DC輸電是歷史上最早的輸電方式,但隨著電壓等級和輸電距離的提升,它無法有效應(yīng)對電壓下降問題,因此逐漸被交流輸電所替代。近年來,直流輸電重新受到關(guān)注。其原因一方面在于某些特殊應(yīng)用場景,如海底城市電纜的傳輸需求;另一方面則是因?yàn)榇蠊β孰娏﹄娮悠骷夹g(shù)的進(jìn)步。首先,我們來看直流輸電的優(yōu)點(diǎn)。1. 直流輸電線路在成本和運(yùn)行維護(hù)方面較低。相較于交流輸電,直流輸電只需要兩根導(dǎo)線,而交流輸電需要三根,從而節(jié)省了三分之一的成本。由于導(dǎo)線數(shù)量減少,鐵塔承重降低,線路走廊占地面積也減少。同樣,直流輸電的有功損耗較低,不存在無功功率問題。此外,直流線路沒有趨膚效應(yīng),電暈損失和干擾較小。2. 直流輸電適用于兩個不同電力系統(tǒng)的互聯(lián)。由于直流輸電沒有相位差,因此不存在穩(wěn)定性問題,不會發(fā)生低頻振蕩,潮流控制也更加簡單。甚至可以將兩個不同頻率的電網(wǎng)互聯(lián)在一起,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。3. 直流輸電更適用于城市地下和海底電纜傳輸。直流電纜線路幾乎沒有容性電流,從而節(jié)省了并聯(lián)電抗器的巨額投資,是長距離城市地下和海底電纜傳輸?shù)淖罴堰x擇。4. 直流輸電更容易實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電的并網(wǎng)運(yùn)行。以風(fēng)力發(fā)電為例,由于風(fēng)速的隨機(jī)性,風(fēng)力發(fā)電的初始頻率也是隨機(jī)的。如果直接將風(fēng)力發(fā)電轉(zhuǎn)換為直流,然后接入電網(wǎng),控制將更加容易。然而,直流輸電也存在一些劣勢。1. 換流站成本較高。盡管長距離輸電線路的成本低于交流輸電線路,但直流換流站的價格遠(yuǎn)高于交流變電站。然而,當(dāng)線路長度達(dá)到一定距離時,整個直流傳輸?shù)某杀緦⑿∮诮涣鱾鬏數(shù)某杀荆唇涣?直流傳輸?shù)牡刃Ь嚯x。2. 換流站在運(yùn)行中消耗大量無功功率。無論是整流還是逆變,變換器裝置的觸發(fā)角都不能為零,電流相位滯后于電壓相位,因此需要大量的無功補(bǔ)償裝置。3. 變頻器運(yùn)行時會產(chǎn)生諧波,這需要增加過濾設(shè)備。4. 高壓直流設(shè)備尚未充分開發(fā)。盡管2012年ABB開發(fā)了高壓直流斷路器,但電壓水平尚不高。總的來說,選擇何種傳輸方式完全取決于經(jīng)濟(jì)考量。在相同的成本條件下,哪個方式更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠就應(yīng)選擇哪個。