摘要：我國電網面臨發展的局面。由于直流輸電具有送電距離遠(yuǎn)、送電容量大、控制靈 活等特點，因此在運、在建及規劃建設中的直流輸電工程已經和即将在西(xī)電東送、南(nán)北互供 中承擔主要送電任務(wù)，在未來(lái)全國聯網中發揮重要作(zuò)用。做好(hǎo)(hǎo)直流輸電的研究、規劃和建設 是今後一(yī)段時(shí)間(jiān)我國電網發展的重要任務(wù)。

關(guān)鍵詞：直流輸電 電網 規劃 發展

　　 我國電網随着國民(mín)經濟和電力工業的高速發展，正面臨着的發展局面。到2003年底，全國發電裝機容量達3.84億kW、發電量達1.91億kWh。發電總裝機容量和年發電量僅次于美國，均列*二位。我國電網結構，除西(xī)北電網以330 kV為(wèi)主網架外，其他區域電網已經形成500 kV主網架。

1　直流輸電技術的發展及特點

　　 高壓直流輸電技術興起自20世紀50年代，經過半個(gè)世紀的發展，已經成為(wèi)成熟的輸電技術。世界上(shàng)已成功投運高壓直流工程60多項，其中，50年代有2項、60年代有5項、70年代有15項、80年代有30項、90年代有10項。邁入21世紀，我國先後投運了(le)天生(shēng)橋——廣州（簡稱天廣）直流輸電工程和三峽——常州（簡稱三常）直流輸電工程。
　　 高壓直流輸電技術起步在20世紀50年代，而突破性的發展卻在80年代。随着晶閘管技術的發展和現(xiàn)代電網發展的需要，80年代，*共建成了(le)30項直流輸電工程，直流輸電在電網中發揮了(le)重要作(zuò)用。在這(zhè)期間(jiān)，建設了(le)背靠背工程14項；建設了(le)輸送距離長達1 700 km的紮伊爾英加——沙巴工程；建成了(le)電壓等級為(wèi)±600 kV的巴西(xī)伊泰普水電站(zhàn)送出工程。直流輸電的控制保護技術得到進一(yī)步的發展和完善。邁入90年代以後，随着電力電子(zǐ)技術、計算(suàn)機技術和控制理(lǐ)論的迅速發展，使得高壓直流輸電技術日益完善，可靠性得到提高。
　　 我國直流輸電技術同樣是在80年代得到發展，建成了(le)我國自行研制的舟山直流輸電工程（±100 kV，100 MW，55 km）和代表當時(shí)*水平的葛洲壩——上(shàng)海（簡稱葛上(shàng)）±500 kV直流輸電工程。90年代，開始建設天廣直流輸電工程和三常直流輸電工程，天廣直流工程于2000年12月(yuè)(yuè)單極投産，2001年6月(yuè)(yuè)雙極投産；三常直流輸電工程于2003年5月(yuè)(yuè)投入運行。2001年開工建設三峽——廣東（簡稱三廣）直流輸電工程和貴州——廣東（簡稱貴廣）直流輸電工程，三廣直流工程于2004年6月(yuè)(yuè)正式投産；貴廣直流工程于2004年9月(yuè)(yuè)雙極投産。
　　 直流輸電與交流輸電相比，其優點和特點明顯：①輸送容量大；②輸送功率的大小和方向可以快(kuài)速控制和調節；③直流輸電系統的投入不會增加原有電力系統的短路(lù)電流容量，也(yě)不受系統穩定極限的限制；④直流架空線路(lù)的走廊寬度約為(wèi)交流線路(lù)的一(yī)半，可以充分(fēn)利用線路(lù)走廊的資源；⑤直流電纜線路(lù)沒有交流電纜線路(lù)中電容電流的困擾，沒有磁感應損耗和介質損耗，基本上(shàng)隻有芯線電阻損耗，絕緣電壓相對較低(dī)；⑥直流輸電工程的一(yī)個(gè)極發生(shēng)故障時(shí)另一(yī)個(gè)極能(néng)繼續運行，且可充分(fēn)發揮其過負荷能(néng)力，即可以不減少或少減少輸送功率損失；⑦直流本身(shēn)帶有調制功能(néng)，可以根據系統的要求作(zuò)出反應，可以對機電振蕩産生(shēng)阻尼，可以阻尼低(dī)頻振蕩，從而提高電力系統暫态穩定水平；⑧能(néng)夠通過換流站(zhàn)的無功功率控制調節系統的交流電壓；⑨大電網之間(jiān)通過直流輸電互聯（如(rú)背靠背方式），兩個(gè)電網之間(jiān)不會互相幹擾和影響，且可迅速進行功率支援等。
　　 直流輸電技術适合遠(yuǎn)距離、大容量送電，可以送電到2 000 km以外，一(yī)項直流工程送電能(néng)力可超過300萬kW；适合電力系統之間(jiān)的網絡互聯及巨型水電、火(huǒ)電基地電力外送等。這(zhè)些(xiē)，恰是我國電網發展中所需要的。

2　我國電網的現(xiàn)狀與總體(tǐ)戰略

　　 我國除中國台灣外已經形成東北、華北、西(xī)北、華東（含福建）、華中（含川渝）和南(nán)方等6個(gè)跨省區電網和山東、海南(nán)、新(xīn)疆、西(xī)藏4個(gè)獨立省網。除西(xī)北電網以330 kV為(wèi)主網架外，其他跨省電網和山東電網都已建成500 kV主網架。香港、澳門電網分(fēn)别以400 kV和110 kV和廣東電網從而和南(nán)方電網相聯；華中和華東電網通過葛上(shàng)直流輸電工程已實現(xiàn)了(le)互聯；東北和華北、華北和華中電網通過交流500 kV實現(xiàn)了(le)互聯；華中和南(nán)方電網通過三廣直流輸電工程實現(xiàn)了(le)互聯；西(xī)北和華中電網将在2005年通過靈寶直流背靠背工程實現(xiàn)互聯；海南(nán)與廣東的聯網計劃将在2006年實現(xiàn)。目前，全國聯網的局面正在快(kuài)速推進中，2006年前後可基本實現(xiàn)除新(xīn)疆、西(xī)藏、中國台灣以外的全國聯網。
　　 由于我國的能(néng)源資源主要集中在西(xī)部，而主要負荷卻在中東部。根據資源分(fēn)布和負荷的特點，決定了(le)在一(yī)個(gè)時(shí)期内，西(xī)電東送是我國電網發展的重要戰略。未來(lái)我國電網的總體(tǐ)發展戰略是：西(xī)電東送、南(nán)北互供、全國聯網。

3　直流輸電的作(zuò)用與規劃

　　 黨的十六大所确定的到2020年我國國内生(shēng)産總值比2000年實現(xiàn)翻兩番，全面建設小康社會的目标使電力工業面臨新(xīn)的發展機遇和挑戰。據預測，至2010年全國發電裝機總容量将達到6.0億kW左右，2020年将達到9.5億kW左右。将新(xīn)建電源的電能(néng)安全、穩定、可靠、經濟地送出是我國電網建設的基本任務(wù)，并應在此基礎上(shàng)逐步改善電網結構、推進全國聯網，這(zhè)使得電網的發展比電源建設更具挑戰性。在電網建設中對電網的網絡結構、輸電方式、輸電新(xīn)技術和電壓等級等如(rú)何選擇，不僅關(guān)系到電源建成後的電力輸送能(néng)力，更關(guān)系到電力系統安全穩定、工程效益、電力市(shì)場(chǎng)和電力營銷等一(yī)系列問題。直流輸電技術以其*的特點将在我國未來(lái)電網的發展中發揮重要作(zuò)用。
　　 在西(xī)電東送工程中，直流輸電因其本身(shēn)适宜遠(yuǎn)距離輸送、送電容量大、易于控制和調節的特點将發揮極重要的作(zuò)用；又因為(wèi)目前世界上(shàng)特高壓（百萬伏電壓等級）輸電的研究和開發尚沒有達到實用化(huà)階段，因此直流輸電更顯重要。對距離超過1 000 km，特别是2 000 km左右的輸電工程，在未來(lái)10~20年中，采用直流輸電方式幾乎無與之匹敵者。
　　 電網互聯采用交流聯網方式，有方案實施簡便、投資省和一(yī)側網失缺功率後另一(yī)側電網将以自然的事(shì)故緊急支援，反應速度快(kuài)的優點。但(dàn)正因為(wèi)聯網後兩網之間(jiān)的自然“捆綁"，使交流同步範圍延伸，當其中有一(yī)電網發生(shēng)故障時(shí)将會波及多個(gè)互聯電網，将故障後果擴大，降低(dī)電能(néng)質量；而且極易造成聯絡線功率大幅波動，甚至激至振蕩擊破系統的薄弱環節，從而增加發生(shēng)系統穩定破壞大事(shì)故的幾率，那将是災難性的。這(zhè)将給交流聯網的雙方電網、與其同步相聯的其他電網及有關(guān)聯絡線的穩定水平造成程度不同的相互影響，使聯網線的穩定極限下(xià)降。電網互聯采用直流或直流背靠背方式時(shí)則具有可以有效地隔斷互聯交流電網間(jiān)的相互影響，不形成相互幹擾，本網所發生(shēng)的事(shì)故可以控制在本網範圍内；直流聯網不會增加電網的短路(lù)電流水平；利用直流控制的調制功能(néng)能(néng)提高互統的穩定水平；聯絡線功率控制簡單，調度管理(lǐ)方便等優點。
　　 我國已投産的遠(yuǎn)距離送電直流輸電工程在西(xī)電東送、全國聯網方面正發揮着重要作(zuò)用，經常運行在額定負荷之下(xià)。三常直流輸電工程、三廣直流輸電工程和貴廣直流輸電工程的送電容量均為(wèi)300萬kW，送電距離均在1 000 km左右。正在建設的西(xī)北電網與華北電網聯網的靈寶背靠背直流工程的輸電容量為(wèi)36萬kW，将于2005年建成投運。
　　 我國西(xī)電東送直流輸電工程可分(fēn)為(wèi)南(nán)通道、中通道和北通道，他們都有多回直流輸電項目。南(nán)通道已建成天廣和貴廣直流輸電工程，正在興建貴廣第二回直流輸電工程；中通道以三峽為(wèi)起點向華東電網和華南(nán)電網使用高壓直流進行輸電，已建成葛上(shàng)、三常直流輸電工程，正在建設三峽右岸至上(shàng)海的直流輸電工程；北通道也(yě)已着手建設直流輸電項目。南(nán)北互供的典型直流輸電項目是三廣直流輸電工程，它不僅由三峽向廣東送電300萬kW，而且實現(xiàn)了(le)華中電網和南(nán)方電網的互聯。在全國聯網的規劃中，有多回直流項目，特别是用背靠背方式進行區域電網的互聯。
　　 目前，已有較明确送電方向和送電規模的直流輸電工程有十幾項，送電規模多在300萬kW以上(shàng)。2004年，已啓動建設三峽右岸至上(shàng)海直流輸電工程和貴州至廣東第二回直流輸電工程，輸送容量都為(wèi)300萬kW，送電距離1 000 km左右，電壓±500 kV，将于2007年投運。
　　 “十一(yī)五"期間(jiān)，還将建設以下(xià)直流輸電工程：小灣水電站(zhàn)至廣東直流輸電工程，電壓等級為(wèi)±500 kV或±600 kV，輸送容量為(wèi)300萬kW，輸送距離為(wèi)1 500~1 600 km；四川德陽至陝西(xī)寶雞直流輸電工程，電壓等級為(wèi)±500 kV，輸送容量為(wèi)180萬kW，輸送距離為(wèi)600 km左右；甯夏銀南(nán)至天津直流輸電工程，電壓等級為(wèi)±500 kV，輸電距離為(wèi)1 200 km；陝北至山東直流輸電工程，電壓等級為(wèi)±500 kV，輸送容量為(wèi)300萬kW，輸電距離為(wèi)1 000 km左右。
2010~2020年期間(jiān)，将會建設十多項直流輸電工程，輸送距離更長，輸送功率更大。随着金(jīn)沙江的開發，向家壩、溪落渡、白鶴灘、烏東德和觀音(yīn)岩等水電站(zhàn)建成後将主要送電至華中電網、華東電網，送電距離将達到1 000 km和2 000 km左右。瀾滄江的開發，糯紮渡水電站(zhàn)建成後将送電至廣東，送電距離将超過1 500 km。當送電距離超過1 500 km時(shí)，需要考慮使用±600 kV電壓等級；當輸電距離達到2 000 km左右時(shí)，就(jiù)需要考慮比±600 kV更高的電壓等極。
　　 在全國聯網工程中，已經規劃了(le)多座直流背靠背聯網工程，如(rú)華北與華中電網的聯網、四川與貴州的聯網、東北與華北電網的聯網工程等，它們将适時(shí)實現(xiàn)直流背靠背聯網。

４　直流輸電技術需要适應電網發展的需要

　　随着我國西(xī)部電力資源的開發，巨型水電站(zhàn)和巨型火(huǒ)電基地的建設，水電、火(huǒ)電打捆送出，送電距離越來(lái)越遠(yuǎn)，送電容量越來(lái)越大，送電可靠性要求越來(lái)越高，給直流輸電技術也(yě)提出了(le)更高的要求。
1 提高額定電壓等級和額定輸送容量。目前，高壓輸電工程的電壓等級除伊泰普工程外，多為(wèi)±500 kV，對于送電1 000 km左右，送電容量不超過300萬kW的直流工程來(lái)說(shuō)這(zhè)個(gè)電壓等級基本合适。但(dàn)當送電容量超過300萬kW，送電距離接近或超過1 500 km時(shí)，則有必要将電壓等級提高到±600 kV或以上(shàng)，輸送容量提高到400萬kW左右，以充分(fēn)利用線路(lù)走廊資源，減少輸電回路(lù)數，降低(dī)輸電損耗。
　　 （2）提高直流輸電的可靠性和可用率。直流輸電工程在投運初期往往可靠性偏低(dī)、單極故障率偏高，甚至會出現(xiàn)雙極故障，往往需要經過1~2年才能(néng)穩定到保證指标。像廣東電網中有七八回直流輸電饋入，即使按設計故障率指标計算(suàn)，單極故障每年每極為(wèi)5次，一(yī)年就(jiù)将有70~80次單極故障，甚至更多，這(zhè)将給電網帶來(lái)太頻繁的沖擊，因此必須有力的提高直流輸電的可靠性和可用率。
　　 （3）要進一(yī)步優化(huà)控制，減少換相失敗概率，提高換相失敗後的恢複速度。優化(huà)控制方式和控制策略可提高直流系統的穩态和動态性能(néng)，更好(hǎo)(hǎo)地發揮直流的調制作(zuò)用；能(néng)對與其連接的交流電網提供有效的阻尼和支援，提高聯合系統的穩定水平。
　　 （4）要減少直流系統對交流系統的影響，極大地減少交流諧波的注入；嚴格限制直流系統配制的無功在各種工況下(xià)對交流系統的不利影響。
　　 （5）要認真研究交直流并聯運行系統的問題。現(xiàn)在，南(nán)方電網是我國個(gè)交直流并聯運行的電網，已經積累一(yī)些(xiē)運行經驗。随着直流輸電項目的增多，在我國将會形成新(xīn)的交直流并聯運行系統，而且交直流并聯運行系統的結構将會更加複雜。因此，我們必須認真研究這(zhè)種電網結構的安全穩定運行方案，以提高交直流并統的運行水平。
　　 （6）要認真研究同起點多回直流送出和同落點多回直流饋入的問題。同落點多回直流饋入的情況已在南(nán)方電網的廣東電網中出現(xiàn)。同起點多回直流送出将在向家壩、溪落渡電站(zhàn)送出中出現(xiàn)。對這(zhè)種直流輸電送出和饋入的研究有很強的針對性，要在工程建設階段将有關(guān)問題解決好(hǎo)(hǎo)，為(wèi)今後電網的安全穩定運行打下(xià)基礎。

５　結束語

　　直流輸電在我國電網的發展中将占有非常重要的位置。我國要着力發展直流輸電技術，在設備制造方面要使引進的技術形成規模的國産化(huà)生(shēng)産能(néng)力，要結合我國在世界上(shàng)的電網結構研究相應的控制保護技術和系統穩定技術，研究提高直流輸電可靠性的技術，研究多回路(lù)直流相對集中送出和饋入的問題，研究符合中國特點的運行技術。我們在跟蹤世界上(shàng)直流輸電新(xīn)技術發展研究的同時(shí)，要研究開發具有自己獨立知識産權的新(xīn)技術。直流輸電技術的研究必定會帶動靈活交流輸電技術的發展和應用，帶動現(xiàn)代電力系統（包括配電系統）應用新(xīn)的技術進行改造和再裝備。同時(shí)，我們一(yī)定要做好(hǎo)(hǎo)直流輸電的研究、規劃、建設工作(zuò)，這(zhè)是我國電網發展的需要。

６　直流輸電的作(zuò)用與規劃

［1］浙江大學直流輸電教研組.直流輸電.北京：水利電力出版社，1985.
［2］李立浧，荊勇.南(nán)方電網和天廣交直流并聯運行系統.理(lǐ)論電工專委會2001年學術年會，2001.
［3］荊勇，李立浧，任震.天廣交直流系統并聯運行的穩定控制.電力系統自動化(huà)，2002（8）.
［4］李興源編著. 高壓直流輸電系統的運行和控制.北京：科學出版社，1998.
［5］全國聯網規劃深化(huà)研究工作(zuò)組.全國聯網規劃研究總體(tǐ)報(bào)告.2003年4月(yuè)(yuè).