高壓直流與交流電纜優(yōu)勢對比

直流輸電技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

  經(jīng)濟方面：

  (1)線(xiàn)路造價(jià)低。對于架空輸電線(xiàn)，交流用三根導線(xiàn)，而直流一般用兩根，采用大地或海 水作回路時(shí)只要一根，能節省大量的線(xiàn)路建設費用。對于電纜，由于絕緣介質(zhì)的直流強度遠 高于交流強度，如通常的油浸紙電纜，直流的允許工作電壓約為交流的3倍，直流電纜的投 資少得多。

  (2)年電能損失小。直流架空輸電線(xiàn)只用兩根，導線(xiàn)電阻損耗比交流輸電小;沒(méi)有感抗和容 抗的無(wú)功損耗;沒(méi)有集膚效應， 導線(xiàn)的截面利用充分。 另外， 直流架空線(xiàn)路的“空間電荷效應" 使其電暈損耗和無(wú)線(xiàn)電干擾都比交流線(xiàn)路小。 所以，直流架空輸電線(xiàn)路在線(xiàn)路建設初投資和年運行費用上均較交流經(jīng)濟。

  技術(shù)方面：

  (1)不存在系統穩定問(wèn)題，可實(shí)現電網(wǎng)的非同期互聯(lián)，而交流電力系統中所有的同步發(fā)電 機都保持同步運行。由此可見(jiàn)，在一定輸電電壓下，交流輸電容許輸送功率和距離受到網(wǎng)絡(luò ) 結構和參數的限制，還須采取提高穩定性的措施，增加了費用。而用直流輸電系統連接兩個(gè) 交流系統，由于直流線(xiàn)路沒(méi)有電抗，不存在上述穩定問(wèn)題。因此，直流輸電的輸送容量和距 離不受同步運行穩定性的限制.還可連接兩個(gè)不同頻率的系統，實(shí)現非同期聯(lián)網(wǎng)，提高系統 的穩定性。

  (2)限制短路電流。如用交流輸電線(xiàn)連接兩個(gè)交流系統，短路容量增大，甚至需要更換斷 路器或增設限流裝置。然而用直流輸電線(xiàn)路連接兩個(gè)交流系統，直流系統的“定電流控制’， 將快速把短路電流限制在額定功率附近，短路容量不因互聯(lián)而增大。

  (3)調節快速，運行可靠。直流輸電通過(guò)可控硅換流器能快速調整有功功率，實(shí)現“潮流翻 轉"(功率流動(dòng)方向的改變) ，在正常時(shí)能保證穩定輸出，在事故情況下，可實(shí)現健全系統對 故障系統的緊急支援，也能實(shí)現振蕩阻尼和次同步振蕩的抑制。在交直流線(xiàn)路并列運行時(shí)， 如果交流線(xiàn)路發(fā)生短路， 可短暫增大直流輸送功率以減少發(fā)電機轉子加速， 提高系統的可靠 性。

  (4)沒(méi)有電容充電電流。直流線(xiàn)路穩態(tài)時(shí)無(wú)電容電流，沿線(xiàn)電壓分布平穩，無(wú)空、輕載時(shí) 交流長(cháng)線(xiàn)受端及中部發(fā)生電壓異常升高的現象，也不需要并聯(lián)電抗補償。

  (5)節省線(xiàn)路走廊。按同電壓500 kV 考慮，一條直流輸電線(xiàn)路的走廊～40 m，一條交流 線(xiàn)路走廊～50 m，而前者輸送容量約為后者2倍，即直流傳輸效率約為交流2倍。

  直流輸電技術(shù)的不足：

  (1)換流裝置較昂貴。這是限制直流輸電應用的最主要原因。在輸送相同容量時(shí)，直流線(xiàn) 路單位長(cháng)度的造價(jià)比交流低;而直流輸電兩端換流設備造價(jià)比交流變電站貴很多。這就引起 了所謂的“等價(jià)距離"問(wèn)題。

  (2)消耗無(wú)功功率多。一般每端換流站消耗無(wú)功功率約為輸送功率的40%～60%,需要無(wú) 功補償。

  (3)產(chǎn)生諧波影響。換流器在交流和直流側都產(chǎn)生諧波電壓和諧波電流，使電容器和發(fā)電 機過(guò)熱、換流器的控制不穩定，對通信系統產(chǎn)生干擾。

  (4)就技術(shù)和設備而言，直流波形無(wú)過(guò)零點(diǎn)，滅弧困難。目前缺乏直流開(kāi)關(guān)而是通過(guò)閉鎖 換流器的控制脈沖信號實(shí)現開(kāi)關(guān)功能。 若多條直流線(xiàn)路匯集一個(gè)地區， 一次故障也可能造成 多個(gè)逆變站閉鎖， 而且在多端供電方式中無(wú)法單獨地切斷事故線(xiàn)路而需切斷全部線(xiàn)路， 從而會(huì )對系統造成重大沖擊。

  (5)從運行維護來(lái)說(shuō)，直流線(xiàn)路積污速度快、污閃電壓低，污穢問(wèn)題較交流線(xiàn)路更為嚴重。 與西方發(fā)達國家相比， 目前我國大氣環(huán)境相對較差， 這使直流線(xiàn)路的清掃及防污閃更為困難。 設備故障及污穢嚴重等原因使直流線(xiàn)路的污閃率明顯高于交流線(xiàn)路。

  (6)不能用變壓器來(lái)改變電壓等級。直流輸電主要用于長(cháng)距離大容量輸電、交流系統之間 異步互聯(lián)和海底電纜送電等。與直流輸電比較，現有的交流500kV 輸電(經(jīng)濟輸送容量為1 000 kW,輸送距離為300~500 km)已不能滿(mǎn)足需要，只有提高電壓等級，采用特高壓輸電 方式，才能獲得較高的經(jīng)濟效益。

  特高壓交流輸電的主要優(yōu)點(diǎn)：

(1)提高傳輸容量和傳輸距離。隨著(zhù)電網(wǎng)區域的擴大，電能的傳輸容量和傳輸距離也不斷 增大。所需電網(wǎng)電壓等級越高，緊湊型輸電的效果越好。

(2)提高電能傳輸的經(jīng)濟性.輸電電壓越高輸送單位容量的價(jià)格越低。

(3)節省線(xiàn)路走廊和變電站占地面積。一般來(lái)說(shuō)，一回1150 kV 輸電線(xiàn)路可代替6回500 kV 線(xiàn)路。采用特高壓輸電提高了走廊利用率。

(4) 減少線(xiàn)路的功率損耗, 就我國而言, 電壓每提高1 % , 每年就相當于新增加500萬(wàn) kW 的電力, 500 kV 輸電比1200 kV 的線(xiàn)損大5倍以上。

(5)有利于連網(wǎng)，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )結構，減少故障率。

    特高壓輸電的主要缺點(diǎn)：

    特高壓輸電的主要缺點(diǎn)是系統的穩定性和可靠性問(wèn)題不易解決。 自1965-1984年世界上 共發(fā)生了6次交流大電網(wǎng)瓦解事故，其中4次發(fā)生在美國，2次在歐洲。這些嚴重的大電網(wǎng)瓦 解事故說(shuō)明采用交流互聯(lián)的大電網(wǎng)存在著(zhù)安全穩定、 事故連鎖反應及大面積停電等難以解決 的問(wèn)題。特別是在特高壓線(xiàn)路出現初期，不能形成主網(wǎng)架，線(xiàn)路負載能力較低，電源的集中 送出帶來(lái)了較大的穩定性問(wèn)題。 下級電網(wǎng)不能解環(huán)運行， 導致不能有效降低受端電網(wǎng)短路電 流，這些都威脅著(zhù)電網(wǎng)的安全運行。另外，特高壓交流輸電對環(huán)境影響較大。