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文献综述
一、高压直流输电简介
高压直流输电(HVDC)，是利用稳定的直流电具有无感抗，容抗也不起作用，无同步问题等优点而采用的大功率远距离直流输电。它是将三相交流电通过换流站整流变成直流电，然后通过直流输电线路送往另一个换流站逆变成三相交流电的输电方式。输电过程为直流。从结构上看，高压直流输电是交流-直流-交流形式的电力电子转换电路。主要设备是两个换流站和直流输电线，两个换流站分别与两端的交流系统相连接。高压直流输电常用于海底电缆输电，非同步运行的交流系统之间的联络等方面。
二、直流输电系统的控制原理及其结构
两端直流输电系统只有一个整流站（送端）和一个逆变站（受端），其与交流系统只有两个连接端口，是结构最简单的直流输电系统。工作原理如下[12]：交流系统1送出交流功率给整流站的交流母线，经换流变压器送到整流器，把交流功率变换为直流功率，然后通过直流输电线路将直流功率送至逆变站，再由逆变站将直流功率变成交流功率，再经换流变压器，把交流功率送入受端的交流系统2。通过调节整流器的触发滞后角或逆变器的触发越前角，调节加到换流阀控制极或栅极的触发脉冲的相位，可以达到调节输送的直流电流和直流功率的目的，从而实现对直流输电系统的控制。
高压直流输电系统的结构按联络线大致可分为单极联络线，双极联络线，同极联络线三大类。单极联络线结构通常采用一根负极性的导线，由大地或海水提供回路。在单极接地回线结构运行时，由于地下（海水中）长期有大的电流流过，将引起接地极附近地下金属构件的电化学腐蚀以及中性点接地变压器二次侧存在大量直流分量而导致变压器的磁饱和，因此在单极联络线结构中，当大地电阻率过高或者不允许地下（水下）金属结构产生干扰时，也可用金属回路代替大地作回路，需要注意的是形成金属性回路的导体要处于低电压。单极联络线结构通常是在不允许利用大地（或海水）为回路的直流输电工程中采用。双极联络线结构有两根导线，一正一负，两端有两个换流器串联在直流侧，两个换流器之间的连接点接地。正常时，两极电流相等，无接地电流，两极分别独立运行。若其中一条线路出现故障，另一极可通过大地构成回路，承担一半的额定负荷，甚至可以利用换流器及线路的过载能力，承担更多的负荷。当接地电流不可接受或因接地电阻高而导致接地电极不可行时，用第三根导线作为金属性中性点，此即为同极性联络线结构（也称双极金属中线），如果它完全绝缘，还可作为一条备用线路。在一极退出运行或双极运行失去平衡时，可以利用此导线充当回路。同极联络线结构中，所有导线同极性，通常最好为负极性。同极性联络线结构非常复杂，线路造价也比较高，只有当不允许地中流过直流电流或地极地址没有办法选择的情况下才采用。
三、高压直流输电的发展概况
高压直流输电作为一种新兴的输电方式，有很多优于交流输电的地方，比如它可以实现不同额定频率或相同额定频率交流系统之间的非同期联络，特别适合高电压、远距离、大容量输电，尤其适合大区电网间的互联，线路功耗小、对环境的危害小，线路故障时的自防护能力强等。
1954年，世界上第一个基于汞弧阀的高压直流输电系统在瑞典投入商业运行。随着电力系统的需求和电力电子技术的发展，高压直流输电技术取得了快速发展[18]。1972年，基于可控硅阀的新一代高压直流输电系统在加拿大伊尔河流域的背靠背直流工程中使用；1979年，第一个基于微处理器控制技术的高压直流输电系统投入运行；1984年，巴西伊泰普水电站建造了电压等级最高的高压直流输电工程。
我国高压直流输电起步相对较晚，但近年来发展很快。1987年底我国投运了自行建成的舟山100KV海底电缆直流输电工程，随后葛洲坝-上海500KV、1200MW的大功率直流输电投运，大大促进了我国高压直流输电水平的提高。2000年以后，我国又相继建成了天生桥-广州、三峡-常州、三峡-广州、贵州-广州等500KV容量达3000MW的直流输电工程。另外，在2020年前我国计划建设的直流输电工程有：（1）小湾、糯扎渡送广东的3000MW工程；（2）溪洛渡、向家坝向华中、华东送电16000MW；（3）西南水电送江西、福建的3000MW项目；（4）广东与海南用直流电缆联网，输送容量为1000MW；（5）三沪直流工程。这些再加上目前已经投入运行的几条高压直流输电线路，我国的直流输电发展前景将是十分可观的[16]。
四、高压直流输电系统的研究背景和意义
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