特高压智能电网助全球超级电网计划新时代

特高压+智能电 助全球超级电计划

对于电力价格奇高，电服务参差不齐的地区，居民用户和商家自己发电和利用储能技术是一个很好的选择，相关的报道也比比皆是。但对于全世界其他大部分地区，则应该将各个地区的电互连，形成一个全球性的超级电。

超级电的理念之所以如此引入瞩目是因为当前电面临如下挑战：能源需求随着城市规模的不断扩大而迅猛增加，大量零碳可再生能源(风能和太阳能)的快速扩张以及不断增长的电气和物理攻击下保证电安全的需求。规模越小且越孤立的电在维持电力实时供需平衡方面的能力就越差，电的更新换代迫在眉睫。

建设一个全球超级电究竟需要什么?技术上来讲，这将取决于全球高压直流输电系统(HVDC)的建设情况。事实上，构成这一系统的大部分组件已经存在。除此之外，各地区电运营商需考虑如何筹集足够的资金来建设一个超级电，制定各地区电间进行电力交易的规则，以及制定相应的技术标准保证该超级电安全可靠地运行。

对于超级电应该采用哪种输电技术可以追溯至电力工业起步之初，两个伟大的发明家托马斯?爱迪生(ThomasEdison)和尼古拉?特斯拉(NikolaTesla)之间展开的交直流之战。1982年，爱迪生成功地运营了第一座商业化的直流发电厂，但最终特斯拉的交流电技术主宰了如今的电。

1895年，特斯拉所梦寐以求的美国尼亚加拉大瀑布的水利资源开发终于取得成功。几年内，这里所生产的电能通过交流输电线路可以传输到700公里外的纽约市，证明了交流电的优越性。整个20世纪，世界上所有的电力系统几乎都基于交流电技术。

交流电取得胜利的关键是交流电可以通过电磁感应非常容易地升到更高的电压，从而以更低的电流输送很长的距离，从而最小化电阻带来的输电损耗，随后在进行地区性电力配送时则会降低电压等级。又创造了效益在当时，直流输电无法做到这一点。但是，电力工程师也清楚地知道，电压较高时

，直流输电系统的表现要优于交流输电系统3593，因为与交流电相比，直流传输的电能损失要少得多。

那么减少的损失是多少?假定通过高压直流传输一定量的电能：若电压升高1倍，则电流将降为原交流系统的一半，可以减少4倍的电能损失(译者注：此处是比较电压升高后的直流输电与原交流输电系统之间的关系)。同时，对电缆的需求也大大减少了，因为当直流电在通过电缆时，其内部的电流密度是均匀分布的，而交流电在通过电缆时，边缘的电流密度要大于导体中心的电流密度，甚至中心没有电流通过。即便是同一尺寸的导线，交流输电的阻抗更大，将有更多电能以热能的形式损失掉。在实际运行中，这意味着在输电线路建设时交流输电对基础设施的需求更大。例如利用765kV交流输电系统传输6000MW电能，需要三根单回输电线，输电走廊需要180米宽。与之相比，800kV直流输电系统的输电走廊只需80米宽。

HVDC也能非常容易的实现两个不同频率电间的电能传输。但与交流输电线路相比，HVDC系统中换流器、电缆和断路器等设施的造价更加昂贵，因此通常输电距离大于500公里时HVDC技术才具有经济优势。随着关键器件成本的降低，HVDC的经济优势会更加显着。

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