揭秘高压直流输电(HVDC)的革新历程与技术亮点
在电力传输领域,交流与直流之争早已尘埃落定,交流电凭借变压器的高效性在19世纪末取得胜利。然而,随着科技的进步,高压直流输电(HVDC)崭露头角,特别是IGBT技术的应用,使得HVDC在远程输送、海底连接和稳定性方面展现出卓越优势。HVDC的发展划分为三个重要阶段:
第一代:汞弧阀的6脉动Graetz桥
- 以Thury System为代表,如瑞典的Gotland海底电缆工程,开创了这一技术的先河。
第二代:晶闸管的12脉动系统
- 混合了LCC-HVDC技术,70年代开始崭露头角,如LCC-HVDC在特高压直流输电中的广泛应用,如昌吉-古泉工程。
第三代:IGBT与MMC换流器
- VSC-HVDC(IGBT为基础)和MMC-HVDC,如两电平与三电平换流器,分别以其高效和模块化特性,如Gotland 1海底电缆和Trans Bay Cable,成为标志性工程。
HVDC工程的特点鲜明,其中:
首个MMC-HVDC项目,86km,±200kV,展示了技术的早期应用。
Basslink,290km的单极400kV海底电缆,创下了世界最长记录。
中国首个Nanhui MMC-HVDC,8.4km,±30kV,展示了国家在HVDC技术上的突破。
南澳多端(±160kV,伪双极),开创了多端MMC的先例,提升了电网灵活性。
在技术极限上,张北多端(±500kV)和鲁西背靠背(±500kV),则展示了灵活电网和稳定性的结合。
昆柳龙乌东德(±800kV),作为混合三端特高压的典范,展示了技术的多模态应用。
而昌吉-古泉(±1100kV)则见证了国际间1100kV特高压变压器合作的里程碑。
总而言之,HVDC技术的革新不仅在于其传输效率和稳定性,还体现在不断突破的工程实践和多样的应用场景中,为全球能源传输提供了强大且灵活的解决方案。