two terminal HVDC system
简介
只有一个整流站(送端)和一个逆变站(受端)的直流输电系统，也称端对端直流输电系统(end to end HVDC system)。两端直流输电系统有单极(正极或负极)系统，双极(正、负两极)系统和背靠背直流输电系统三种类型。通常两端直流系统由整流站、逆变站和直流输电线路(架空线或电缆)三部分组成。背靠背直流输电是当输电线路长度为零时，两端直流输电系统的一个特例，主要用于非同步联网。大多数直流输电工程均采用双极系统，因其输送容量大，可靠性高，运行灵活方便，也便于分期建设。单极系统一般是在输送功率小，且可靠性要求不很高时采用。单极系统的主要优点是线路结构简单，造价低，特别是对于造价昂贵的海底电缆，如能节省一根高压电缆，可明显降低线路投资。
单极系统 单极系统的接线方式有单极大地(海水)回线方式和单极金属回线方式两种，如图1 (a)和(b)所示。单极架空线路正常运行时一般正极接地，只有一根负极导线，因负极的电晕引起的无线电干扰和受雷击的几率比正极小，当功率反送时，导线的极性反转，则变为负极接地。海底电缆工程的极性，则主要由接地极址条件和接地极设计条件来决定。
图1 单极直流输电系统构成示意图(a)单极大地回线方式; (b)单极金属回线方式
单极大地回线方式 利用一根导线和大地(海水)构成直流侧的单极回路，两端换流站均接地，地中电流为单极运行的直流电流。因此，接地极设计的长期连续运行电流应为单极直流工程的额定电流。这种方式可节省线路投资，但对接地极的要求较高，其造价也贵，同时还会带来由于地中电流对地下金属物体的电化学腐蚀等问题(见直流输电接地极)，其运行的可靠性和灵活性均较差。
单极金属回线方式 利用两根导线构成直流侧的单极回路，其中一根低绝缘导线代替大地(海水)回路，在运行中地中无电流流过，可以避免造成电化学腐蚀之害。为了固定直流侧的对地电压，低绝缘导线的一端接地，其不接地端的最高运行电压为最大电流时的线路压降。这种方式一般是在不允许大地(海水)为回路或选择接地极困难，输电距离又较短时采用。
双极系统 双极系统的接线方式有双极两端中性点接地，双极一端中性点接地和双极带金属中线一端中性点接地三种方式，如图2 (a)、(b)、(c)所示。
双极两端中性点接地方式 或简称双极方式。这种方式是通常大多数直流输电工程所采用的正负两极对地，两端换流站中性点均接地的接线方式。利用正负两极导线和两端换流站的正负两极相连，构成直流侧的闭环回路。正常情况下，直流电流从正负两根导线流过，地中无电流通过(地中仅为两极的不平衡电流，一般均小于额定电流的1%);当两极的运行电流不等时，地中电流为两极电流之差值;当一极故障停运时，另一极的电流将自动地从大地回路返回，形成单极大地回线方式，可保证至少输送一半的额定功率。双极中的任一极均能构成一个独立运行的单极输电系统，双极的电压和电流可以不相等。双极的电压和电流相等时称为双极对称运行方式，不相等时则是电压或电流的不对称运行方式。正常情况下均采用双极对称运行方式;运行中如果由于某种原因，需要一个极降低电压或电流运行时，则可转为双极不对称运行方式。
图2 双极直流输电系统构成示意图(a)双极两端中性电接地方式;(b)双极一端中性点接地方式;(c)双极带金属中线一端中性点接地方式注：图中虚线箭头方向表示一极退出运行后回流电流方向
对于双极方式的直流工程，当输电线路或换流站的一个极发生故障需退出工作时，直流系统可转为以下三种单极方式运行：①当需要一极换流站和一极线路退出工作，可转为单极大地回线方式;②当需要一极换流站和一端接地极退出工作，可转为单极金属回线方式;③当只需一极换流站退出工作时，可转为单极双导线并联大地回线方式。由于以上三种方式直流线路电阻不同(方式②为方式①的约2倍，方式③的约4倍)使得线路损耗也不同。方式③的损耗最小，方式①次之，方式②最大。
双极一端中性点接地方式 这种方式地中无电流流过，但运行时安全可靠性较差，当一极故障时，不能自动转换成单极大地回线方式运行。通常直流输电工程均不采用这种方式来设计，而只是在运行中当一端接地极故障需要退出时，所采用的一种短时过渡性接线方式。
双极带金属中线一端中性点接地方式 利用三根导线构成直流侧回路，其中一根为低绝缘的中线，两根为正负两个极线。这种方式的线路造价高，但地中无电流流过，可避免由此产生的电化学腐蚀等问题。通常在接地极很难选择时才采用。
背靠背直流输电系统 输电线路长度为零的两端直流输电系统。通常整流站和逆变站均放在一个背靠背换流站内，其接线方式大多采用整流器和逆变器成对组成换流单元的并联方式。(见背靠背直流输电系统)