9.2.1  直流输电和频率变换

在数百公里以上的长距离输电中，从输电线路的成本与输电网的运行特性等考虑，直流输电有很大的优势。对于横跨海峡的输电中，要使用海底电缆，因为电缆电容问题，所以直流输电更有其必要性。大容量的电力一般以交流形式进行发电，直流输电是将发电端的交流电变换成直流电进行输电，在接收端再逆变成交流电。应尽量以高压输电为主，最先进的直流输电是±800kV的两根线输电。输电用的变换装置基本是使用了晶闸管的他励逆变器。

日本电网频率情况比较特殊，从新泻县丝鱼川市至静冈县富士川市连接线为界划分区域，以东为50Hz（东京电力和东北电力管辖区域），以西为60Hz（中部电力和北陆电力管辖区域）。因此，东西电网不能直接连接，需要设置频率变换站进行两种频率的变换，变换装置完成AC-DC-AC过程。

图9.10所示为直流输电装置的框图，一般称为BTB装置。在输电网的两侧设置有晶闸管可控多重化整流器，得以高压输电。尽管各级的整流装置通过变压器相移进行多相整流来减少谐波，但是，因为容量太大而流入输电网的高频谐波仍不容忽视，所以必须在电源母线上安装滤波器以吸收高频谐波。(https://www.daowen.com)

图9.10 直流输电系统框图

最近，基于IGBT、面向高压的电压型逆变器被广泛开发^[11]，直流输电系统也开始采用环路切换型功率变换器。为此，过去不可能的BTB多端直流输电系统也成为可能。