谈谈高压直流输电为什么无法完全取代高压交流输电

谈谈高压直流输电为什么无法完全取代高压交流输电

一、首先我们来看高压直流输电的特点：

换流器控制复杂，造价高;

直流输电线路造价低，输电距离越远越经济;

没有交流输电系统的功角稳定问题，适合远距离输电;

适合海底电缆(海岛供电、海上风电)和城市地下电缆输电;

能够非同步(同频不同相位，或不同频)连接两个交流电网，且不增加短路容量;

传输功率的可控性强，控制速度快，可有效支援交流系统;

换流器大量消耗无功(注意这是对LCC-HVDC而言，VSC-HCDC整流侧和逆变侧均可独立灵活控制无功，两种系统差别下文将单独说明。)且产生谐波;

双极不对称大地回线运行时存在直流偏磁问题和电化学腐蚀问题(地电流危害);

不能向无源系统供电(依然是对LCC-HVDC系统而言)，构成多端直流系统困难(由于直流没有过零点，难以熄弧，所以现在缺少大容量直流断路器，无法切除输电线路的短路故障，从而限制了多端直流输电的发展。)。

二、经济问题：

高压直流输电主要是两头换流站贵，线路便宜。所以相较于交流输电，距离越远越经济。

架空线路等价距离约在640~960km

地下电缆线路的等价距离为56~90km

海底电缆线路的等价距离为24~48km

*交流输电时电缆线路会与周边介质(海水、土壤)形成一个较大的电容，影响电网的经济稳定，直流输电不存在这个问题。三、电能质量：

直流输电系统的主要缺点是存在谐波，特别是低次谐波(主要是LCC-HVDC,而VSC-HVDC最低次谐波频率较高，滤波器可以有效消除这种高次谐波)。另一个不太突出的缺点是地电流。

谐波的危害：

对铁磁设备的影响。谐波造成额外的铁耗导致发热、振动和噪声，降低了设备出力、效率及寿命;

对旋转电机的影响：谐波造成转矩脉动，转速不稳;

对电力电容器的影响：谐波可能引起谐振过电压;

对电力系统测控的影响：谐波使测量误差增加，可能导致控制失灵，保护误动;

三次谐波电流过大可能使中性线过流;

谐波叠加在基波上，使电气应力增加，对各种电气设备尤其是电容器的绝缘造成威胁;

谐波对通信线路造成干扰。

HVDC引起的变压器直流偏磁(地电流)：

现象：直流输电系统接地极流过较大电流时(如单极大地运行)会导致中性点接地变压器产生直流偏磁现象。

后果：导致铁芯饱和，产生谐波，引起振动和噪声，引起发热，严重时损坏变压器，引起保护误动等。