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特高压输电系统及其关键技术-资料汇总

特高压输电系统及其关键技术-资料汇总
特高压输电系统及其关键技术-资料汇总

输电条件:

1.变压器——500kV 和750kV 变压器的研制和生产,已具备了研制特高压变压器的技术基础和条件。

2.避雷器——已经具备研制、生产超高压避雷器的能力。近几年来国产500kV 避雷器已得到了广泛应用,最近又研制完成了750kV 金属氧化物避雷器(MOA)的研制,着重研究了

避雷器的电位分布、热耗散特性、耐污特性、抗震性能等。为研制特高压MOA 积累了一定的经验。

3.绝缘子设备——从国内技术水平和生产能力来看,已具备生产300kN、400kN、530kN 瓷绝缘子和300kN、400kN 玻璃绝缘子以及400kN 合成绝缘子的能力,其中瓷绝缘子可生产普通

型、钟罩型、双伞型、三伞型,玻璃绝缘子可生产普通型、钟罩型,已有多家单位研制完成了750kV 线路合成绝缘子,一旦特高压工程上马,可满足特高压输电工程对绝缘子设备的需要。

4.输电线路设备——目前国内有一部分企业通过改进设备和技术改造,已具备生产600-1 400mm2 大截面导线的能力,部分产品已应用于三峡、二滩电站等电力输出工程;金具制造能力与国外处于同一水平,有较多企业已生产出750kV 线路金具产品,部分企业已研制出1150kV 线路配套金具,并已应用在国内的特高压试验线段上;从国内各企业的制造水平来看,已具备大型铁塔的制造能力,可满足特高压线路杆塔的制造要求。

文献:特高压输电技术的发展

关键技术与关键设备:

1、技术因素

(1)过电压影响设计防雷、绝缘:

过电压、(原因(不同种类工频过电压、计算方法):特高压交流线路工频过电压研究;解决方案(比如:磁控电抗器):磁控电抗器对特高压输电线路工频过电压的抑制作用)

1. 高压导致空气电离

2. dv/dt过大,产生强磁场,与线路感应

A.容升效应引起的工频电压升高

特高压输电线路的容抗远大于线路感抗,电容效应尤为显著,必须考虑线路的分布参数特性。均匀传输线路如图所示,图中分别为单位长度线

路的电阻、电感、电导和电容。

B.不对称故障引起的工频电压升高

单相接地故障

C.线路甩负荷效应引起的工频电压升高

当输电线路重负荷运行时,由于某种原因线路末端断路器突然跳闸甩掉负荷,也是造成工频电压升高的原因之一,通常称为甩负荷效应。

影响因素:

1.甩负荷前线路输送的潮流:特别是向线路输送无功潮流的大小,其

数值决定了电源电动势的大小

2.电源的容量:决定了电源的等值阻抗,电源容量越小,等值阻抗就

越大,可能出现的工频过电压也就越高

3.线路长度:线路越长,充电的容性无功就越大

4.发电机组调速器和制动设备的惰性:暂态稳定性,和故障切除角联

过电压幅值较高、发生概率较大:单回线重点考虑单相接地甩负荷,双回线重点考虑单回线运行单相、两相接地甩负荷,以及双回线运行的无故障甩负荷单相接地甩负荷:

故障发生前后健全相工频电压之比

零序阻抗大于正序阻抗,则电压抬升。一般地,主要受线路阻抗影响,特高压线路阻抗K=2.6

双回线运行的无故障甩负荷:

一般地,甩掉负荷越大,过电压越严重。主要看电源零/正序阻抗比

特高压交流线路工频过电压解决方案:磁控电抗器。

1.高压并联电抗器,补偿线路充电功率

随着电压等级的提高,传输容量的增大,由于线路的电容效应,增加了系统的工频过电压幅值,降低了系统的动态性、静态稳定性。

磁控电抗器的广泛应用,为解决该问题提供了一条有效的途径。并联磁控电抗器及其装设方式对线路工频电压升高有一定的抑制作用;在长线空载电容效应、不对称接地和突然甩负荷这3种工况下,磁控电抗器对工频过电压都有显著的抑制作用,但装设在线路末端时抑制工频过电压的效果比装设在首段或装设在两端的效果好。

利用分布参数进行计算与仿真:

(任一点)

防雷

重要性:

1.我国目前大部分地区使用的输电线路都在500kw以下,其跳闸原因还是以

雷电闪络为主,处于自然条件的约束之下。

2.从国内数十年收集的输电线路跳闸的有关事件表明:在输电线路的电压

高于500kW时,其跳闸故障的的主要原因不是雷电绕击电塔时产生的反

击而是因为雷电环绕之后击中的电塔所致。

综上,绕击成为特高压线路雷击跳闸的主要原因

影响因素:U=2247/(hln(2h/a)+5.15-5.49lna)/hln(2h/a)

1.塔杆高度:如果条件允许则可以相应的降低塔杆高度

2.绝缘子数目:绝缘子数目增加,可以增加电塔的绝缘强度,降低电塔的

保护角,而保护角与绕击环数相关

3.电晕特性:冲击电晕效应使导线对地电导和导线对地电容增大,导线间

的耦合系数也加大。考虑电晕后,线路绕击耐雷水平升高,导线电压越

高,其对耐雷水平的影响越大

ATP-EMTP建模分析

可应用于分裂导线的电晕模型:

电晕起始电压

起晕导线对地电容

起晕导线相间耦合电容

雷电流

绝缘闪络判据:相交法(过电压波与绝缘子伏秒特性曲线)超/特高压输电线路雷电绕击防护性能分析

具体计算分析:

冲击电晕对特高压输电线路绕击耐雷水平的影响分析

绝缘:工频过电压是确定特高压远距离输变电设备绝缘水平的重要依据

绝缘水平

油断路器、真空断路器、六氟化硫(SF6)断路器(常用)

我国特高压线路绝缘子串及片数的选择:

1. 1000kV输电线路杆塔中相可采用V串,边相可采用I串;对同塔双回输电线路,采用I串

2. 对1O00kV输电线路绝缘子的选型,在轻污秽地区和污染不太严重的地区,应采用300kN和400kN的双层伞型和三层伞型瓷绝缘子。海拔高度1000m及以下地区绝缘子的具体选择如下表

特高压输电系统绝缘问题的综述

复合绝缘子:

复合绝缘予的优势

(1)质量仅为瓷(玻璃)绝缘子的6.7%

(2)复合绝缘子憎水性优良,其单位爬电距离的污闪电压是瓷、玻璃绝缘子的几倍:

(3)重污秽地区选用复合绝缘子可缩短绝缘子串长,减少塔窗尺寸,降低铁

塔负担:

(4)工程造价低。

复合绝缘子在特高压输电线路中的应用

(1)研究复合绝缘子的机械性能,利用先进的技术改进其机械特性

(2)在特高压电网中复合绝缘子的均压设计非常重要,合理的设计对降低无线电

和电晕干扰、延缓伞裙材料老化、降低意外事故发生等均有很大作用。

(3)严格把关产品的质量

(4)在整个的搬运过程中严格限制施工期间造成的复合绝缘子“内伤”。

(5)定期的对绝缘子进行检查,沿线巡查,尽量做到防患于未然

无功平衡:

特高压输电线在有功轻载时是一个很大的无功电源,重载时是一个很大的无功负荷,需要跟随有功的变化对其进行无功补偿,以保持线路的电压水平并提高传输能力,因此正确计算特高压变电站的无功补偿量就显得十分重要。

特高压输电线功角特性方程:

波阻抗、传播常数

功角特性方程:

标幺值:

传输能力与失步角度:

失步功率角,

极限传输功率

传输功率与无功补偿量:

图1为参数沿线均匀分布的输电线路.图中S为送端,R为受端,z为离受端的距离,L为输电线路总长。

特高压变电站无功补偿研究

常用控制方式:

1.两端恒压控制

2.受端恒功率因数控制

变电站两端采取送受端恒电压控制所能传输的功率极限要大,既能提高线路的传输能力,又可抑制工频过电压,因此保持特高压变电站为给定的数值应作为变电站无功控制的目标(控制电压不越界原则)

//潜供电流影响:

输电线路故障90%以上是瞬时单相接地故障,为提高供电可靠性,单相自动重合闸得到了广泛应用口。潜供电弧对电力系统的影响在较高电压等级的输电线路上表现尤为明显,如果不能及时熄灭潜供电弧,将使实行单相自动重合闸操作的断路器重合于弧光接地故障,从而造成重合失败,影响输电线路工作的可靠性。影响潜供电流的因素很多,主要分为3类:环境因素类,如风力及风速、空气的温度和湿度等;线路结构类,如线路换位方式及补偿方式等;系统因素类,如线路运行电压、线路所连电网结构等。其中最主要的因素是线路结构、运行电压以及补偿方式。

分析计算:通过高速高速接地开关抑制超、特高压输电线路潜供电流。

1 .静电感应电流的分流抑制

2 .平衡电桥电路的形成和电磁感应电流的疏导抑制

3 .接地开关中的电流和设置双侧接地开关

特高压输电线路潜供电流影响因素的研究

高速接地开关抑制超、特高压输电线路潜供电流的研究

2、经济因素:电能效率(利用特高压输电技术提高全球能源使用效率)

通过特高压输电技术实现北美、欧洲、中国三大区域电网互联的可行性和基于区域时差。实现削峰填谷的经济效益。研究结果表明:时差导致了人类自然生产和生活规律的差异,不同时区电力负荷需求的波动具有很强的互补性,利用这种互补性实现全球范围内电力负荷的削峰填谷是可行的;利用特高压输电技术实现不同区域电网互联的综合经济效益优于建设抽水蓄能电站。

3、环境因素:电磁环境(超、特高压输电线路电磁环境限值标准探讨)

制约我国750 kV 和1 000 kV(含高海拔地区的330 kV)线路导线选型的主要因素是无线电干扰与可听噪声,而不是输送容量[1-4],因此,有必要对无线电干扰与可听噪声进行系统、深入的研究。

根据我国330、750 kV 线路以及1 000 kV 单、双回试验线段的无线电干扰与可听噪声现场测试结果,结合理论计算,并参考国外相关情况,对我国超、特高压输电线路无线电干扰、可听噪声的限值标准与计算方法提出了若干建议:(1)无线电干扰限值改用晴天值,海拔

1 000 m 以下无线电干扰限值最小取为晴天

55~58 dB,1 000 m 以上可适当提高。

(2)建议110~1 000 kV 线路湿导线边相外20 m

可听噪声限值不超过55 dB;人烟稀少的高海拔地

区不超过58 dB。

我国特高压直流输电技术的现状及发展

我国特高压直流输电技术的现状及发展 (华北电力大学,北京市) 【摘要】直流输电是目前世界上电力大国解决高电压、大容量、远距离送电和电网互联的一个重要手段。本文主要介绍了特高压直流输电技术的特点,特高压直流输电技术所要解决的问题,特高压直流输电技术的在我国发展的必要性以及发展前景。 【关键词】特高压直流输电,特点,问题,必要性,发展前景 0.引言 特高压电网是指由特高压骨干网架、超高压、高压输电网、配电网及高压直流输电系统共同构成的分层、分区,结构清晰的大电网。其中,国家电网特高压骨干网架是指由1000kV级交流输电网和±600kV级以上直流输电系统构成的电网。 特高压直流输电技术起源于20 世纪60 年代,瑞典Chalmers 大学1966 年开始研究±750kV 导线。1966 年后前苏联、巴西等国家也先后开展了特高压直流输电研究工作,20 世纪80 年代曾一度形成了特高压输电技术的研究热潮。国际电气与电子工程师协会(IEEE)和国际大电网会议(Cigre)均在80 年代末得出结论:根据已有技术和运行经验,±800kV 是合适的直流输电电压等级,2002 年Cigre又重申了这一观点。随着国民经济的增长,中国用电需求不断增加,中国的自然条件以及能源和负荷中心的分布特点使得超远距离、超大容量的电力传输成为必然,为减少输电线路的损耗和节约宝贵的土地资源,需要一种经济高效的输电方式。特高压直流输电技术恰好迎合了这一要求。 1.特高压直流输电的技术特点 1.1特高压直流输电系统 特高压直流输电的系统组成形式与超高压直流输电相同,但单桥个数、输送容量、电气一次设备的容量及绝缘水平等相差很大。换流站主接线的典型方式为每极2组12脉动换流单元串联,也可用每极2组12脉动换流单元并联。特高压直流输电采用对称双极结构,即每12脉动换流器的额定电压均为400kV,这样的接线方式使运行灵活性可靠性大为提高。特高压直流输电的运行方式有:双极运行方式、双极混合电压运行方式、单击运行方式和单极半压运行方式等。换流阀采用二重阀,空气绝缘,水冷却;控制角为整流器触发角15°;逆变器熄弧角17°。换流变压器形式为单相双绕组,油浸式;短路阻抗16%-18%;有载调压开关共29档,每档1.25%。换流站平面布置为高、低压阀厅及其换流变压器采用面对面布置方式,高压阀厅布置在两侧,低压阀厅布置在中间。 1.2 特高压直流输电技术的主要特点 (1)特高压直流输电系统中间不落点,可点对点、大功率、远距离直接将电力送往负荷中心。在送受关系明确的情况下,采用特高压直流输电,实现交直流并联输电或非同步联网,电网结构比较松散、清晰。 (2)特高压直流输电可以减少或避免大量过网潮流,按照送受两端运行方式变化而改变潮流。特高压直流输电系统的潮流方向和大小均能方便地进行控制。 (3)特高压直流输电的电压高、输送容量大、线路走廊窄,适合大功率、远距离输电。 (4)在交直流并联输电的情况下,利用直流有功功率调制,可以有效抑制与其并列的交流线路的功率振荡,包括区域性低频振荡,明显提高交流的暂态、动态稳定性能。 (5)大功率直流输电,当发生直流系统闭锁时,两端交流系统将承受大的功率冲击。 1.3 与超高压直流输电比较 和±600千伏级及600千伏以下超高压

特高压输电工程简介

特高压输电工程简介 ABSTRACT: Transporting electrical power with ultra-high voltage has been very popular these days, but most people in the society do not know much about it. In this essay, we will have a short cover about ultra-high voltage technology and focus on the necessity and importance of ultra-high voltage for China to develop this technology, some difficulties in this process, and finally some sample projects in destruction. KEY WORDS:ultra-high voltage, electrical power 摘要:特高压输电,作为近年来国家重点发展的示范项目,已经引起了越来越多的关注和讨论,社会中的绝大部分群体对这一新兴概念并不十分了解,本文对我国特高压输电工程进行一个简单的介绍和讨论,重点介绍我国现阶段特高压输电的必要性和重要性、期间面临的一些反对意见和应对措施、我国现阶段对特高压工程的研究进展情况,以及目前已建成的或在建的特高压示范工程规划。 关键词:特高压,电力系统 目前我国常用的电压等级有:220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。交流220kV及以下的称为高压(HV),330kV到750kV为超高压(EHV),交流1000kV及以上为特高压(UHV),通常把1000KV到1150kV这一级电压称为百万伏级特高压。对于直流输电,±600kV及以下的为高压直流(HVDC),±600kV以上为特高压直流(UHVDC)。 对于我国发展特高压输电的必要性和重要性,主要有以下几个方面: (1)电力快速发展的需要 改革开放30 年以来,我国用电总量快速增长。1978 年,全社会用电量为2498 亿千瓦时,到2007 年达到32565 亿千瓦时,是1978 年的13 倍,年均增长9.45%。改革开放之初,我国逐步扭转了单纯发展重化工业的思路,轻工业得以快速发展,用电增速呈现先降后升的态势,“六五”、“七五”期间年均增长分别达到6.52%、8.62%,其间,在经济体制改革的带动下,我国用电增速曾连续6 年(1982~1987 年)逐年上升,是改革开放以来最长的增速上升周期。1990 年以来,在小平南巡讲话带动下,我国经济掀起了新的一轮发展高潮。“八五”期间,全社会用电增长明显加快,年均增长10.05%。“九五”期间,受经济结构调整和亚洲金融危机影响,用电增速明显放缓,年均增长6.44%,尤其是1998 年,增速仅为2.8%,为改革开放以来的最低水平。进入“十五”以来,受积极的财政货币政策和扩大内需政策拉动,我国经济驶入快速增长轨道,经济结构出现重型化,用电需求持续高速增长,年均增长12.96%,尤其是2003 年、2004 年达到了改革开放以来用电增长高峰,增速分别为15.3%和15.46%。“十一五”前两年,我国用电继续保持快速增长势头,增速均高于14%。 由此可以看出,随着工业化和城镇化的不断推动和发展,我国用电量逐年增加,在工业化和全面建设小康社会的带动下,预计我国到2020 年全社会用电量将达到6.5~7.5 万亿千瓦时,年均增速将达到5.5%~6.6%;人均用电量达到4500~5200千瓦时,相当于日本上世纪80 年代的水平。所以,要求现有的电力系统增大发电容量,满足用电需求。 (2)我国资源和电力负荷分布不均衡 受经济增长,尤其是工业生产增长的强劲拉动,我国电力需求实现高速增长,但是,我国用电增长地区分布不均。总体来看我国东部沿海经济发达地区用电强劲增长,西部地区高耗能产业分布较多的省区用电增长幅度也较大,中部地区增长较慢,我国电力系统的负荷也呈现出结构性变化。但是,我国的资源分布却呈现出相反的情况,水能、煤炭等电力资源主要分布在中西部地区,远离东部的集中用电区域,这同

准东—华东±1100kV特高压直流输电工程

准东—华东(皖南)±特高压直流输电工程(河南段)拟压覆省地勘基金项目勘查成本价值评估报告 摘要 编号:融矿矿评字()号 重要提示:“以下内容摘自本勘查成本价值评估报告,欲了解本评估项目的全部情况,请仔细阅读勘查成本价值评估报告全文”。 评估机构:重庆融矿资产评估房地产土地估价有限公司。 评估委托人:河南省地质勘查项目管理办公室。 评估对象:准东—华东(皖南)±特高压直流输电工程(河南段)拟压覆省地勘基金项目勘查成本价值。 评估目的:“准东—华东(皖南)±特高压直流输电工程(河南段)拟压覆省地勘基金项目核实报告”已经评审备案,按照河南省国土资源厅关于进一步加强建设项目压覆重要矿产资源管理工作通知的意见(豫国土资发【】号)及河南省国土资源厅办公室关于规范建设项目压覆省地勘基金项目有关工作的意见(豫国土资办函【】号)及国家现行法律法规规定,需要对该建设项目压覆区进行勘查成本价值评估,为确定准东—华东(皖南)±特高压直流输电工程(河南段)拟压覆省地勘基金项目区应当缴纳补偿费用提供依据。本次评估即为实现上述目的而为评估委托人提供该压覆区勘查成本在本评估报告中所述各种条件下及评估基准日时点上公平、合理的价值参考意见。 评估基准日:年月日。 评估方法:勘查成本效用法、地质要素评序法。 评估报告主要参数: (一)建设项目拟压覆“河南省西峡县大香沟金矿预查”主要实物工作量:激电中梯(长导线)测量(×);激电中梯(长导线)剖面测量(点距);;∶土壤测量(×)。重置直接勘查成本:万元;间接费用分摊:万元;重置勘查成本:万元,工程布置合理性系数:,勘查工作加权平均质量系数:,效用系数:。

(二)建设项目拟压覆“河南省内乡县大桥—淅川县上集一带钒矿普查”主要实物工作量:钻探工作(钻孔,孔深;钻孔,孔深);槽探();勘探线剖面测量,工程点测量个;地质填图约;地质测量约。重置直接勘查成本:万元;间接费用分摊:万元;重置勘查成本:万元,工程布置合理性系数:,勘查工作加权平均质量系数:,效用系数:,调整系数。 (三)建设项目拟压覆河南省唐河县常湾东塔院金多金属矿预查项目常湾重点工作区,该区目前仅施工钻孔,暂未开展其它勘查工作,建设项目距离钻孔约。建设项目未压覆河南省唐河县常湾东塔院金多金属矿预查项目任何实物工作量。 (四)建设项目拟压覆河南省桐柏县黄金冲金银多金属矿预查区主要实物工作量:地质简测,土壤地球化学测量,勘探线剖面测量。重置直接勘查成本:万元;间接费用分摊:万元;重置勘查成本:万元,工程布置合理性系数:,勘查工作加权平均质量系数:,效用系数:。 (五)建设项目拟压覆河南省桐柏县老湾金矿深部及外围普查区主要实物工作量;勘探线剖面测量,地质简测,地质修测。重置直接勘查成本:万元;间接费用分摊:万元;重置勘查成本:万元,工程布置合理性系数:,勘查工作加权平均质量系数:,效用系数:。 (六)建设项目拟压覆河南省桐柏县沙子岗一带萤石矿预查区主要实物工作量:∶地质简测,∶高精度磁法测量。重置直接勘查成本:万元;间接费用分摊:万元;重置勘查成本:万元,工程布置合理性系数:,勘查工作加权平均质量系数:;效用系数:。 评估结论:经评估人员现场调查和当地市场分析,按照矿业权评估的原则和程序,选取适当的评估方法和评估参数,经过仔细计算,确定准东—华东(皖南)±特高压直流输电工程(河南段)拟压覆省地勘基金项目勘查成本价值在评估基准日年月日所表现的价值为人民币万元,大写人民币壹佰肆拾万捌仟叁佰元整。 其中:“河南省西峡县大香沟金矿预查”项目压覆区勘查成本价值为人民币万元,大写人民币玖仟捌佰元整;

2020年经典的输电技术总结

2020年经典的输电技术总结 中国高等学校电力系统及其自动化专业学术会议于1985年10月召开了首次会议,明确了会议的宗旨是为各校师生提供一个学术讲坛,促进学术交流,促进我国电力科学技术.下面是小 输电技术总结1 2019年10月12日,由中国高等学校电力系统及其自动化专业学术年会组织委员会主办,西华大学电气与电子信息学院承办,亚洲电能质量产业联盟、内蒙古工业大学协办的中国高等学校电力系统及其自动化专业第35届学术年会在四川成都隆重开幕。《电力自动化设备》杂志社是本次会议支持单位之一。 中国高等学校电力系统及其自动化专业学术会议于1985年10月召开了首次会议,明确了会议的宗旨是为各校师生提供一个学术讲坛,促进学术交流,促进我国电力科学技术、电力工业 的原则。经过30多年的发展,该年会已成为全国高校电力系统及其自动化专业师生一年一度不可缺少的学术盛会,为培养我国

的贡献。 会上,华北电力大学赵成勇教授进行了《直流输电技术面临 输电技术总结2 特高压输电技术是中国实现能源大范围优化配置的战略途径,该技术是世界上最先进的输电技术之一。目前,在世界范围内只有我国全面掌握了这项技术,并开始了大规模的工程应用。我国从2004年底开始集中开展大规模研究论证、技术攻关以及工程实践,进行了特高压交流输电、特高压直流输电技术的研究,掌握了过电压抑制、外绝缘配置、电磁环境控制等关键技术,研制出变压器、开关、串补装置,和换流变、换流阀、平波电抗器、直流控制保护等核心设备,建立了包括研究、设计、制造在内完整的特高压输电技术体系,整个体系具有完全的自主性。 中国由于能源资源与电力需求存在远距离、逆向分布特点,以及经济快速发展带来的电力需求,需要开发和应用远距离、大容量、高效率的特高压输电技术。实践证明特高压输电在大范围内配置能源资源具有技术和经济优势。以特高压800千伏直流输电项目为例,相比较500千伏直流工程,它的输送容量提高到 2-3倍,经济输送距离提高到2-2.5倍,运行可靠性提高了8倍,

高压直流输电与特高压交流输电的优缺点比较

高压直流输电与特高压交流输电的优缺点比较 从经济方面考虑,直流输电有如下优点: (1) 线路造价低。对于架空输电线,交流用三根导线,而直流一般用两根采用大地或海水作回路时只要一根,能节省大量的线路建设费用。对于电缆,由于绝缘介质的直流强度远高于交流强度,如通常的油浸纸电缆,直流的允许工作电压约为交流的3倍,直流电缆的投资少得多。 (2) 年电能损失小。直流架空输电线只用两根,导线电阻损耗比交流输电小;没有感抗和容抗的无功损耗;没有集肤效应,导线的截面利用充分。另外,直流架空线路的“空间电荷效应”使其电晕损耗和无线电干扰都比交流线路小。 所以,直流架空输电线路在线路建设初投资和年运行费用上均较交流经济。 直流输电在技术方面有如下优点: (1) 不存在系统稳定问题,可实现电网的非同期互联,而交流电力系统中所有的同步发电机都保持同步运行。直流输电的输送容量和距离不受同步运行稳定性的限制,还可连接两个不同频率的系统,实现非同期联网,提高系统的稳定性。 (2) 限制短路电流。如用交流输电线连接两个交流系统,短路容量增大,甚至需要更换断路器或增设限流装置。然而用直流输电线路连接两个交流系统,直流系统的“定电流控制”将快速把短路电流限制在额定功率附近,短路容量不因互联而增大。 (3) 调节快速,运行可靠。直流输电通过可控硅换流器能快速调整有功功率,实现“潮流翻转”(功率流动方向的改变),在正常时能保证稳定输出,在事故情况下,可实现健全系统对故障系统的紧急支援,也能实现振荡阻尼和次同步振荡的抑制。在交直流线路并列运行时,如果交流线路发生短路,可短暂增大直流输送功率以减少发电机转子加速,提高系统的可靠性。 (4) 没有电容充电电流。直流线路稳态时无电容电流,沿线电压分布平稳,无空、轻载时交流长线受端及中部发生电压异常升高的现象,也不需要并联电抗补偿。 (5) 节省线路走廊。按同电压500 kV考虑,一条直流输电线路的走廊~40 m,一条交流线路走廊~50 m,而前者输送容量约为后者2倍,即直流传输效率约为交流2倍。 下列因素限制了直流输电的应用范围: (1) 换流装置较昂贵。这是限制直流输电应用的最主要原因。在输送相同容量时,直流线路单位长度的造价比交流低;而直流输电两端换流设备造价比交流变电站贵很多。这就引起了所谓的“等价距离”问题。 (2) 消耗无功功率多。一般每端换流站消耗无功功率约为输送功率的40%~60%,需要无功补偿。 (3) 产生谐波影响。换流器在交流和直流侧都产生谐波电压和谐波电流,使电容器和发电机过热、换流器的控制不稳定,对通信系统产生干扰。 (4) 缺乏直流开关。直流无波形过零点,灭弧比较困难。目前把换流器的控制脉冲信号闭锁,能起到部分开关功能的作用,但在多端供电式,就不能单独切断事故线路,而要切断整个线路。 (5) 不能用变压器来改变电压等级。 直流输电主要用于长距离大容量输电、交流系统之间异步互联和海底电缆送电等。与直流输电比较,现有的交流500 kV输电(经济输送容量为1 000 kW、输送距离为300~500 km)已不能满足需要,只有提高电压等级,采用特高压输电方式,才能获得较高的经济效益。

特高压直流输电技术研究

特高压直流输电技术研究 发表时间:2017-07-04T11:23:41.107Z 来源:《电力设备》2017年第7期作者:杨帅 [导读] 摘要:文章首先介绍了特高压直流输电原理,接着分析了特高压直流输电技术的特点,特高压直流输电技术的优点、交直流特高压技术的应用,未来需要解决的难点等。通过分析能够看出,当前特高压直流输电技术在中国具有广阔的应用前景。 (国网河北省电力公司检修分公司河北省石家庄 050000) 摘要:文章首先介绍了特高压直流输电原理,接着分析了特高压直流输电技术的特点,特高压直流输电技术的优点、交直流特高压技术的应用,未来需要解决的难点等。通过分析能够看出,当前特高压直流输电技术在中国具有广阔的应用前景。 关键词:特高压;直流输电;应用 引言 随着国民经济的持续快速发展,我国电力工业呈现加速发展态势,近几年发展更加迅猛。按照在建规模和合理开工计划,全国装机容量 2010 年达到 9.5 亿千瓦,2020 年达到 14.7 亿千瓦;用电量 2010 年达到 4.5 万亿千瓦时,2020 年达到 7.4 万亿千瓦时。电力需求和电源建设空间巨大,电网面临持续增加输送能力的艰巨任务。同时我国资源分布不均匀,全国四分之三的可开发水资源在西南地区,三分之二的煤炭资源分布在西北地区,而经济发达的东部地区集中了三分之二的用电负荷。大容量、远距离输电成为我国电网发展的必然趋势。 同时,特高压输电具有明显的经济效益。特高压输电线路可减少铁塔用材三分之一,节约导线二分之一,节省包括变电所在内的电网造价约 10%-15%。特高压线路输电走廊仅为同等输送能力的 500k V 线路所需走廊的四分之一,这对人口稠密、土地宝贵或走廊困难的国家和地区带来重大的经济社会效益。 1特高压直流输电原理 高压直流输电的电压等级概念与交流输电不一样。对于交流输电来说,一般将 220k V 及以下的电压等级称为高压,330 ~ 750k V 的称为超高压 ,1000k V 及以上的称为特高压。直流输电把 ±500k V 和 ±660k V 称为超高压;±800k V 及以上电压等级称为特高压。 直流输电工程是以直流电的方式实现电能传输的工程。直流电必须经过换流(整流和逆变)实现直流电变交流电,然后与交流系统连接。 两端直流输电系统可分为单极系统(正极和负极)、双极系统(正、负两极)和背靠背直流系统(无直流输电系统)三种类型。 2特高压直流输电优点 我国目前发展的特高压输电技术包括特高压交流输电技术和特高压直流输电技术。一般特高压交流输电技术用于近距离的组网和电力输送,直流输电技术用来进行远距离、大规模的电力输送,两者在以后的电网发展中都扮演重要角色。本文对其中的特高压直流输电技术进行简要分析,其优点主要包括以下几个方面。 在直流输电的每极导线的绝缘水平和截面积与交流输电线路的每相导线相同的情况下,输电容量相同时直流输电所需的线路走廊只需交流输电所需线路走廊的2/3,在土地资源越来越紧张的今天,特高压直流输电线路可以节省线路走廊的优点显得更加突出。 在输送功率相同的情况下,直流输电的线路损耗只有交流输电的2/3,长久以往可以节约大量的能源;同时直流输电可以以大地为回路,只需要一根导线,而交流输电需要3根导线,在输电线路建设方面特高压直流输电电缆的投资要低很多。 交流输电网络互联时需要考虑两个电网之间的周期和相位,而直流输电不存在系统稳定性问题,相比交流输电网络,能简单有效地解决电网之间的联结问题。 长距离输电时,采用直流输电比交流输电更容易实现,如800kv的特高压直流输电距离最远可达2500km。 3特高压直流技术存在的不足 (1)直流输电换流站比交流变电所结构复杂、造价高、运行费用高,换流站造价比同等规模交流变电所要高出数倍。(2)为降低换流器运行时在交流侧和直流侧产生的一系列谐波,需在两侧需分别装设交流滤波器和直流滤波器,使得换电站的占地面积、造价和运行费用均大幅度提高。(3)直流断路器没有电流过零点可利用,灭弧问题难以解决。(4)由于直流电的静电吸附作用,使直流输电线路和换电站设备的污秽问题比交流输电严重,给外绝缘问题带来困难。 4特高压直流输电技术的应用分析 4.1拓扑结构 在近些年来,特高压直流输电的拓扑结构主要有多端直流和公用接地极两种,其中,多端直流是通过连接多个换流站来共同组成直流系统,在电压源换流器发展背景下,出现了混合型多端直流和极联式多端直流,前者是将合理分配同一极换流器组的位置,电源端与用户端都是分散分布。公用接地极是通过几个工程公用接地极的方式,来降低工程整体造价成本,提升接地极利用水平,提高工程经济效益、社会效益;但也存在接地电流容易过大、检修较为复杂等不足。 4.2换流技术 在特高压直流输电的换流技术方面,主要有电容换相直流输电技术和柔性直流输电技术两种,其中,电容换相直流输电技术是通过将换相电容器串接到直流换流器与换流变压器中,利用串联电容来对换流器无功消耗进行补偿,减少换流站的向设备,能够有效降低换相失

我国特高压直流输电发展规划与研究成果

我国特高压直流输电发展规划与研究成果 摘要:本篇文章在对一次性能源具有的分布特点进行分析之后,对我国特高压直流输电技术的必要性进行了分析,并通过对技术研究设备进行研究之后,分析了实施特高压直流输电技术的可行性。与此同时,并结合当下雾霾给环境和人们生活带来的影响,对下一步特高压直流输电技术的发展方向做出了相应的规划。 关键词:特高压直流;输电发展;规划;研究成果 近年来,雾霾对环境和人们生活带来的影响越来越大,在今年,李克强总理在召开国务院会议时,对这一问题进行了探讨,认为解决雾霾问题的首要措施就是要实施跨区域的送电项目。有关人员认为,这一举措实质上就是预示着特高压提速的信息。直流输电技术是世界上目前解决高电压以及远距离输送的重要措施。直流输电是把交流电通过电流转换器变换成直流电,再由直流输送电路将电流送至受电的一端,并在最后通过换流器再将其变为交流电的过程 1.我国实施特高压直流输电技术的必要性分析 据有关调查结果显示,已经发现的煤炭有2/3部分在我国北部地区,有2/3的水电在我国西南地区,但是我国能源需求量最大的地区既不是西南地区也不是北部地区,而是在东南部的经济较为发达的地区。据测量,能源产地和需求地区间的距离大约在1000km~2500km 之间。一次能源的分布情况和能源需求明显存在很大的差异性,正因为这样,一定要探索出一种新型的能源需求方式,进而不断提高对能源的输送效率。于此同时,随着近年来雾霾给人们生活带来的影响越来越大的情况下,加快特高压输电技术是解决雾霾问题的首要措施。 2.我国实施特高压直流输电技术的可行性分析 为了找到对这一问题进行解决的良好措施,中国的电力企业正在积极规划对电网和电源的有关建设,并随着能源以及需求中心距离不断加大的趋势影响下,这种安全性高、节能环保的特高压直流输电技术逐渐走进了人们的视野之中。在我国特高压技术研究的不断推动之下,特高压输电技术在20世纪80年代的时候研究的热度又一次进行了升温,受到了越来越多人的关注。 20世纪80年代的时候,在我国对±800kV直流输电设备的研究基础之上,国内外的一些研究机构逐渐在特高压直流输电技术领域内的研究内容越来越深入化和科技化,经一些研究成果表明,目前已有一些制造的厂家研究成功了特高压直流输电设备。 3.我国特高压直流输电工程中的建设 依据我国特高压直流输电设备市场的需求分析,我国在未来要建设有以下

国内外特高压输电技术发展情况综述

国内外特高压输电技术发展情况综述 (一) 调研题目:关于特高压输电技术国内外发展情况的调研报告 调研目的:通过认真分析和研判从检索、查询、索取等多渠道获得大量的技术文献,掌握了特高压输电技术国内外的发展情况,据此完成本调研 报告,为我省未来特高压的规划发展提出相关建议。 编写人员:何旭东、王瑗、刘斌蓉 调研时间:2005.4. ~2005.9 调研地点:成都 1.背景 自从电能作为人们生活中廉价而又清洁的能源以来,随着电网的不断发展壮大,输电电压经历高压、超高压两个发展阶段,目前又跨入了特高压输电的新的历史时期。这种发展标志着我国综合实力的不断提高,电力行业技术水平的提高。近来,由于石油价格的暴涨,1993年11月在宜昌召开的中国电机工程学会电力系统与电网技术综合学术年会上发表《关于着手开展特高压输电前期科研的建议》以来,各方面的人士对特高压输电技术给予了高度的关注。 那么何谓特高压输电呢?特高压输电系指比交流500kV输电能量更大、输电距离更远的新的输电方式。它包括两个不同的内涵:一是交流特高压(UHC),二是高压直流(HVDC)。具有输电成本经济、电网结构简化、短路电流小、输电走廊占用少以及可以提高供电质量等优点。根据国际电工委员会的定义:交流特高压是指1000kV以上的电压等级。在我国,常规性是指1000kV以上的交流,800kV以上的直流。 我们国家是在何种情形下进行特高压研究的呢?不妨从如下几个方面来看: 从能源利用上来说,看国际上常以能源人均占有量、能源构成、能源使用效率和对环境的影响,来衡量一个国家的现代化程度。目前我国人均年消耗的能源水平很低,如果在21世纪中叶赶上国际中等发达水平,能源工业将要有大的发展。据最近召开的世界能源第十七次会议预测,世界能源工业还要进一步发展,到2030年,世界的能源产量将翻一番;到21世纪末再翻一番,其中主要集中在中国、印度、印尼等发展中国家。我国电力将在未来15~20年内保持快速增长,根据我国电力发展规划,到2003年、2010年、2020

特高压交直流输电系统技术经济分析

特高压交直流输电系统技术经济分析 摘要:随着我国电力事业的快速发展,我国特高压输电工程建设正处于稳步上 升阶段。特高压输电技术的广泛应用,很好地解决了当前输电技术存在的经济性 较低以及无法实现或者实现难度较大的更远距离输电问题,进一步提高了输电系 统供电的稳定性、安全性以及经济性。对于当前特高压输电网而言,1000kV以及±800kV输电系统的技术经济性是重中之重。基于此,研究特高压交直流输电系统 技术经济性具有重要的现实意义。 关键词:特高压交直流水电系统;技术经济性 引言: 1000kV与±800kV输电系统的技术经济性是发展特高压输电网的重要基础。从我国特高压交直流输电示范工程成功运行经验讨论1000kV与±800kV输电的技术 经济性对推进特高压输电网的规划建设具有重要现实意义。 1 1000kV和±800kV输电系统建设成本阐述 1.1 1000kV输电系统的建设成本 一般来说,都是使用单位输电建设成本来表示1000kV与±800kV输电系统的 建设成本。同时,参照示范工程投资决算实对其施估算。以2009年投入运行的1000kV特高压交流试验示范工程为例来看,其最初建设成本为56.9亿元。根据 试验示范工程相关元器件成本以及建设成本的实际情况,使用工程成本计算方法 对其建设成本进行估算,拟使用1000kV、4410MW、1500km特高压输电系统, 其单位输电建设成本预期估算成本为1900元/km?MW。若将500kV输电系统建 设成本按照2500元/km?MW的价格来看,那么此1000kV特高压输电系统的单位 建设成本则近似为500kV输电系统的8成左右。 1.2 ±800kV输电系统的建设成本 对于±800kV直流输电系统而言,首先需要把各发电单元机组通过电站500kV 母线汇集在一起,接着借助500kV输电线路连通到直流输电的整流站中,从而把 三相交流电更换成直流电,再使用两条正负极输电线路将其配送到逆变站中,再 把直流电转变为三相交流电,最后输送到有电压作为保障的500kV枢纽变电站中。和其余输电系统相同,±800kV直流输电系统在进行长距离、大规模输电的过程中,也需要两个电厂作为支撑,拟将其发电机组定位6×600MW以及5×600MW,线路 总长度为1500km,通过±800kV特高压直流输电示范工程数据对其输电建设成本 实施估算。某±800kV特高压直流输电示范工程的直流输电线路总长度为1891km,额定直流电流为4kA,额定换流功率为6400MW,分裂导线的规格为6×720mm2,开工建设的时间为2007年,不断对系统进行调试,最终于2010年正式投入使用。根据系统调试以及投入运行的实际结果来看,自助研发的±800kV特高压直流输电 系统及其相关设备具有较高的运行性能。该±800kV直流输电示范工程建设成本为190亿元,其中换流站与相关线路的成本均占总成本的一半。根据示范工程建设 成本进行估算,±800kV、6400MW、1500km直流输电系统的单位输电建设成本应为1780元/km?MW。 1.3 1000kV和±800kV输电系统建设成本对比分析 一般来说,通过逆变站的输出功率对交流输电进行估算,而直流输电的估算 亦是如此;1000kV交流输电系统的单位建设成本与±800kV直流输电系统的单位 建设成本基本一致,都为1900元/km?MW,处于相同等级。1000kV交流输电系 统的对地电压为578kV和±800kV直流输电系统极线的对地电压相匹配。±800kV

±800KV+特高压直流输电系统全电压启动过电压研究(已看)

±800KV特高压直流输电系统全电压启动过电压研究 黄源辉,王钢,李海锋,汪隆君 (华南理工大学电力学院,广东广州510640) 摘要:全电压启动过电压是直流输电中直流侧最严重的过电压情况。本文以PSCAD/EMTDC为工具,以正在建设的云广±800kV特高压直流输电系统参数为依据,建立全电压启动过电压仿真计算模型。对各种全电压启动情况进行了仿真计算,讨论了各种因素对全电压启动的影响,并与±500KV HVDC系统的全电压启动过电压作了比较,获得了一些具有实用价值的结论。 关键词:±800KV;特高压直流输电;全电压启动;过电压 0引言 为满足未来持续增长的电力需求,实现更大范围的资源优化配置,中国南方电网公司和国家电网公司提出了加快建设特高压电网的战略方针[1]。随着输电系统电压等级的升高,绝缘费用在整个系统建设投资中所占比重越来越大。对于±800KV特高压直流输电系统,确定直流线路和换流站设备的绝缘水平成为建设时遇到的基本问题之一。在种类繁多的直流系统内部过电压中,全电压误启动多因为的过电压是其中最严重和最重要的一种。它的幅值最大,造成的危害最大,在选择直流设备绝缘水平和制订过电压保护方案时往往以此为条件[2]。因此,对特高压直流系统的全电压启动过电压进行研究和分析具有很大的实际意义。 为降低启动过程的过电压及减小启动时对两端交流系统的冲击,直流输电的正常启动应严格按照一定的顺序进行[3]。正常情况下,在回路完好、交直流开关设备全部投入且交流滤波器投入适量等条件满足后(α≥90°),先解锁逆变器,后解锁整流器,按照逆变侧定电压调节或定息弧角调节规律的要求,由调节器逐步升高直流电压至额定值,即所谓的“软启动”。然而由于某些原因(如控制系统异常),两端解锁过程紊乱,逆变侧换流器尚未解锁而整流侧却全部解锁,此时若以较小的触发角启动,全电压突然对直流线路充电,由此直流侧会产生非常严重的过电压。 1云广直流系统简介 南方电网正在建设的云南-广东特高压直流系统双极输送功率5000MW,电压等级为±800kV,直流线路长度约1438km,导线截面为6×630mm2,两极线路同杆并架。送端楚雄换流站通过2回500kV 线路与云南主网的昆西北变电站相连,西部的小湾水电站(装机容量4200MW,计划2009年9月首台机组投产,2011年全部建成)和西北部的金安桥水电站(总装机2400MW,计划2009年12月首台机组投产,2011年全部建成)均以2回500kV线路接入楚雄换流站。受端穗东换流站位于广东省增城东部,500kV交流出线6回,分别以2回500kV线路接入增城、横沥和水乡站[4]。楚雄换流站接入系统如图1所示。 图1 楚雄换流站接入系统 云南-广东特高压直流系统交流母线额定电压为525kV,整流侧无功补偿总容量为3000MV Ar,逆变侧无功补偿总容量为3040MV Ar。平波电抗器电感值为300mH,平波电抗器按极母线和中性母线平衡布置,各为150mH。直流滤波器采用12/24双调谐方式。避雷器使用金属氧化物模型。每极换流单元采用2个12脉动换流器串联组成。 2云广直流系统模型 本文以PSCAD/EMTDC为工具,以南方电网建设中的云南-广东±800kV特高压直流系统参数为依据,建立了全电压启动过电压仿真计算模型。换流站内的单极配置如图1所示。

我国特高压输电技术的现状与前景

我国特高压输电技术的现状与前景 作者:刘蒙蒙 (陕西理工学院物理与电气工程学院物理学专业2011级2班,陕西汉中723000) 指导教师:陈德胜 [摘要]高压输电技术是指在输电过程中提高输电电压,减小输电电流,从而减少输电过程中电能损耗的技术。输电电压越高,电能损耗减少的越多,目前输电电压等级最高的是特高压输电。本文阐述了特高压输电技术的原理,分析了特高压输电的主要方式和分类,研究了我国特高压输电的现状,探讨了我国特高压输电技术的发展前景。 [关键词]特高压输电;现状;前景;高压电网;智能电网 引言 随着电力系统的不断发展,为了适应大容量远距离输电的需要,如意大利、美国、日本、俄罗斯、中国等国家都在致力于特高压输电技术的研究。所谓特高压是指交流1000kV、直流±800kV及以上的电压等级。特高压输电具有非常明显的经济性和可靠性,为当今世界输电技术的发展指明了方向。我国已经进入了大电网、大机组、高电压、高自动化的发展时期。随着经济的快速发展,电力需求也在快速增长,特高压输电逐渐进入到我国电力的建设当中。特高压输电能同时满足电能大容量、远距离、高效率、低损耗、低成本输送的基本要求,而且能有效解决目前500kV超高压电网存在的输电能力低、安全稳定性差、经济效益欠佳等方面的问题,所以,建设特高压电网已经成为我国电力发展的必然趋势。 1特高压输电技术及其原理 1.1特高压输电概述 特高压是世界上最先进的输电技术。交流输电电压一般分为高压、超高压和特高压。国际上,高压(HV)通常指35—220kV电压;超高压(EHV)通常指330kV及以上、1000kV以下的电压;特高压(UHV)定义为1000kV及以上电压。而对于直流输电而言,高压直流(HVDC)通常是指±600kV 及以下的直流输电电压,±800kV(±750kV)以上的电压则称为特高压直流(UHVDC)。表1所示为交、直流输电电压分类表。 表1 交、直流输电电压分类表 我国发展特高压输电指的是在现有500kV交流和±500kV直流之上采用更高一级的电压等级输电技术,包括1000kV级交流特高压和±800kV级直流特高压两部分,简称国家特高压骨干电网。特高压输电是在超高压输电的基础上发展的,其目的仍是继续提高输电能力,实现大功率的中、远距离输电,以及实现远距离的电力系统互联,建成联合电力系统。为了适应我国国民经济和电力需求的快速发展,国家电网公司在2004年底明确提出了加快建设以百万伏级交流和±800千伏级直流系统特高压电网为核心的坚强国家电网的战略目标。 特高压输电具有明显的经济效益。据估计,1条1150千伏输电线路的输电能力可代替5~6条500千伏线路,或3条750千伏线路;可减少铁塔用材三分之一,节约导线二分之一,节省包括变电所在内的电网造价10~15%。1150千伏特高压线路走廊约仅为同等输送能力的500千伏线路所需走廊的四分之一,这对于人口稠密、土地宝贵或走廊困难的国家和地区会带来重大的经济和社会效益。1.2 特高压输电的原理

中国特高压及下一代电压等级设想

中国特高压及设想下一代电压等级 2009年1月,世界上第一个商业运行的特高压工程——我国自主研发、设计和建设的1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流示范工程竣工。紧接着,2010 年7月,向家坝—上海±800千伏特高压直流输电示范工程完工并正式投入商业运行。 如图1是中国电力企业联合会在2016年公布的资料,数据显示:我国1000kV 交流电网的建设距离已经达到了7366千米,±800kV直流电网建设距离已经达到了12300千米。十余年辛苦不寻常,中国电网从最初建设的特高压示范工程到如今辽阔的特高压交直流工程网络,技术方面持续提升、理念方面不断突破、视野方面越来越开阔,已经展现出强大的生命力和创造力,实现了“中国创造”与“中国引领”的战略思想。 在领先世界的重大自主创新上,中国的特高压输电技术应当算一个。中国的特高压技术在不断地克服着世界难题,建立了系统的特高压标准体系,引领着世界电力行业的发展,称为中国走向世界舞台的一张名片。中国特高压输电技术将继续负重前行。2016年5月11日,作为目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程,昌吉—古泉±1100千伏特高压直流输电线路的开工动员大会在乌鲁木齐召开。这项工程刷新了世界电网技术的新高度,开启了特高压输电技术发展的新纪元,不仅可以满足地方经济发展的需要,还可以缓解华北电力的紧缺问题,同时对全球能源互联网的发展也具有重大的示范作用。 图1 2012-2016年中国特高压电网建设情况 “雄关漫道真如铁,而今迈步从头越”,中国特高压已经取得了令世界瞩目的成就,但是国家电网绝不会止步于眼前的成绩,而是将会在稳定运行的基础上

特高压交流和高压直流输电系统运行损耗及经济性分析

特高压交流和高压直流输电系统运行损耗及经济性分析 发表时间:2018-04-12T10:36:46.213Z 来源:《电力设备》2017年第32期作者:常彦 [导读] 摘要:特高压交流和高压直流输电系统的运行损耗对于输电系统运行的经济性具有直接重要的影响,对于提高输电系统设备的运行效率和使用寿命,促进电力资源优化合理配置都有着积极的促进作用。 (国网山西省电力公司检修分公司山西省太原市 030031) 摘要:特高压交流和高压直流输电系统的运行损耗对于输电系统运行的经济性具有直接重要的影响,对于提高输电系统设备的运行效率和使用寿命,促进电力资源优化合理配置都有着积极的促进作用。 关键词:特高压交流;高压直流;输电系统;运行损耗分析;经济分析 在我国覆盖全国电网的整体输电系统中,输电系统运行损耗都是不可避免的重要问题,运行损耗的大小直接影响到输电系统的经济效益和经济性。其中,关于特高压交流和高压直流输电系统,这一在整个电网中占有重要比重的输电系统的运行损耗和相关经济性分析研究具有十分重要的意义。 1特高压交流和高压直流输电系统及其经济性概述 中国是世界上国土面积第四大的国家,幅员辽阔,人口众多,地形复杂多样,并且由于地形地势气候等多方面的原因,中国的人口规模、经济发展状况以及资源能源需求量呈现西低东高的阶梯式分布。与其相反的是,我国的能源资源分布却是西高东低,具体到与电力相关的资源能源来说,我国目前有超过百分之七十的水力资源在西南,有大约百分之七十五的煤炭资源储存西北,风电和太阳能等能够用于发电的可再生能源也主要分布在西部、北部。因此,这种电力资源能源分布和电力资源需求的极不平衡性,决定着我国能源分配面对的巨大压力,以及通过多种方式优化电力资源配置的迫切性和重要性,其中,特高压交流和高压直流输电系统就是当前技术成熟,应用较为普及的两种主流输电方式,它们为我国电力资源的合理配置的大好局面,提供了重要的助力。所以,不断地分析和研究特高压交流和高压直流输电系统,也是提高电力资源配置效率和质量的必然要求。 分析输电系统经济性的重要内容,就是分析输电系统的运行损耗。对于本文的研究对象来说,特高压交流和直流输电系统经济性分析主要集中在前期建设投资、中期的输电网络运性维修、输电运行中不可避免的输电损耗和以及停电造成的损失费用四个方面。 2特高压交流和直流输电系统经济性分析 本文主要运用对比法分析特高压交流和直流系统的经济性,其中涉及二者经济性比较,主要从投资、运维、输电损耗和停电损失费用四个方面来进行比较,最后再进行综合汇总。 在对比分析法中,我们需要设定一个恒量,为了便于比较和计算,设置特高压交流和高压直流两种输电系统中,输电距离相同,在500-2000千米范围内,分为500千米、1000千米、1500千米和2000千米四个固定值。然后在此基础上,根据输电能力的大小、额定输送量和负载率对两种输电系统的影响大小。 采用的研究对象中,两种输电系统的具体参数分别为:特高压交流输电系统2个1000千伏变电站和多个中间开关站以及1回输电线路组成,线路规格为8×500平方毫米,并且每400千米一个间距设置一个开关站。高压直流输电系统无变电站及中间开关,但需架设1台换流站,同时采用的是6×900平方毫米的线路。 2.1投资费用分析 特高压交流输电系统中,需要建设变电站,变电站的建设费用为430元/千伏,8×500平方毫米规格的线路为425万元/千米。所以,变电站的建设费用为86亿元,线路的费用为500千米21.25亿元,1000千米42.5亿元,1500千米6 3.75亿元、2000千米85亿元。 高压直流输电系统中,不需要建设变电站,但是需要投资建设换流站,一台换流站单价为65亿元,6×900平方毫米规格的线路单价为397万元/ 千米,因此,线路的费用为500千米19.85亿元,1000千米39.7亿元,1500千米59.55亿元、2000千米79.4亿元。 因此,经过对比,在不考虑其他任何因素的情况下,在特高压交流电输电网络的前期站设投资要远远大于高压直流电的输电网络。直到输电距离达到6000千米,高压直流输电网络才更加具有经济价值。 2.2运维费用分析 输电网络的运维就是指输电网络硬件设备的元件耗损率和故障维修的费用。通过对比,我们不难发现,高压直流换流站设备和阀组众多,系统的运行状态比交流系统多,类似换流变压器和阀组这部分元件故障频率较多,维修更新的时间较长,特高压交流变电站的元件较少且故障持续时间短。因此,可以说在各个距离高压直流输电网络的运维费用都要大于特高压交流输电网络,在运维费用方面,特高压交流输电网络更具经济性。 2.3输电损耗费用分析 特高压和超高压交流输电系统的运行损耗主要包括变电站损耗和输电线路损耗两部分。一方面变电站损耗包括变压器、电抗器、电容器等设备损耗等硬件和变电站日常运行用电造成的损耗,这种损耗鱼输电系统的随输送容量基本成正比,随着输送容量的变化成比例调整。另一方面,输电线路损耗主要包括电阻损耗、电晕损耗和泄漏损耗,其中电阻损耗属于硬件损耗的一种,电阻损耗量同样随输送容量的变化成比例变化,电晕损耗的变化则基本受电压等级、导线结构和天气情况等因素影响,泄漏损耗通常并不计入记录分析中。 2.3.1电阻损耗 通常情况下,电路损耗是理论意义上的损耗,是指线路在满负荷运行时造成的功率损耗。然而在实际电力输送中,输电系统不可能不间断地满负荷运行。 计算公式如下:线路电阻损耗值=线路电阻×额定电流×损耗小时数 计算结果可由两种输电系统的具体参数估算到。 2.3.2电晕损耗 交流线路电晕损耗很容易受到线路电压、导线结构和气候条件的影响,经过研究发现,在雨雪天起电晕平均损耗可以达到为晴朗天气平均损耗的37-50倍。电晕损耗年平均值计算公式为 电晕损耗年平均值=(好天气小时数损耗+雪天小时数损耗+雨天小时数损耗)/全年日历小时数” 2.4停电损失费用分析

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