直流与交流输电系统的投资比较

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：而对于交流输电系统而言，虽然无须结构复杂、造价高昂的换流站，但随着输电距离的增加，由于稳定性和过电压等方面的要求，需要另外设置中间开关站。由此可见，直流输电系统中，换流站的投资比重较大，而交流输电系统中，输电线路的投资占主要部分。譬如，直流输电系统中换流站的结构复杂、造价高、损耗大、运行费用高、可靠性较差。

从电力传输系统的经济性方面来看，直流输电系统与交流输电系统的建设成本主要受传输距离、输送容量等因素影响，需结合传输的距离长短和输送电力的功率大小进行综合考虑。从总体上讲，就直流输电系统而言，当电力输送容量确定，则换流站的规模和投资也随之确定，总的造价就主要由电力线路输送的距离所决定。而对于交流输电系统而言，虽然无须结构复杂、造价高昂的换流站，但随着输电距离的增加，由于稳定性和过电压等方面的要求，需要另外设置中间开关站。与此同时，交流输电线路通常要采用三相三线或三相四线制，因而至少需要3根电力传输线缆，在输电线路造价方面要高于只需1根（单极）或2根（双极或同极）电力传输线缆的直流电力传输系统。因此，在输送相同功率的条件下，直流输电系统可节省大量的有色金属、钢材、绝缘子等材料，而所付出的则是需要增加与线路最大传输能力相匹配的换流站。由此可见，直流输电系统中，换流站的投资比重较大，而交流输电系统中，输电线路的投资占主要部分。但是，也要注意到，当电力传输达到一定距离时，交流输电系统还要另外增加中间变电站的成本。通常规定，当直流输电线路和换流站的造价与交流输电线路和交流中间开关站的造价相等时的输电距离为等价距离。因而，在工程上，当输电距离超过等价距离时，采用直流输电有利；当输电距离小于等价距离时，则采用交流输电有利。同时，直流输电系统的构成使得直流输电工程可按照电压水平或极数分阶段投资建设。这也体现了直流输电经济性方面的特点。

因而，随着电力传输距离的增大，直流输电系统的优越性将日益体现。当然，直流输电系统也存在诸多不足之处。譬如，直流输电系统中换流站的结构复杂、造价高、损耗大、运行费用高、可靠性较差。换流器在工作过程中会产生大量谐波，若处理不当会流入交流系统，对交流电网的运行造成一系列的影响。因此，需通过设置大量、成组的滤波器以消除这些谐波。其次，传统的电网换相直流输电在传送有功功率的同时，会吸收大量无功功率，可达有功功率的50%～60%。需要加装大量的无功功率补偿设备并采用合适的控制策略。另外，直流输电的接地极问题、直流断路器问题都还存在技术上的难点，以待解决。

综上所述，高压直流输电存在交流输电系统所不具备的优点，在长距离输电上有着比较大的优势。而近距离输电，交流输电系统则显得更为经济些。

直流与交流输电系统的投资比较

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