（特）高壓直流輸電對電力系統安全穩定的作用分析

代海濤

（國網山東省電力公司檢修公司，山東 濟南 250000）

0 引 言

在當今時代背景下，人們對電力資源的需求量越來越大，因此積極建設電力系統具有重要意義。不僅如此，很多情況下需要進行遠距離傳輸用電，而（特）高壓直流輸電技術的出現能夠有效解決這類問題。（特）高壓直流輸電本身具有很強的靈活性和多變性，可控性較好，同時具有經濟節約性，環保性好，得到了廣泛應用。本文針對（特）高壓直流輸電對電力系統安全穩定的作用進行分析，有利于保障系統安全穩定運行，提高系統的輸出效率。

1 （特）高壓直流輸電技術研究的重要性

結合我國實際發展情況，東部地區電力能源相對匱乏，西北地區雖然擁有較多的電力資源，但是經濟相對落后。可見，我國電力能源需求和供給之間存在矛盾，需要通過跨區域傳輸電力資源的方式來解決問題。（特）高壓直流輸電技術不但能夠有效實現遠距離電力資源的傳輸，而且損耗低于交流輸電損耗，即優化的高壓直流輸電線路損耗低于相同容量的交流線路。考慮換流站的損失，對于常規高壓直流，該損耗占0.6%，而輕型高壓直流單個換流站的損失低于傳輸功率的1%[1]。通過對比直流交流輸電損耗，直流輸電在長距離傳輸中具有不可代替的重要性。直流交流輸電損耗及經濟性對比分析，如圖1和圖2所示。

圖1 直流交流輸電損耗分析

2 （特）高壓直流輸電原理概述

（特）高壓直流輸電的電壓等級與交流電壓系統存在差異性，如圖2所示。交流電壓達到1 000 V以上被稱為高壓。但是，在直流輸電系統中，（特）高壓指的是±800 kV及以上電壓等級。直流輸電系統通過直流電方式進行電力資源傳輸，針對上述過程必須進行一定的整流和逆變，有效將直流電轉化為交流電后，再進行相應的配電使用[2]。

圖2 直流交流輸電經濟性分析

圖3 （特）高壓直流輸電原理簡圖

（特）高壓直流輸電系統電網結構相對簡單且容易調控。針對（特）高壓直流輸電系統（圖2），往往會采用大功率超遠距離點對點式傳輸。整個過程幾乎沒有中轉環節，能夠有效保障電力資源被直接傳輸到目的地，所以整個輸電系統結構十分簡單，調控管理工作簡單，不會造成電力資源的損失和浪費。

整個輸電系統具有良好的可靠性和穩定性。整個輸電系統中有效運用可控硅換流器，保障了直流輸電技術較強的功力，使得整個系統具有高可靠性和穩定性，同時針對經濟情況也可以開啟緊急預警功能。

（特）高壓直流輸電系統能夠有效縮減傳輸電能損耗，合理控制線路造價。相對于交流輸電系統，直流僅需要架設兩條電路。這樣可以有效控制成本的輸出。另外，線路也可以有效降低電阻損耗，節省電力資源。

3 （特）高壓直流輸電基本運行控制策略

通常整流站控制直流電流，逆變站控制直流電壓。基本運行理論計算公式如下[3]。

換流變閥側空載直流電壓計算為：

換流器無功消耗計算為：

閥側電壓和電流計算為：

閥側交流電流有效值計算為：

連續6脈動換流閥組3相換流變額定容量計算為：

連續12脈動換流閥組單相3繞組換流變壓器額定容量計算為：

4 提高（特）高壓直流輸電系統穩定性需要積極解決的問題

4.1 逆變器正斜率伏安特性對高壓直流輸電系統穩定性的影響

逆變器的正斜率安特性屬于電力工程系統中應用十分廣泛的物理特性之一。利用這一特性能夠有效解決電力系統中傳輸過程不穩定的問題，很大程度上有效保障整個電力傳輸過程中的穩定性和可靠性。因此，應針對這一物理特性進行研究和分析，積極建立仿真小信號模型進行實際的仿真研究，以期能夠有效解決實際問題。

4.2 （特）高壓直流輸電系統小信號模型的影響

針對（特）高壓直流輸電系統中的小信號模型，應該有效利用專用控制方程對系統的整體狀態實時進行真實描述，從而保障小信號模型在整個系統運輸過程中具有較強的穩定性。在針對（特）高壓直流輸電系統進行實際的操控測試過程中，需要有效結合小信號模型的方程狀態進行及時調整，以有效確保高壓直流輸電系統的穩定性和可靠性，提高輸電效率。

4.3 （特）高壓直流輸電系統阻抗頻率與諧波不穩定產生的影響

（特）高壓直流輸電系統往往會因為阻抗頻率與諧波不穩定而造成一系列的鎖閉現象。想要有效規避這類現象的發生，必須進行阻抗頻率與諧波的協調和控制[4]。因此，積極從換流器著手，結合相應的公式精準計算和評估阻抗頻率，最后利用數據調節諧波，以有效保證阻抗頻率與諧波兩者相平衡，積極有效地保障（特）高壓直流輸電系統運行的安全性和穩定性。

5 結 論

為了能夠有效解決長距離遠程輸電問題，（特）高壓直流輸電技術應運而生，有效解決了我國東部和西部電力資源失衡的問題。文中主要針對（特）高壓直流輸電技術研制的必要性，結合其基本原理，針對（特）高壓直流輸電系統的特點，對保證（特）高壓直流輸電系統運行的安全穩定性需要解決的各類問題進行了探究。和傳統的電力傳輸技術相比，（特）高壓直流輸電系統無論是在經濟方面還是在安全穩定性方面，都體現出其自身不可替代的作用和優勢，說明（特）高壓直流輸電技術的研究具有重要的作用和意義，對我國電力傳輸系統穩定性的提升具有促進作用。