高壓直流電力線路分布參數(shù)計(jì)算分析

張 青 王文宇 王麗萍

（國網(wǎng)荊州供電公司檢修分公司輸電運(yùn)檢室， 湖北 荊州 434000）

近年來，隨著我國科技和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高壓直流輸電技術(shù)在電力系統(tǒng)能量傳輸方面取得了長足的進(jìn)步。高壓直流輸電具有超遠(yuǎn)距離，超大輸電容量，低線路損耗的特點(diǎn)，與交流輸電系統(tǒng)互聯(lián)構(gòu)成柔性輸電系統(tǒng)，可提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性。本文通過研究輸電線路動態(tài)性能，計(jì)算出線路傳輸系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，得到傳輸系統(tǒng)的特征頻率和輸電線路分布參數(shù)之間的關(guān)系，再對直流輸電系統(tǒng)線路末端電壓進(jìn)行頻譜分析，得到傳輸線路的特征頻率，結(jié)合離子流場分析方法，計(jì)算出線路的電暈損耗，從而得到高壓直流輸電線路的分布參數(shù)。計(jì)算結(jié)果表明，該方法具有一定的可行性。

1 高壓直流輸電線路概述

高壓直流輸電線路是利用穩(wěn)定的直流電進(jìn)行電力的傳輸，具有無感抗、無容抗、無同步等優(yōu)點(diǎn)，與交流輸電相比，直流輸電的輸送電容量更高、輸電的距離更遠(yuǎn)、電流網(wǎng)絡(luò)的建立更加容易、高壓功率的調(diào)節(jié)更加方便等眾多的優(yōu)勢特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在大功率遠(yuǎn)距離的直流輸電之中，高壓直流輸電線路相較于交流輸電更適合我國地緣遼闊的特點(diǎn)。輸電過程為直流，通常是運(yùn)用海底電纜輸電與陸地高空架線兩種方式，國際上第一條高壓直流輸電線路是1954 年在瑞典被建造成功投入使用。高壓直流輸電可以將兩大電力系統(tǒng)的非同時聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行與不同頻率的電力系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，可以減小輸電過程中造成的低頻振動現(xiàn)象。與此同時，高壓直流輸電線路在應(yīng)用的過程中也面臨著很多的不足和缺陷，主要包括直流輸電系統(tǒng)目前來說只能實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)輸送，不能在輸電的過程中進(jìn)行電流的分支建立，盡管在創(chuàng)新應(yīng)用的過程中已經(jīng)有電力公司研發(fā)出三端直流輸電，但是還不能解決電路在分流過程中的功率控制問題，并且成本投入過高，還不能進(jìn)行實(shí)際上的投入使用。

2 優(yōu)化措施分析

2.1 加強(qiáng)對電力工作人員的技術(shù)升級

對于高壓直流輸電線路繼電保護(hù)技術(shù)的探究與分析中，不能忽視對于人員素質(zhì)的升級，工作人員的素質(zhì)關(guān)系著工程建設(shè)的執(zhí)行程度，在高壓直流輸電線路的建造過程中，就需要更加具有專業(yè)性的技術(shù)人員進(jìn)行線路的鋪設(shè)，提升用電線路的安全性程度，減少后續(xù)可能會出現(xiàn)的安全隱患。與此同時，在電力工程的檢修過程中，需要具有專業(yè)知識的技術(shù)人員進(jìn)行工作的指導(dǎo)進(jìn)行，繼電保護(hù)裝置的創(chuàng)新應(yīng)用，將會淘汰一批對于新技術(shù)不熟悉的電力系統(tǒng)維修人員，在人員的創(chuàng)新中，需要加強(qiáng)對工作人員的專業(yè)素質(zhì)培訓(xùn)，添設(shè)專業(yè)的繼電保護(hù)課程，加強(qiáng)對工作人員的素質(zhì)升級，我國在電力系統(tǒng)的工作人員中更多的是通用型人才，專精型人才在工作過程中較少，缺乏專業(yè)性的系統(tǒng)化升級，不利于我國電力產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新升級嗎，也不利于我國電力企業(yè)與國際社會接軌，在國際市場占領(lǐng)一席之地。在人才的培養(yǎng)過程中，要注重對人才

的階梯式培訓(xùn)，運(yùn)用以老帶新的方式，對于有潛力的專業(yè)人才進(jìn)行潛力挖掘，形成專業(yè)的人才隊(duì)伍。

2.2 對稱和不對稱運(yùn)行方式

雙極對稱運(yùn)行方式是指在運(yùn)行中直流系統(tǒng)兩個極的直流電壓和直流電流均相等的運(yùn)行方式。此時兩極的傳送功率也相等。雙極不對稱運(yùn)行方式則是運(yùn)行中兩極直流電流或者直流電壓并不相等的運(yùn)行方式。雙極不對稱運(yùn)行方式主要有三種方式：一是雙極直流電流不對稱方式；二是雙極直流電壓不對稱方式；三是雙極直流電流以及直流電壓均不對稱方式。

2.3 利用邊界特性的單端量保護(hù)

采用邊界元件的單端量保護(hù)往往利用特征頻率或特征頻帶分量、高頻分量構(gòu)成區(qū)內(nèi)外判據(jù),旨在彌補(bǔ)行波保護(hù)抗高阻故障能力差的不足,實(shí)現(xiàn)直流線路保護(hù)的全線速動。在區(qū)內(nèi)、外故障時,邊界元件對特定頻帶信號表現(xiàn)出的阻滯作用不同,因此區(qū)內(nèi)、外故障時分流器處檢測到的特征頻帶電流大小不同。僅利用直流線路一端特征頻帶電流幅值便可識別區(qū)內(nèi)外故障,且可實(shí)現(xiàn)故障極與故障方向的判別。指出來自區(qū)外的高頻電壓信號通過平波電抗器和直流濾波器后衰減,其能量顯著減小,線路的邊界具有隔離高頻量的作用,因此可結(jié)合電流行波方向和形態(tài)譜判斷區(qū)內(nèi)外故障。

2.4 提升對各項(xiàng)保護(hù)技術(shù)的智能化升級

在繼電保護(hù)的幾項(xiàng)技術(shù)發(fā)展中，普遍面臨的問題就是靈敏性不足，可靠性不足以及速度過慢，在進(jìn)行行電保護(hù)的技術(shù)升級中，可以加強(qiáng)對靈敏度的提升，將保護(hù)裝置進(jìn)行智能化的升級才能促進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新升級，目前我國的繼電保護(hù)裝置還沒有達(dá)到智能化的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，在人們的日常生活中智能化程度已經(jīng)到了相當(dāng)高的階段，目前對于繼電保護(hù)的應(yīng)用創(chuàng)新，需要加強(qiáng)技術(shù)與裝置的智能化水平，將微分欠壓保護(hù)與行電保護(hù)相結(jié)合，在繼電保護(hù)裝置中形成新的保護(hù)技術(shù)。在繼電保護(hù)裝置的智能化升級中要提升保護(hù)裝置的可靠性，對于不合格的保護(hù)裝置進(jìn)行淘汰與更換。

3 結(jié)語

交直流混合輸電已成未來發(fā)展的重要方向。但中國電力事業(yè)如果需要進(jìn)一步發(fā)展必須進(jìn)一步優(yōu)化相關(guān)技術(shù)，從而更高效的發(fā)揮特高壓直流輸電技術(shù)大容量、長距離輸電等優(yōu)點(diǎn)。