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高壓直流輸電

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高壓直流輸電用於加拿大納爾遜河水電站

高壓直流輸電(英語:High Voltage Direct Current,HVDC)即採用高電壓直流輸電系統。在長距離輸電與海底電纜輸電的情形下,高壓直流輸電相較於現行的交流輸電系統,傳輸電量大、損失較小,因此成本較低,但在短距離的情形下現行的交流輸電系統成本則較便宜。

發展過程

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現時的高壓直流輸電方式使用了瑞典ASEA於1930年代開發的技術,早期的系統,包括蘇聯於1951年在莫斯科卡希拉之間建造的直流輸電系統,及瑞典於1954年在該國內陸與哥特蘭島之間建造的10-20 MW直流輸電系統。

2019年建成的中國准東—皖南特高壓直流輸電工程,從新疆准東安徽皖南,是超過3000公里的±1100kV高壓直流系統,輸電量達12GW,是現時世界上電壓最高、距離最長及輸電量最大的高壓直流系統。

高壓直流輸電的優點

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與傳統交流輸電相比高壓直流輸電投資較少,電能損耗較低,因此在長距離的電能輸送方面更有優勢,電源點與負荷中心電輸送效率更高。與交流輸電相比,輸出同樣的功率,直流架空線路可節省約三分之一的鋼芯鋁線,三分之一的鋼材,三分之一的線路造價,線路損耗。直流輸電的電能損耗一般為每1000公里為3%,隨著電壓等級和結構的不同而有所差異。

高壓直流輸電優點主要有:

  1. 於水下長距離輸電,不會有電容導致升壓的問題。把兩條電線放在一起,便是電容。長度愈長,電容愈大。電容會令交流電壓上升,最後使絕緣層無法承受而導致短路
  2. 長距離、大容量、點對點輸電。
  3. 不同頻率的交流電系統互聯,例如日本
  4. 非同步互聯,例如美國印度國內電網是同一頻率,但並非同步。
  5. 三相交流電需要三根互相絕緣的導線傳輸,各導線對地絕緣要按照其交流電峰值(等於倍有效值)設計。直流電僅需兩根導線,且其絕緣僅須按照其有效值設計(直流電峰值等於有效值),且無集膚效應,導線體積、重量和安全距離均比同容量的交流輸電線為低,減少線路占地與投資。
  6. 實現新能源發電點與交流系統的連接。
  7. 虛功問題,不需要線路補償功率因數是1)。

參考資料

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外部連結

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