第1章第1节 高压直流输电发展概况 1. 高压直流输电在国外的发展 2. 高压直流输电在我国的发展 3. 中国电网现状与直流输电发展前景

1. 高压直流输电在国外的发展 1954年以前——实验性阶段（初始阶段） 1. 高压直流输电在国外的发展 1954年以前——实验性阶段（初始阶段） 19世纪初期发展起来的信号传输—电报，虽然传输的电力是很微弱的，但是人们从此得到启发，并应用于电力传输。 当时是采用直流电机串联，运行复杂，可靠性低，而发展高电压大容量直流电机，又存在换向困难等技术问题，因此，直流输电的发展受到了限制。 十九世纪八十和九十年代，人们逐步掌握了多相交流电路原理，创造了交流发电机、变压器和感应电动机。因为交流电的发电、变压、输送、分配和使用都很方便，而且经济、安全和可靠。因此，交流电就几乎完全代替了直流电，并发展成近日规模巨大的电力系统。

这个阶段的特点： 1）直流输电工程的参数比较低。 2）换流装置几乎都是采用低参数的汞弧阀。 3）发展速度较慢。 直流输电技术在初始阶段共有三个代表工程：德国，瑞典，原苏联

1954年－1972年——发展阶段 在这段时期，人们探索用各种器件构成的换流器作为直流高压电源，以替代直流发电机，从而研制了可控汞弧阀换流器，为以后发展高电压、大功率直流输电开辟了道路。 这一阶段的主要特点是： 1）汞弧阀参数有很大的提高。 2）直流输电具有多方面的目的（水下，互联，远距离，大容量） 3）技术提高很多。

1、首次投入商业运行的直流输电工程 1. 1954年，瑞典，HVDC首次投入商业运行 送端 受端 技术指标 瑞典大陆 果特兰岛 100/150kV ， 20MW/30MW ， 96km海底电缆 果特兰岛直流工程 特点 ① 电力电子元件: 汞弧阀(一期)、晶闸管(二期)； ② 从此进入稳步发展阶段 3 不能采用交流电缆输电 在特定的条件下，高压直流输电的有点超过交流输电。直流输电的发展主要可以看成是换流器件的发展，换流器件主要经历了汞弧阀、晶闸管、IGBT等，目前在已运行的工程中，大部分工程采用的是晶闸管作为换流器件。利用IGBT作为换流器件的工程正在发展中。

2. 1972年， 加拿大， HVDC首次全部采用晶闸管元件 2、首次采用晶闸管阀的直流输电工程 2. 1972年， 加拿大， HVDC首次全部采用晶闸管元件 送端 受端 技术指标 魁北克省水电站 新不伦威克省 2×80kV, 2×160MW, 背靠背 伊尔河背靠背直流工程 特点 从此进入大力发展阶段 从此: 1. 晶闸管阀已经成为直流换流站的标准设备 2. 换流设备体积减小、成本降低，可靠性提高 3. 电力电子技术和计算机技术的迅速发展使直流输电得以更广泛的应用。

截止2003年，国外投入运行的高压直流输电系统70个，输电容量达到53281MW，直流输电线路/电缆19399km，其中背靠背的工程有28个。 代表性的工程有： 序号 项目名称 额定电压 /kV 额定功率 /MW 输电距离/km 投运年份 1 巴西依泰普 (两回） ±600 2×3150 796 1986、1987 2 扎伊尔Inga-Shaba ±500 560 1700 1982 3 印度chandrapur-ramagundunm（背靠背） 2×205 1000 1997、1998、2002 4 加拿大魁北克-新英格兰（5端） ±450 2250 1507 1986、1990、1992 5 英法海峡工程 两回海底电缆 ±270 2000 72 1986

2. 高压直流输电在我国的发展 直流输电发展在中国发展较晚。 1）1958，我国开始研究HVDC。——跨越了汞弧阀换流时期 2）1963，电力科学研究院建成国内第一个晶闸管阀模拟装置（5A）。—— 开始了对直流输电技术及控制保护系统的研究 3）1974年在西安高压电器研究所建成8.5kV、200A、1.7MW的背靠背换 流试验站。——对一次设备和二次设备，及控制保护特性、故障类型进行 考核试验 4）1977年在上海利用杨树浦发电厂到九龙变电所之间的23kV交流报废电 缆，建成了31kV、150A、4.65MW的直流输电实验工程，全长 8.6km。——对换流站产生的谐波和无线电干扰进行了实测和分析 5）以上工作为舟山直流输电工程的设计、调试和运行积累经验，进行技术 准备。 6）1987，舟山－宁波直流输电线路建成，并在89年运行

我国已投运的直流输电工程 序号 项目名称 额定电压 /kV 额定功率 /万kW 输电距离/km 投运年份 1 舟山 －100 5 54 1987年 2 葛洲坝-上海 ±500 120 1045 1990年 3 天生桥-广州 180 960 2001年 4 嵊泗 ±50 6 66.2 2002年 三峡-常州 300 860 2003年 三峡-广东 2004年 7 贵州-广东1回 880 8 灵宝 36 2005年 9 三峡右岸-上海 1040 2006年 10 贵州-广东2回 1194 2007年 11 云南-广东 ±800 500 1438 2010年 12 四川-上海 640 2000

HVDC标志性事件 1、舟山直流输电工程

-100kV，50MW，0.5kA 54km(架空线：42km，海底电缆：12km) 宁波 大碶镇 舟山群岛 鳌头浦 制造商： 中国西电公司 试运行时间： 1987.12.8 正式鉴定时间： 1989.9.1 主要特点： 1、我国第一个试点工程舟山直流输电试验工程； 2、完全由我国自行完成

2、葛洲坝—南桥直流输电工程 ±500kV,1200MW, 1.2kA 1045km 葛洲坝 南桥 制造商：葛洲坝-BBC公司；南桥-Siemens公司 单极投运时间： 1989.9 双极投运时间： 1990.8 引进签约时间： 1984.12 主要特点：我国第一个跨大区、跨系统、超高压、大容量、远距离工程

宜昌宋家坝

3、天生桥—广州直流输电工程 ±500kV,1800MW, 1.8kA 980km 天生桥 马窝换流站 广州 北郊换流站 制造商： Siemens公司 单极投运时间： 2000.12 双极投运时间： 2001.6 主要特点：世界第一个远距离架空线路上采用有源滤波器

4、嵊泗直流输电工程（shengsi） ±50kV,60MW, 0.6kA 嵊泗换流站 芦潮港换流站 66.2km 制造商：西电和许继电气 投运时间：2002年 主要特点：我国自行设计和建造的双极海底电缆直流工程

当时成为世界上容量仅次于Itaipu的第二大HVDC工程。Itaipu HVDC工程：2回±600kV,3150MW,785/805km 5、三峡—常州直流输电工程 ±500kV,3000MW, 3kA 860km 三峡 龙泉换流站 江苏常州 政平换流站 制造商： ABB公司 单极投运时间： 2002.12.21 双极投运时间： 2003.7.14 主要特点： 当时成为世界上容量仅次于Itaipu的第二大HVDC工程。Itaipu HVDC工程：2回±600kV,3150MW,785/805km

6、三峡—广东直流输电工程 ±500kV,3000MW, 3kA 976km 三峡 荆州换流站 广东 惠州换流站 制造商： ABB公司 单极投运时间： 2004.2.19 双极投运时间： 2004.6.6

7、贵州—广东直流输电工程 ±500kV,3000MW, 3kA 882km 贵州 安顺换流站 广东 肇庆换流站 制造商： Siemens公司 单极投运时间： 2004.5.31 双极投运时间： 2004.9.20 主要特点： 1、世界上第一个高海拔(>1000m)换流站的HVDC工程； 2、首次采用三调谐滤波器； 3、首次采用带正向保护的LTT阀的HVDC工程； 4、同规模工程中投资最低（￥56.3亿元）

8、灵宝背靠背直流工程 120kV,360MW, 3kA 背靠背 西北 河南 华中 电网 制造商： 一次设备：西电公司 二次设备：南瑞(ABB技术)、许继(Siemens技术) 投运时间： 2005.6 主要特点： 1、我国第一个背靠背HVDC工程； 2、国产化依托工程

9、三峡－上海直流工程 主要解决三峡水电站向上海的电力输送以及实现华中与华东两大电网的非同期联网。 ±500kV、3000A、3000MW。直流架空线路从三峡右岸电厂附近的宜都换流站到上海青浦区的华新换流站，全长约1040km。 10、贵广二回直流线路 由贵州的兴仁换流站到广东的深圳换流站，全长约1225km，±500kV、3000A、3000MW，于2007年6月建成。

11、云南—广东±800kV特高压直流输电示范工程 12、四川—上海±800kV特高压直流输电示范工程示范工程 2006年12月19日在云南楚雄开工建设。云广±800千伏特高压直流输电示范工程，西起云南楚雄州禄丰县，东至广州增城市，线路全长1438公里，额定输送容量500万千瓦，动态总投资137亿元，计划2009年单极投运、2010年双极投运。 12、四川—上海±800kV特高压直流输电示范工程示范工程

12、四川—上海±800kV特高压直流输电示范工程示范工程 起点是四川复龙换流站，落点为上海奉贤换流站。工程额定输送功率640万千瓦，最大输送功率700万千瓦，途经四川、重庆、湖南、湖北、安徽、浙江、江苏、上海8省（市），全长约2000公里。工程动态投资估算约180亿元，计划于2011年建成投运。

3. 中国电网现状与直流输电发展前景 1.中国电网现状地理分布 东北电网 华北电网 西北电网 华东电网 华中电网 南方电网

为了实现资源优化配置，在六大区域电网的基础上开展了全国联网工作。 2003年9月，500kV辛洹线投运，实现了华北与华中电网的互联； 至此形成了东北、华北、华中（包括川渝）电网构成的交流同步电网。 2005年6月，华中与西北电网通过灵宝背靠背直流联网。 2005年3月，山东电网联入华北电网； 2001年5月，华北与东北电网通过500kV（高姜）线路实现了第一个跨大区的交流联网； 东北电网 华北电网 西北电网 2004年，±500kV三峡－广东直流线路投运，华中与南方电网联网； 1989年，±500kV葛南线投运，实现了华中―华东电网的互联； 三－常和三－上直流输电线路 2002年5月，500kV万龙线投运，实现了川渝与华中联网； 山东电网 华中电网 川渝电网 华东电网 南方电网

（2）电力能源分布极不均衡 我国2/3以上的水能资源分布在四川、西藏、云南；2/3以上的煤炭资源分布在山西、陕西和内蒙古。东部发达地区能源消耗量大，资源匮乏，西部能源基地与东部负荷中心距离在500－2000公里。必须建立长距离、大容量的输电系统。

Wudongde Xiluodu Baihetan Xiangjiaba Three Gorges Chengdu Chongqing

Planned UHVDC after 2015 in China Planned UHVDC before 2015 in China Projects Year Voltage(kV) Capacity(MW) Length(km) Xiluodu –Guangdong 2012 ±800kV 6400 1286 Nuozhadu -Guangdong 2012 ±800kV 5000 1460 Xiluodu-Zhuzhou 2014 ±800kV 6400 980 Jinping-Sunnan 2012 ±800kV 7200 2095 Planned UHVDC after 2015 in China Projects Year Voltage(kV) Capacity(MW) Length(km) XiLuodu-Zhexi 2016 ±800kV 7200 1730 Humeng-Dezhou 2016 ±800kV 7200 1600 Hami-Zhenzhou 2020 ±800kV 7200 2400 Zhundong-Yubei 2020 ±800kV 7200 2800 Longpan-Guangdong 2020 ±800kV 6400 27

Planned UHVDC after 2020 in China Projects Voltage(kV) Capacity(MW) Baihetan-EDong ±800kV Baihetan-Hengyang ±800kV Baihetan-Guangdong ±800kV 6400 Wudongde-Fujian ±1000kV Zhundong-Nanchang ±1000kV 28

谢谢大家！