什么是HVDC?
在HVDC系统里,电能自交流电网经过换流站转换为直流电,而后由架空线路或电缆输送至受端。然后电能由另一换流站被转换回交流电并注入受端交流电网。HVDC技术能迅速准确地控制潮流,可以提高所连接的交流电网的性能、效率与经济性。
HVDC的诞生
50多年前ABB突破性地开创了高压直流输电技术,并且承建了全世界一半以上的HVDC工程---这些成就为ABB公司积累了无与伦比的技术经验。
HVDC的发展
HVDC早期发展过程中遇到的主要问题是如何研制出可将高压交流与高压直流电相互转换并实现性能可靠、经济实惠的换流阀。尽管ABB在上世纪20年代已经成功地研发了可以用于1000伏电压的静态换流器和汞弧阀,在开发高压换流阀时依然困难重重。直到20世纪40年代中期,ABB才取得了突破性进展。
HVDC首次安装
这些技术突破给予了瑞典国家电力委员会(现在称为Vattenfall)信心,使其规划安装于哥特兰岛和瑞典本土之间的第一条全长96公里的HVDC输电线路。哥特兰岛输电工程的技术参数为20兆瓦、200安培和100千伏,于1954年投入使用,成为世界上第一套商用HVDC系统。ABB研发的该系统理念非常成功,一直沿用至今,未作重大改变。
HVDC走向全球
HVDC对于当时的输电构想立刻产生了巨大的影响。彼时英国和法国的电力主管机构正规划一条跨越英吉利海峡的输电系统,他们放弃了使用交流电缆的方案,转而选择了 ABB公司的HVDC系统。其他电力机构纷纷效仿。在那十年间,ABB公司提供的HVDC输电系统已经连接了瑞典与丹麦、新西兰的南岛与北岛、意大利与撒丁岛以及美国俄勒冈州与洛杉矶。
步入晶闸管时代
ABB公司对于半导体行业的广泛参与使其于1967年研发出第一个高压晶闸管阀。当哥特兰岛输电换流站用新式阀取代汞弧阀之后,输电容量竟然提高了惊人的50%。20年后,ABB的晶闸管技术又前进了一大步。HVDC 2000是新一代以晶闸管为核心的换流站。这种换流站占地面积、复杂性以及设计和施工时间均大大减少,性能、稳定性和可靠性都得到显著提高。1999年,连接阿根廷和巴西的2200兆瓦Garabi-Itá输电项目是该新技术第一次在输电工程中投入使用。
多端输电
ABB让两个以上换流站之间的大规模输电成为可能。第一个多端高压直流输电系统由ABB公司负责为魁北克--新英格兰二期HVDC工程建造。由La Grande II水电站发出的电能在Radisson换流站转换成直流并且通过多端输电系统分别输送到蒙特利尔和波士顿的负荷中心。ABB是唯一一家已经研发出多端高压直流输电系统的公司。
全新的输电技术
输电领域最新的突破性技术创新来自于ABB公司的轻型直流输电技术(HVDC Light®)。这项独有的技术拓展了直流系统的输电功率区间,使得经济的功率范围下探至数十兆瓦。该技术特别适合小规模的发电和输电应用。目前轻型直流输电技术已达到的上限为1200兆瓦+/-320千伏。自从该技术于1999年在瑞典第一次投入商业运行以来,轻型直流输电技术已经被美国、澳大利亚、欧洲以及非洲的众多350兆瓦以下地下输电工程选用。