌｓｏ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｌｔ＇ｌＯｒｅ　ｅ０ｍｂｉｎｉＩｌｇ　ｉｗｔｈ　ｔｈｅ　ｏｗｎ　ｓｉｔｕａｔｉｃ￣ｔ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ．ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｎｅｃ￣ｓｉｔｙ　０ｆｄｅｖｅｌｏｐｉｇｎ　ＵＨＶＤＣ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ哪ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ．　Ｋｅｙ　：ＵＨＶＤＣ；ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　ｓｔａｔｉｎｏ；ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｍｍｅｍｉｔｙ　中图分类号：ＴＭ７２１．１文献标识码：Ａ文章编号：１１３０３－６９５４（２００６）０６—００１３—０７　特高压输电技术是指在５００　ｋＶ以及７５０　ｋＶ交流　的建设主要考虑的是经济性，而互联线路则要将系统　和±５００　ｋＶ直流之上采用更高一级电压等级的输电　的稳定性放在第一位。比较而言，直流特高压定位于　技术，包括交流特高压输电技术和直流特高压输电技　部分大水电基地和大煤电基地的远距离大容量外送；　术两部分。国外研究特高压输电技术至今已有将近四　而特高压交流输电则定位于更高一级电压等级的网　十年的历史［卜３Ｉ。不管是特高压直流输电还是特高　架建设和跨大区送电上。因此，根据中国的实际能源　压交流输电都是为了更好地提高输电能力，实现大功　分布情况，特高压直流输电有着广阔的应用前景。而　率的中、远距离输电，以及实现远距离的电力系统互　事实上，南方电网第一个±８００　ｋＶ直流项目方案已　联，建成联合电力系统。　经确定【８１，也就是云广（云南一广东）±８００　ｋＶ直流　中国地域辽阔，水能、煤炭资源较丰富，油、气资　输电工程。该工程计划于２００９年单极投运。２０１０年　源相对贫乏，发电能源资源的分布和用电负荷的分布　双极投运。额定容量５　ＧＷ，额定电流３　１２５　Ａ，送电距　极不均衡。一方面，全国可开发的水电资源有近２／＇３　离ｌ　５００　ｋｍ。　分布在西部的四川、云南、三省区，煤炭保有储量　下面将就特高压直流输电（ＵＩ－ＷＤＣ）的相关问题　的２／３分布在山西、陕西、内蒙古三省区；另一方面，　展开讨论，具体分析ＵＨＶＤＣ的技术特点、ｕｍｒ【）ｃ换　东部沿海和京广铁路沿线以东地区经济发达，用电负　流站设计以及ＵＨＶＤＣ在互联电力系统中对系统安　荷约占全国的２／３，发电能源资源却严重不足。今后　全稳定的影响等等。　中国水能和煤炭资源的开发多集中在西南、西北和　晋、陕、蒙地区，并逐步西移和北移。而东部沿海和京　１　ＵＨＶＤＣ的技术特点　广铁路沿线以东地区国民经济持续快速发展，导致能　源产地与能源消费地区之间的距离越来越远，使得中　特高压直流输电技术起源于２ｏ世纪６ｏ年代，　国能源配置的距离、特点和方式都发生了巨大变化，　１９６６年瑞典Ｃｈａｌｍｅｒｓ大学开始研究±７５０　ｋＶ导线。　因此必然引起能源和电力的跨区域大规模流动。　而在其后前苏联、巴西等国家也先后开展了特高压直　特高压直流和交流输电各有优点［　］。输电线路　流输电研究工作。国际电气与电子工程师协会　基金项目：国家重点基础研究专项经费资助项目（２００４ＣＢ２１７９０７）；国家自然科学基金项目（５０５９５４１２＆５０３７７０１７）。　维普资讯 http://www.cqvip.com

第　卷第６期　２００６年ｌ２月　四川电力技术　ＳｉｄｍａｎＥｌｅｃｕｉｃＰｏｗｅｒＴｅｅｈｎｄｏｇｙ　Ｖｏｉ．２９．Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．。２８Ｏ６　（ＩＥＥＥ）和国际大电网会议（Ｃｉｇｒｅ）均在２０世纪８Ｏ年　代末得出结论：根据已有技术和运行经验，±８００　ｋＶ　：ｚ５％ｏ　对金沙江一期外送输电方案的研究也表明，　±８００　ｋＶ级直流输电无论在输电损耗、输变电投资、　是合适的直流输电电压等级［引。对特高压直流输电　的电压等级进行研究和论证时，考虑到中国对直流输　电技术的研发水平和直流设备的研制能力，认为确定　一年费用等方面，还是在减少换流站数目和节省线路走　廊等方面都具有很大优势，能产生巨大的社会效　益［１２　ｌ。　个特高压直流输电水平是必要的，并把±８００　ｋＶ　确定为中国特高压直流输电的标称电压。这有利于　而在大区电网互联方面［１３］，特高压直流输电技　术与常规高压直流技术相似，都具有长期运行的的优　特高压直流输电技术和设备的标准化、规范化、系列　化开发，更有利于中国进行特高压直流输电工程的规　越性。对于特高压，只要所联的交流系统短路比大于　划、设计、实施和管理。　特高压直流输电技术除了具有常规直流输电的　特点外，而且能将常规直流输电的优点更加充分地发　挥［１０］。突出表现在以下几个方面：　（１）电压高，高达±８００　ｋＶ，对与电压有关的设　备，如高压端的换流变压器及其套管、穿墙套管、避雷　器等研发提出了高要求。　（２）送电容量大。规划的特高压直流输电工程　的送电容量高达５　ＧＷ和６．４　ＧＷ，相应的直流额定电　流将达到３　１２５　Ａ和４　０００　Ａ。　（３）送电距离长，长达１　５００　ｋｍ，有的甚至超过　２　０００　ｋｍ。　（４）特高压直流工程相对于常规直流输电工程，　其直流换流站的主接线和基本结构复杂，需要采取每　极双ｌ２脉冲阀组的串接；为承受±８００　ｋＶ的外绝缘，　并顾及直流的积污效应，要考虑绝缘形式和绝缘材料　问题；线路的导线形式和杆塔对地高度将与±　５００　ｋＶ工程有很大的不同，要进行有关的设计实验；　有较大的额定电流，接地极设计需要探讨。　此外，在经济性方面，经多方面调查，肯定了　±８００　ｋＶ　ＨＶＤＣ在长距离大容量输电上的优越　性㈨。对于一个ＨＶＤＣ输电系统而言，总花费是由　对换流站和线路的投入资本以及后期的损耗　本所　构成的，一个给定传输容量的ＨＶＤＣ系统换流站的花　费随着电压的提升而增多，但是线路花费却在某个特　定的电压时最低。　图１是对一个传输容量为６　４ＯＯ　ＭＷ。传输距离　大于１　８００　ｋｍ的工程，分别采用８００　ｋＶ交流、－４－８００　ｋＶ直流和±６００　ｋＶ直流进行传输时，其投资和损耗　关系的一个对比。在计算损耗时，假定１　４００　ＵＳＤ／　ｋＷ。结果可以清楚地发现，±８００　ｋＶ直流是最经济　有效的选择，具有线路容量大而线路损耗小的特点。　总的花费上，选择±８００　ｋＶ直流要比４－６００　ｋＶ低　・１４・　３，即能够满足其接人电网的条件。目前中国与直流　相联的交流系统短路比均大于５。　线路损耗百分比　—・一８００ｋ１ｆＤｃ——一￣０ｋＶｌＥ　●　８Ｏ０ｋＶ＾Ｃ　圈１　６００　ｋＶ　ＨＶＤＣ和８００　ｋＶ　ＨＶＤＣ的成本对比　２　ＵＨＶＤＣ换流站的设计　同常规的超高压直流输电相比，ＵＨＶＤＣ在换流　站的设计方面还是有些不同，必须加以注意。对于一　个传输容量６４ＯＯ　ＭＷ，直流电压８００　ｋＶ，传输距离达　２　０００　ｋｍ的特高压直流输电工程，具体的设计方面如　换流站阀桥、交直流滤波器和平波电感、过电压保护　和绝缘配合、电磁环境影响等都要仔细考虑【¨一９１。　２．１换流站阀桥　在传统的ＨＶＤＣ设计中，都是采用一组ｌ２脉冲　的换流桥，但是考虑到ＵＨＶＤＣ传输容量的巨大，两　组ｌ２脉冲的换流桥串接在站内是特高压直流输电的　最可行的选择。见图２。　囤２每侧两组１２脉冲桥串接的换流站　维普资讯 http://www.cqvip.com

筇２９毪筇６ｊ９】　Ｊ９四川电力技术　Ｘ）６　Ｉ　？　ｊ　一　……．一．．……一．．．　兰　！　！！ｆｎｔＩＩ　兰　！　．．．一　Ｖｏ１．２９．Ｎｏ．６　Ｉｈ．．２００６　每组换洫桥的电压分配可以足丰¨州的，即４００　ｋＶ／４００　ｋＶ．也可以是不同的３００　ｋＶ／５００　ｋＶ。考虑到　件的前提下，可考虑采用每极每端一台三调谐滤波器　的方案即　ＩＴ　１２／２４／３６。　原有±５００　ｋＶ直流的运行经验，似乎采取３００　ｋＶ／５００　ｋｖ可以更加方便地投入运行，但是采用４００　ｋＶ／４００　平波电感的选择范围是每极每端２５０～３００　ｍＨ，　其具体参数的确定还要看直流滤波器的性能和架空　线的参数。特别要指出的是将平波电感分别安装各　８００　ｋＶ高压母线和中性母线上＾时，会能更好地配合　直流滤波器达到很好的谐波滤除效果。　ｋＶ的活，在以一ＦＪＬ个方面会更具有优势。　组阀桥可以有相仿的绝缘水平。这样每组阀　桥所采用的仪器装置就可以很相似，比如说栩同的阀　组、相同的换流站设计和布置、相同的避雷器和旁路　Ｊｒ＿炎等，Ｈ有接地的绝缘水平需要根据各自的情况确　定。　两组换流桥传送的额定功率相似。初步的调杏　艟示，用于８００　ｋＶ的功率传送能力主要取决于其绝　缘水平（即ＢＩＬ／ＳＩＬ＝１　８００　ｋＶ／１　６００　ｋＶ）。　在两组换流桥栩同的安排布置下，能源的利用可　以达到最优。　所以，±８００　ｋＶ的特高压直流输电串接的两组　换流桥采用棚问的电压等级魁首选方案。　２　２交直流滤波器和平波电感　交流滤波器和旁路电容器在系统中除了起到滤　除谐波的作ｊ｝ｊ外还有无功补偿的作用，它们的设计安　排要考虑到交流系统的强度（ＳＣＲ＞＞３）平Ｉｌ滤波器投　切时允许的电压波动　下＿丽给出了整流侧和逆变侧　交流滤波器设置方案，见表ｌ和表２。　表１整流侧交流滤波器　表２逆变侧交流滤波器　Ｉ广＿】整流侧相比，由于逆变侧系统阻抗条件较好，　呵以避开系统阻抗谐振点，采用１２／２．４双调谐带高通　滤波器可以满足滤波要求，具有较高的系统可靠性，　降低ｒ对备品备件的需求。　随菅光通讯系统的不断发展，直流输电系统的滤　波问题越来越容易解决。一般还是采用在常规直流　输电Ｉｆｌ广泛应片ｊ的无源直流滤波器，每极傅端两组，　但址　增ｒ人低压电抗器和电容器　定他、增加箭ｃ　缶　‘　：　圈３中，上面一幅是平波电感全部安装在８ＯＯ　ｋＶ　高压母线上，而下面一幅则是５０％的平波电感安装　在中性母线上。　２．３过电压保护和绝缘配合　±８００　ｋＶ　ＨＶＤＣ系统的绝缘配合基本同已运行　很久的±５００　ｋＶ系统相似，但是必须对避雷器的选　择和布置更加慎重。这些装置是整个系统绝缘水平的　技术性和经济性达到最优的基础［∞　。　交流母线避雷器可以选用国产标准型的母线避　雷器，每相ｌ３　１４支，分别布置在８组换流变压器交　流侧进线，４大组交流滤波器母线和作为站用变压器　的降压变压器上。　交流滤波器内各种避雷器的配置方式和原则与　超高压直流输电工程相同。为了保证交流滤波器小　组投切断路器的暂态恢复电压（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　Ｒｅｃｏｗ￣－ｒｙ—　Ｖ０ｌｔａｇｅ。１＇１ｗ）不超过５ＯＯ　ｋＶ两断口断路器的制造水　平，可以加装滤波器避雷器或断口避雷器。　阅避雷器的配置原则也与常规超高压直流输电　工程类似，需要注意的有两个工程问题：①顶端避雷　器能量问题。在对应阀闭锁期间，高压换流器Ｙ／Ｙ　压　闷侧对地闪络，直流滤波器和直流线路通过平　・　１　・　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２９卷第６期　２０Ｏ６年ｌ２月　四川电力技术　Ｓｉｅｈｕａｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ＰｏｗｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．２９．Ｎｏ。６　Ｄｅｃ．．２Ｏ０６　波电抗器向顶端阀避雷器放电，引起该避雷器能量要　求显著大于其它阀避雷器。对于特高压直流输电工　程。由于采用两个换流器串联，因此这种能量增大现　象更为明显。②在发生上述情况期间，对应的阀触　发成功，将避雷器中通过的电流迅速转移到阀中，因　此换流阀的设计需要考虑这种工况。　此外，由于直流线路长度增加，对中性点金属返　回避雷器的能量要求有较大变化，还需要深入研究。　２．４换流站的电磁环境问题　随着全球经济的不断发展和民众环境意识的增　强，输电工程的电磁环境影响越来越受到人们的关　注，受到环保的严厉制约，电磁环境成为决定输电线　路结构、影响建设费用等的重要因素［２３－２５］。对于直　流输电工程换流站的电磁环境，存在两个突出问题：　①换流站的可听噪声太大；②换流站接地极的地电　位对交流系统的影响比较严重。　换流站内的主要噪声源有换流变压器、平波电抗　器、交流滤波器、换流阀和冷却系统设备。后两种设　备置于室内，其噪声基本被房屋屏蔽；前三种设备　安装在室外。其噪声对外界造成严重影响。　当直流输电采用单极大地返回方式运行时，入　地电流使接地极周围地电位升高，导致附近不同位　置交流变电站之间出现直流地电位差。直流电流借　道三相交流中性点的接地而流经交流系统某些部分。　变压器的损耗、温升以及５Ｏ｜Ｉｚ的噪声（正常时基波　噪声频率为１００　Ｈｚ）都有明显增加。直流偏磁现象　影响变压器正常工作，严重时还会损坏变压器。　因此。发展特高压直流输电，换流站可听噪声过　大的问题和直流接地极地电位升对交流系统的影响　都是不可忽视的。必须通过更进一步的研究采取一系　列的隔音装景和改善控制运行方式的方法来解决这　些问题。　２．５可靠性和可用率的考虑　特高压直流输电工程的输送容量大，必须具有高　于现有超高压直流输电工程的可靠性和可用率。　换流器采用的交流馈电间隔、阀厅、独　立供电的交直流电源系统、的冷却空调系统、不　依赖上层网络的高度的控制系统等都能提高输　电工程的可靠性。同时。采用换流器旁通开关可以使　每一换流器单独启动、停运、退出检修而不影响其它　三个换流器的运行。极大地降低了单极停运的概率。　而要提高电网的安全性能，最重要的是减少双极　・１６・　停运的可能，可采取的措施主要是尽可能使双极独　立。双极耦合的两个方面分别为控制系统和包括接　地极在内的公用中性点部分，因此要对控制系统的结　构进行重新设计，以及进一步分解中性点的各种保　护，杜绝一极故障、停运以及检修失误导致男一极停　运的可能性。　３　ＵＨＶＤＣ对系统安全稳定性的影响　２０１５年后全国联网格局将逐步形成，届时全国　电网将分为四个同步电网，即东部电网、中部网、南方　电网及西北电网。对于远距离（超过１　０００　ｋｍ）、大容　量（超过５０　ＧＷ）的西电东送工程，可以采取交直流并　列运行的送电方案，还有文献Ｅ２６ｌ提出了纯直流输电　方案。不管哪种方案，特高压直流输电系统的建设将　导致整个输电网架形成一个新的格局。在此格局下，　交流通道能否承担在直流故障期间引起的功率转移；　直流系统在送、受端交流故障切除后能否稳定和可靠　运行；多直流落点系统的安全稳定性等都属于输电系　统的重大技术问题。　文献［２７］以金沙江一期、锦屏梯级水电基地外送　采用特高压直流输电方案为依托，研究了２０１５年前　后大容量直流馈入华东、华中、华北交流同步电网对　处于交直流并列运行系统的安全稳定影响。得出结　论如下：　（１）系统承受故障能力强，在直流单极闭锁的情　况下系统均能保持稳定。　（２）直流发生双极闭锁故障时，切除送端４—５　台机组系统均能恢复稳定。但受端电网和交流通道部　分节点电压偏低。　（３）换流站交流出线发生跳双回线故障时，换流　站在故障期间会发生换相失败，故障切除后除个别线　路故障时需采取附加措施外，直流输送功率均能恢　复。系统能保持稳定。　（４）在功率转移交流通道主要节点加装静止无　功补偿器或考虑增加直流调制功能等手段后，直流发　生双极闭锁故障时送端可少切除一台机组；在切机台　数不变的前提下，故障后交流通道和受端电网大部分　节点电压能达到０．９５　ｐｕ以上水平。　由此可见，互联电网中特高压直流输电系统的加　入对系统的安全稳定性的影响都在可接受的范围　内【丝．２９］。　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２９卷笫６期　２００６年ｌ２月　四川电力技术　Ｓｉｃｈｕ￣ｎ　ＦＪｅｃｔｒｉｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｎ１．２９。Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．，２Ｏ０６　但是从目前早已投运的常规高压直流输电系统　中，还有必须引起关注的就是它们都不同程度地发生　过一些典型故障Ｅ３０，３１］，如母线短路事故、交流滤波器　ＦＡＣＴＳ技术的发展，在以下方而已显示出重要的　作用，对潮流的定向传输进行更多的控制，从而提高　交流输电线路的可控性；利用电力电子器件的快速控　同时跳闸、单一控制保护元件故障引起极闭锁、换流　变分接头紧急跳闸误动作导致极停运、控制保护系统　故障引发双极停运、直流电压互感器闪络导致极停运　制作用，提高电力系统的暂态稳定性；通过适当的无　功功率调节稳定运行电压及故障后恢复电压，提高电　网电压的控制能力；增强系统的阻尼以抑制系统振　等。分析这些系统发生的不同类型的典型事故，其原　因归纳起来主要包括两个方面：设计缺陷和设备或元　件故障。而同样这些故障也有可能发生在特高压直　流输电系统中，因此，总结经验教训，加强直流输电系　荡。并改善系统的动态稳定性等等［３９，４０］。　因此，对于中国发展的交直流互联系统，特别是　特高压直流输电系统的加入，研究ＦＡＣＴＳ技术，提高　互联系统的的稳定水平（暂态、动态及电压稳定性等）　统的设计以及制造和运行维护使直流输电系统更加　稳定和可靠是势在必行的。　在提高系统稳定性方面，ＵＩｆＶＤＣ同常规超高压　直流输电一样，可考虑改进直流系统的控制器ｌ３２Ｊ设　计和加入ＦＡＣＴＳ装置等。　目前的电力系统的控制技术大多采用传统的古　典控制或现代控制理论，二者都是基于线性系统的控　制理论，而这些控制理论用到电力系统这个典型的非　线性系统中的时候，常常需要将电力系统的非线性状　态方程在某一特定运行方式下进行近似线性化。这　种在某种特定状态‰下被近似线性化的数学模型　只能在系统实际运行状态　（　）十分接近‰时才比　较准确，当实际运行状态Ｘ（ｔ）偏离‰较远时，近似　化的数学模型并不能正确表述实际的控制系统，以其　为根据的控制器也就不能正确有效地工作，当实际运　行点和没计中所选择的平衡点之间的偏差越大，误差　也越大，故而这种设计方法与提高电力系统大干扰稳　定性的要求不相适应。相对而言。采用恰当的非线性　控制方案，使电力系统自身的非线性特性得以抵消和　补偿，可能获得更好的控制效果［３３￣３７］。所以，基于　非线性控制规律设计的直流基本控制器和附加控制　器都可以用于ＵＨＶＤＣ系统中，以提高系统的稳定性　能。　ＦＡＣＴＳ技术实际上是一系列基于电力电子技术　的电力系统控制器的集合，具体形式多种多样　Ｊ。　最具代表性的有：静止同步补偿器（ＳＴＡＴＣＯＭ）、晶闸　管可控串联电容补偿器（，Ｉ℃ＳＣ）、统一潮流控制器　（ＵＰＦＣ）等，最新的转换静止补偿器（ＣｓＣ）是与ＵＰＦＣ　一样基于ＧＴＯ型换流器的串并联连接的控制器，但　功能更强大，可同时控制多回线路的潮流，具体有两　种形式，即线间潮流控制器（ＩＰＣ）和广义ＵＰＦＣ　（ＧＵＰＦ℃）。　是事关紧要的。目前在ＦＡＣＴＳ对电力系统稳定作用　的研究中，研究比较多的是１℃Ｓｃ控制器抑制电力系　统次同步谐振（ＳＳＲ）的机理分析和利用ＦＡＣＴＳ设备　提高电压稳定性Ｈ卜４３ｊ。但是都是基于ＦＡＣＴＳ的准　稳态模型进行分析，会带来一定的偏差，甚至于研究　绪沦是有疑问的，建立一个能反映ＦＡＣＴＳ控制器内　部动态行为的精确而又实用的模型对于研究ＦＡＣＴＳ　的控制策略有很重要的意义。　４　ＵＨＶＤＣ在中国的发展　中国特高压技术的研究已取得重要进展【４４，４５Ｊ。　从１９８６年开始，连续将特高压输电技术研究列入国　家“七五”、“八五”和“十五”科技攻关计划。在过去的　２０年里，科研机构在特高压领域做了大量工作，特高　压技术研究已进入实用化阶段，取得了一批重要科技　成果。相继开展了中国更高一级电压远距离输电方　式和电压等级选择问题的研究；进行了特高压输变电　设备、线路、铁塔、典型变电站的分析论证和特高压输　电系统过电压、绝缘配合及输电线路对环境影响的研　究。　随着电力大规模流动的距离逐渐加大，现有的　±５００　ｋＶ直流输电将无法满足要求，客观上需要采用　更高一级的直流输电电压等级。根据对西南水电外　送输电方案的多次滚动规划研究成果并结合国外的　相关研究结论，±８００　ｋＶ直流输电在技术上是可行　的，比较适合中国的实际情况。　经初步估算，ＵＨＶＤＣ在中国有着广阔的市场前　景【４６Ｊ。西南水电丰富，根据交直流输电的定位及送　端电网的发展现状等情况，金沙江下游电站和四川水　电的外送均采用直流输电，云南水电外送具体采用何　种方式还没有最后的定论，综合来看直流外送有很强　．　・　ｌ７・　维普资讯 http://www.cqvip.com

２ｉ；２９毪第６期　２００６年１２　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｅｈｅｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏ１％￣＇四川电力技术　Ｖｏ］．２９．Ｎｏ，６　Ｄｅｃ．・２００６　的竞争力，因此特高压直流输电在西南水电外送中的　市场需求可达ｌ　ｌ回；在西部建立大型煤电基地是促　进能源流动的有效手段，特高压直流输电可以作为煤　电外送输电方案的选择之一，具有很大的潜在市场需　求，可以考虑采用特高压直流输电的煤电外送输电线　路约为３回；此外，中国有关单位正在积极研究从国　外引进电力以满足中国经济增长对能源的需求，正在　开展前期工作的项目有国家电网公司计划从俄罗斯　远东引进水电和从哈萨克斯坦引进火电，中国南方电　网有限责任公司计划从缅甸等国家引进电力，从技术　角度出发，从国外引进电力也可以考虑采用特高压直　流输电，因此，特高压直流输电在从国外引进电力的　项目中还有２回以上的市场空间。　但与其他国家相比，中国建设特高压输电工程将　面临一些特殊问题，如高海拔、重污秽等，而这些特殊　问题国外研究相对较少，却又是关系中国特高压交直　流输变电设备外绝缘设计的关键，因此很有待于中尉　进一步加强研究［们・圳。　其中特别是直流绝缘子的污闪特性是关系到输　变电没备安全运行的最主要因素，应主要研究以下几　个方面：　（１）直流污闪电压与绝缘子形状的关系，外伞型　绝缘子和钟罩型绝缘子的污闪特性的优劣还需傲进　一步探讨。　（２）直流绝缘子的积污特性，直流电压下绝缘子　的积污情况与自然环境、污源及污秽物质的性质密切　相关。要根据中国高海拔、重污秽等实际情况开展具　体的试验研究。　（３）绝缘子串覆冰闪络特性。中国气候季节变　化明显，很多地区覆冰情况严重。２００４年底和２００５　年初，华中地区的超高压４－５００　ｋＶ直流输电线路发　生的严重覆冰闪络事故已引起广泛的关注和重视。　５结语　特高压直流输电的技术特点和它的经济效益，再　加上中国能源分布和用电负荷的不均匀，决定了其在　电网发展中有着举足轻重的地位。但是到目前为止。　世界上还没有一个国家建成±８００　ｋＶ级直流特高压　输电线路。没有现成的运行经验可循。因此　结合中　国的实际情况，开展特高压直流输电工程的技术问题　的研究包括换流站线路设计、对系统的安全稳定性研　・　１８　・　。　究等等意义重大。　参考文献　［１］Ｐａｒｉｓ　Ｉ　．Ｆｕｔｕｒｅ　ｏｆ　ＬＪＨＶ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅｓ￣Ｊ］．ＩⅡ　Ｓｐｅｔ：ｔｎ－ｎ。　１９６９，６（９）：４４—５１．　［２］Ｄａｒｖｅｎｉｚａ　Ｍ．Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ　ｔｉｓｈｕｎｇ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　１０００，１３００　ａｎｄ　１５ｏ０ｋＶ　ＵＨＶ　ｔｒａｎｓｍｉ￣ｉｏｎ　ｌｉｎｅｓ［Ｊ］．ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｅ　ｎ　。　ＡｕｓｔｒｌａｉａＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅ，ｃｉ，￣ｔ４ｇｕ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，１９７７，１３（１）：５—　９．　［３］Ｎｉｃｈｏｌｓ　Ｄ　Ｋ，Ｂｏｏｋｅｒ　Ｊ　Ｒ，Ｌａｒｚｅｌｅｒｅ　Ｗ．Ｔｅｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｏｎｕｌ　ｓ　ｓｉｏｎｉｎｇ０ｆ，ｎｏｄｕｌａｒ　ＵＨＶ　ＡＣ　ｏｕｔ＆ｍｒ　ｔｅｓｔ　ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎＰｏｗｅｒ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ　ａｎｄ　ｓｙｓｔｅ鹏。１９８４。１０３（７）：　１９１６—１９２２．　［４］詹奕，尹项根．高压直流输电与特高压交流输电的比较　研究［Ｊ］．高电压技术，２００１，２７（４）：４—４６．　【５】周浩，余宇红．中国发展特高压输电中一些重要问题的　讨论［Ｊ］．电网技术，２００５。２９（１２）：１—９．　［６］朱呜海．关于发展中国特高压输电的意见［Ｊ　Ｊ．电网技　术，１９９５，１９（３）：５４—５７．　【７］袁清云．特高压直流输电技术现状及在叶Ｉ国的应『ＩＪ前　景［Ｊ］．电网技术，２００５，２９（１４）：１—３．　［８］南方电网第一个特高压±８００直流项目方案确定［Ｊ　Ｊ．广　东输电与变电技术，２００５，（０５）．　［９］Ｋｒｉｓｈａｕａｙｙａ　Ｐ　Ｃ　Ｓ．Ａｎ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆｔｈｅ　Ｒ＆Ｄ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｒ　ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　ＨＶＤＣ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｖｏｌｔａｇｅ　ａｂｏｖｅ　６００ｋＶ　［Ｃ］．ＣＩＧＲＥ　１９８８　ｓｅｓｓｉｏｎ，１４—０７．　［１Ｏ］李立　，．特高压直流输电的技术特点和工程应用．电　力系统自动化，２００５，（２４）．　［１１］　Ａｓｔｒｏｍ，Ｕ．；Ｗｅｉｍｅｍ。Ｌ．；Ｌｅｓｅａｌｅ，Ｖ．；Ａｓ＃ｕｎｄ，Ｇ．；　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｍｎｆｉｓｓｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ＨＶＤＣ　ａｔ　Ｖｏｌｔａｇｅｓ　Ａｂｏｖｅ　６００　ＫＶ。　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｘｈｉｂｉｉｔｏｎ：Ａ－　ｓｉａ　ａｎｄ　Ｐａｃｉｉｆｃ。２００５　Ｗ．ＫＫ／ＰＥＳ．１５—１８　Ａｕｇ．２００５　Ｐａｇｅ　（ｓ）：ｌ一７．　［１２】郑健超．金沙江大容量水电远距离输送方式的选择　［Ｊ］．中国电力。２００３，（９）．　［１３］徐博文．大区电网互联的几个重要问题［Ｊ］．电网技术，　１９９９。（９）．　１４］ｌｔｕａｇｕ，Ｈ．；Ｉｈｍａｓｗｍａｉ，Ｖ．；Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆＵＨＶＤＣ　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　ＳｔａｔｉｏｎＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｆ．，：ｄｄｂｉ．　１ｉｏｎ：Ａｓｉａ　ａｎｄ　Ｐａｃｉｉｆｃ．２００５　ＩＥＥＥ／ＰＥＳ　１５一ｌ８　Ａｕｇ．２００５　Ｐａｇｅ（ｓ）：１—６．　［１５］舒印彪，刘泽洪，高理迎，等．８００ｋＶ　６４００ｂｌＷ特高压直　流输电工程设计初探［Ｊ］．电网技术，２００６，３０（１）：ｌ一８．　［１６］　Ｕｎｏ　Ｇ？ｆｖｅｔｔ，Ａｌｂｅｒｔ　Ｊａｋｔｓ，Ｃｈｒｌｓｔｅｒ　１ｒ？ｒｎｋＶｉｓｔ　ａｎｄ　ｔａｒｓ　Ｗｍｉｄｓｓ｛；０ｎ．“Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ＦｉｅＭ　Ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　Ｏｉｌ”．ＩＥＥＥ　ｌ＇￣ｕ＇．ｓ．ａｃｔｉｏｎｓ　Ｏｉｌ　Ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ　ｌｎｓｕｌａｔｉｏｎ．Ｖｏ１２７　Ｎｏ．　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２９卷第６期　２Ｏ０６年ｌ２月　四川Ｉ电力技术　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ’Ｉ＇ｅｃｈｎｏｌｏｇ￣，　Ｖｏ１．２９。Ｎｏ．６　２（１０６　．３，Ｊｕｎｅ　１９９２．　『ｌ７］　Ｄ．Ｗｕ。Ｒ．Ｈａｒｔｉｎｇｓ．Ｕ．？ｓｉｒ？ｍ，”Ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｐ０ｓｔ　ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ　ｉｎ　ｕｌｌｅ￣＇ｅｌｌ　ｒａｉｎ　ｕｎｄｅｒ　Ｉ）Ｃ　ｖｏｌｔａｇｅ”，９ｔｈ　ＩＳＨ，ｐａｐｅｒ　３２３７，Ｇｒａｚ。Ａｕｓｕｌａ，Ａｕｇｕｓｔ　２８一Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ　１，　１９９５．　［１８］　Ｄ．Ｗｕ，Ｒ．Ｈａｒｆｉｎｇｓ，Ｕ．？ｓｔｒ？ｍ。Ｂ．Ａｌｍｇｒｅｎ，Ｓ　Ｎｏｒｄ，　“Ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｓｔａｉｔｏｎ　ｐ０６ｔ　ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ　ｆｏｒ　ＵｔｔＶＤＣ印Ｐｕ－　ｅａｔｉｏｎ￣”ｌＯｔｈＩＳＨ，Ａｕｇｕｓｔ　２５—２９，１９９７，Ｍｏｎｔｒｅａｌ，Ｃａｍ－　ｄａ．　［１９］　Ｂ．Ｘｌｍ￣ｎ，Ｕ．？ｓｔｒ？ｍ。Ｄ．Ｗｕ，“Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ　ｅｘｐｅｆｉ－　ｅｎｏ，＿ｌ￣ｏｆ　ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ　ｉｎ　ＨＶＤＣ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎｓ”ｈｏｏｅｅｄｉ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｌｅｖｅｎｔｈ　ｎａｔｉｏｎａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｃｏｎｆｅＩ＇￣ｎｃｅ，ＮＰＳＣ一　２０００，Ｂａｒ￣ａｌｏｒｅ，Ｉｎｄｉａ．　［２０］　陆宠惠，万启发，谷定燮，等．日本ｌ　０００　ｋＶ特高压输　电技术［Ｊ］．高电压技术，１９９８，２４（２），－４７—４７．　［２１］　维列夏金，吴维韩．俄罗斯超高压和特高压输电线路　防雷运行经验分析［Ｊ］．高电压技术，１９９８，２４（２）：７６—　７９．　［２２］　常美生．特高压输电线路的防雷性能分析［Ｊ］．电力学　报，１９９７，１２（２）：２８—３１．　［２３］　吴桂芳，陆家榆。邵方殷．特高压等级输电的电磁环境　研究［Ｊ］．中国电力。２００５，３８（６）：２４—２７，　［２４］　吴桂芳．中国土５００　ｋＶ直流输电工程的电磁环境问题　［Ｊ］．电网技术，２００５，２９（１１）：５—８．　［２５］　赵杰，张波．输电线路地线对流入变压器中性点直流　电流的影响［Ｊ］．电网技术，２ＯＯ５，２９（１９）：６０—６４．　［２６］　黄莹。徐政，曾德文，等．西电东送纯直流输电方案研　究［Ｊ］．电网技术，２ＯＯ４，２８（１９）：１—４．　［２７］　齐旭，曾德文，史大军，方晓松，黎岚。苏宏田，邬炜．特　高压直流输电对系统安全稳定影响研究［Ｊ］．电网技　术，２ＯＯ６，（２）．　［２８］　黄万永，霍季安，曾南超等．跨省电网以直流相联是全　国联网的最佳模式［Ｊ］．电网技术，１９９９，２３（１）：５９—６２．　［２９］　胡学浩，丁功扬．全国电网互联中采用高压直流输电　方式时国外经验之借鉴［Ｊ］．电网技术，１９９８，２２（５）：６４　—６７．７Ｏ．　［３ｏ］　王明新。曾南超，陶瑜．１９９４年葛南直流输电线运行及　故障统计分析［Ｊ］．电网技术。１９９６，２０（５）：５３—５７．　［３１］　李文毅，李智勇，王海军．葛南直流输电系统１９９７年运　行情况分析［Ｊ］．电网技术，１９９８，２２（９）：７５—７７．　［３２］　李兴源，高压直流输电系统的运行和控制，北京：科学　出社。１９９８．　［３３］　陈凌云、刘红超、邱晓燕高压直流输电系统非线性变　结构控器的设计［Ｊ］．电力系统自动化２００３，０４．　ｅ３４】刘红超，李兴源，王路等。多溃人直｛Ｊ｛ｃ系统ｆｆｌ的直流调　制的协调优化［Ｊ］，电网技术。２ＯＯ４，２８（１）：５—９．　［３５］李兴源．陈凌云，颜泉，王路．多馈入高压直流输电系　统非线性附加控制器的设计［Ｊ］．中国电机工程学报，　２００５．１５．　ｊ６ｊ鲜艳霞，李兴源．提高交直流系统暂态稳定性的最忱　变目标控制策略［Ｊ］．中国电力，２ＯＯ４，３７（１１）：１５一ｌ８．　［３７］鲜艳霞，李兴源．ＨＶＤＣ与发电机励磁的非线性综合控　制策略［Ｊ］．电网技术。２００４，２８（１４）：３２—３５．　［３８］何瑞文，蔡泽祥．基于电力系统稳定分析与控制的　ＦＡＣＴＳ技术评述［ｊ】．继电器．２ＯＯ４，０６．　［３９］ｔｔｉｎｇｏｒａｎｉ　Ｎ　Ｇ，Ｃｙｕｇｙｉ　Ｌ．Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ　ＦＡＣＴＳ—Ｃｏｎｃｅｐｔｓ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　ＡＣ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｒｍ【Ｊ］．　ＩＥＥ，——Ｅ　Ｐｒｅｓｓ，２ＯＯＯ：１２２６．　［４０］ＺＩｔＡＮＣ　Ｘｌａｏ２ｐｉｎｇ，Ｈａｎｄｓｃｈｉｎ　Ｅ，ＹＡＯ　Ｍ￣ｔｏ２ｊｔｌｌｒ１．Ｍｏｄｅｌｉｎ・　ｇｏｆｔｈｅ　Ｃｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ　Ｕ￣ｉｆｉｆｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｆｌｏｗ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＧＵＰＦＣ）　ｉｎａ　Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　Ｉｎｔｅｒｉｏｒ　Ｐｏｉｎｔ　ＯＰＦ【Ｊ　Ｊ．Ｉｒ￣Ｆ，Ｆ，Ｔｒａｍ　Ｏｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ，２００１，１６（３）：３６７２３７３．　［４１］刘晓东，杨煜，陈陈，基于采样一数据模型方法的Ｉ可控　串联补偿系统对次同步振荡抑制作用的计算分析（１）　［Ｊ］．中国电机工程学报，２００１，２１（２）：１２５．　［４２］Ｄａｎｅｓｈｐｏｏｙ　Ａ。Ｃｏｌｅ　Ａ　Ｍ．Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｒ￣ｐｏｎｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｓｅｒｉｅｓ　Ｃａｐａｃｉｔｏｒ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｍ　Ｏｉｌ　Ｐｏｗｅｒ　Ｄｅｌｉｖｅｒｙ。２００１，１６（１）．５３２５８．　［４３］Ｃａｎｉｚａｒ￣Ｃ　Ａ，Ｆａｕｒ　ＺＴ．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ＳＶＣ　ａｎｄ　ＴＣＳＣ　Ｃｏｎ。　ｔｒｏｌｌｅｒｓ　ｉｎ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｃｏｌｌａｐｓｅ［Ｊ］．匝ＥＥ　Ｔｒａｍ　Ｏｉｌ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　，１９９９，１４（１）：１５８２１６５．　［４｝］吴敬儒，徐永谤．中国特高压交流输电发展前景［Ｊ］．　电网技术，２ＯＯ５，２９（３）：１—４．　［４５］张章奎．国内外特高压电网技术发展综述［Ｊ］．华北电　力技术２Ｏ０６．１　［４６］苏宏田，齐旭，吴云．中国特高压直流输电市场需求研　究［Ｊ］．电网技术，２００５，２９（２４）：１—４．　［４７］张运洲．对中国特高压输电规划中几个问题的探讨　［Ｊ］．电网技术，２００５，２９（１９）：Ｔｌｌ—Ｔ１４．　［４８］关志成；张福增；王国利；龙彪；王黎明；中国特高压　的特有技术问题［Ｊ］．电力设备．２ＯＯ６，Ｏ１．　作者简介　李峰（１９８１一），男，硕士研究生，研究方向为电力系统　稳定与控制。　李兴源（１９４５一）。男，教授，博士生导师，中国电机工程学　会理事。—ＩＥＥ—Ｅ高级会员，研究方向为电力系统分析，电力系统　稳定和控制等方面。　（收稿日期，￣２００６—１０—１６）　・　１９・