LCC-HVDC输电技术的优化探究

4.2.1.1 LCC-HVDC输送方式概述

LCC-HVDC输电采用基于无关断能力的低频晶闸管构成的电流型换流器 （CSC），采用电网换相换流技术。风电场额定容量为500MW以上的系统采用基于晶闸管的HVDC并网方式优势比较明显。LCC-HVDC送出方式原理示意图如图2-5所示。

4.2.1.2 LCC-HVDC输送方式特点1.优点LCC-HVDC输电方式具有以下优点：

（1）采用基于相控换流器的LCC-HVDC输电方式，风电场的频率可以大范围变化，由于采用HVDC传输方式，不存在和并网系统的同步问题，电网的每个联络终端都可以依照自己的控制策略运行，具有很大的独立性。

（2）传输距离和传输容量理论上均不受限制，交流线路的充电电流是一个影响电力传输的重要问题，而直流线路的充电电流则基本上可以忽略。结合目前海底电缆工艺和使用情况，在500kV电压水平下的最大输送功率可达约1200MW，在电缆技术发展或并联情况下还可以达到更高的功率水平。

（3）单根电缆的传输容量高并且传输线路损耗低，在相同的敷设方式下，一对HVDC电缆的传输容量是相同规格的三相交流线路的1.7倍。此外，直流传输系统还可以隔离两端网络的故障。(https://www.xing528.com)

2.缺点

同时LCC-HVDC输电方式也存在以下缺点：

（1）技术性约束。LCC-HVDC传输方式的主要缺点是换流站的晶闸管阀需要吸收大量无功并在电路中产生谐波，因而需要安装大量的滤波装置。此外，若近区交流系统发生干扰，容易发生换相失败，导致风电场功率无法送出；系统不具有黑启动能力。根据目前的工程应用情况来看，LCC-HVDC输电方式一般适用于电网结构相对较强、输送容量大、送电距离远的电网。

（2）经济性约束。常规直流换流站投资较高。换流站含有变压器、晶闸管阀/IGBT、滤波器及电容器组等设备，目前换流站的造价按国内厂家估算，1000MW 的常规换流站造价大约为9亿元，同等规模下的交流变电站的造价约为3亿元。相对而言，交流输电变电站的造价较低。

交流输电和直流输电有一个平衡距离，对于海底电缆输电工程，根据查得文献及目前已投入运营的110kV及以上的海底电缆工程资料，结合现有的工艺条件和造价水平，80～100km是交流电缆和直流电缆经济性和适用性的平衡距离。即在100km以下，交流电缆系统有着成本优势；100km以上，直流电缆系统成本较低，且输电距离越长，直流电缆系统优势越明显。因此，虽然直流输电换流站的投资成本高于交流输电的变电站，但由于直流线路的花费较少，年运行费较少，故相比于交流输电，直流输电在远距离、大容量电力输送尤其是海上风电接入中具有较好的经济效益。