特高压交直流输电系统技术经济分析

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浅谈对我国特高压交直流输电技术分析与研究

浅谈对我国特高压交直流输电技术分析与研究

浅谈对我国特高压交直流输电技术分析与研究

摘要:从世界范围看,特高压输电技术将长期发展。根据中国电网的发展趋势,特高压电网将由1000kV级交流输电系统和±800kV级直流系统组成。

根据特高压交流和直流2种输电方式不同的技术经济特性,比较分析了两者的适

用场合,并对特高压输电线路的防雷保护、可靠性、稳定性、电磁环境、绝缘子

选型和交直流配合等技术问题,分别展开比较。

关键词:特高压交流;特高压直流;防雷;可靠性;稳定性;电磁环境;绝

缘子;交直流配合

一、特高压输电

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)通常指的是±600kV及以下的直流输电电压,±800kV

(±750kV)以上的电压称为特高压直流(UHVDC)。

二、我国特高压直流输电技术

1、特高压直流输电现状:

20 世纪 80 年代前苏联曾动工建设哈萨克斯坦—中俄罗斯的长距离直流输电工程,输送距离为2400km,电压等级为±750kV,输电容量为 6GW;巴西和巴拉圭

两国共同开发的伊泰普工程采用了±600kV 直流和 765kV 交流的超高压输电技术,

第一期工程已于 1984 年完成,1990 年竣工,运行正常; 1988到1994 年为了开

发亚马逊河的水力资源,巴西电力研究中心和 ABB 组织了包括±800kV 特高压直流输电的研发工作,后因工程停止而终止了研究工作。

高压直流输电技术现状及发展前景

高压直流输电技术现状及发展前景

高压直流输电技术现状及发展前景

一、本文概述

随着全球能源需求的持续增长和电网互联的深化发展,高压直流输电技术(HVDC)已成为现代电力系统的重要组成部分。本文旨在全面概述高压直流输电技术的现状,包括其基本原理、关键设备、应用领域以及面临的挑战,并展望其未来的发展前景。我们将深入探讨HVDC 技术的最新进展,包括新型拓扑结构、控制策略、设备制造技术等方面的创新,并分析这些创新如何推动HVDC技术在全球范围内的广泛应用。我们还将讨论HVDC技术在可再生能源接入、电网互联、城市电网建设等领域的应用潜力,以及面临的挑战和解决方案。通过本文的阐述,我们期望为读者提供一个全面而深入的了解高压直流输电技术的现状和发展前景的视角,为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。

二、高压直流输电技术现状

高压直流输电(HVDC)技术自20世纪50年代诞生以来,经过几十年的发展,已经成为现代电力系统的重要组成部分。当前,HVDC技术正处在一个快速发展的阶段,其在全球范围内的应用越来越广泛,技

术性能也日益成熟和先进。

在技术上,现代高压直流输电系统已经实现了高度的自动化和智能化。通过采用先进的控制系统和保护装置,HVDC系统能够实现快速响应

和精确控制,确保电力系统的稳定运行。同时,随着电力电子技术的飞速发展,HVDC系统的换流技术也在不断升级,从最初的汞弧阀换

流器发展到现在的晶闸管换流器,再到未来的可关断晶闸管换流器,这些技术的进步极大地提高了HVDC系统的效率和可靠性。

在应用上,高压直流输电技术已经广泛应用于长距离大功率输电、跨海输电、异步联网等多个领域。特别是在可再生能源的开发和利用中,HVDC技术发挥着不可替代的作用。例如,在风能、太阳能等可再生

高压直流输电技术现状及发展前景

高压直流输电技术现状及发展前景

高压直流输电技术现状及发展前景

摘要:随着国家整体实力的提升与进步,输电领域的发展得到了不小的创新与突破,很多电力输送部门不仅对其中现阶段电力输送领域的发展进行了深入的研究,相关科研团队还对相应的输电技术进行了进一步的探讨,从而为电力输送领域的发展提供有利条件。高压直流输电技术就是其中重要的内容,近年来相关电力部门对技术的应用原理和要点等进行全方位的探讨。本篇文章就高压直流输电技术现状及发展前景方面的内容进行简单的论述,并提出些许观点,希望能对相关人士的研究有所帮助。

关键词:高压直流输电;技术现状;发展前景

1 前言

在我国各地区之间在经济发展、基础项目建设等方面差距的影响下,各地区对电能的需求量以及消耗量方面也存在差距。为了满足个地区对电能的需求,实现电力能源的均衡分配,目前已开展了西电东送等工程,这些工程在提升了电能利用率、促进了电能发展的同时,也对高压直流类型输电技术有了更高的要求。

2直流输电系统简介

在直流输电系统中,只有输电线路是直流供电的,发电和供电系统仍然是交流供电。输电线路开始时,发电系统的交流电流由输电变压器供电,送至整流装置。整流器的主要部件是用于交流/直流转换的晶闸管变换器和整流阀。其功能是将高压交流电流转换为高压直流电流,并传输到输电线路。直接电能通过输电线路传输给变频器。转换器的结构与整流器的结构相同,但效果相反。它们通过高压交流电流变换高压直电流。然后,通过转换变压器将电力从交流系统传输到交流系统,从而降低电压。在直流输电系统中,通信系统的电能也可以通过改变变换器的控制状态发送到直流系统,即变流器和变换器可以相互转换。

特高压交直流输电系统可靠性分析、无线输电关键技术及其应用

特高压交直流输电系统可靠性分析、无线输电关键技术及其应用

特高压交直流输电系统可靠性分析、无

线输电关键技术及其应用

摘要:如今资源的枯竭已日渐明显,同时对化石燃料的严重消耗而造成环境

的恶化也非常的严重,找到环保资源来代替污染资源已变得极其重要。目前我国

主要存在的问题就是资源分布比较集中,不可再生资源和负荷的分布是逆向的,

为了使资源能够合理地使用,环保能源能够有效地输送,我国电网企业就推出了

一些战略措施,为了解决特高压交直流电网能够支持远距离、大容量的输电。由

于实现了交直流电网大规模、远距离的输电,使得我国成为世界唯一一个将特高

压交直流电网同时运行的国家。但是,目前我国的电网正处于直流强交流弱的时期,经常出现特高压直流双极闭锁的故障,所以我国对电网技术有了更高的要求。

关键词:特高压交直流电网;输电技术;运行特性;新能源;研究

1对特高压交直流电网输电技术的概况

1.1交流电网输电技术的现状与研究成果

由于我国对特高压技术坚持不懈地研究,终于得到了很大地突破,深入地探

索了电压、潜供电流的控制方面,研发出一套具有知识产权、水平极其高超的特

高压交流输电技术。我国的电网企业展开了大约三百项的与特高压输电技术有关

的研究,还聚集了国内一百多家的电工装备单位加入进了对特高压输电设备的研究,成功研究出了先进的、一整套的特高压交流输电设备,包括特高压变压器、

并联电抗器等。我国电网企业还建设出了特高压交流的实验基地、建成杆塔试验

基地以及国家电网仿真中心等,创建出了当前技术水平最高的特高压试验研究体

系[1]。

1.2直流输电技术的现状和研究成果

按照换流站的个数,可将直流输电技术分成两种:两端直流输电技术和多端

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

特高压交流和高压直流输电系统运行损耗及经济性分析

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。

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

特高压交直流输电系统技术经济分析

摘要:发展特高压交直流输电是缓解我国电力供应紧张状况的有效途径,也

是改善电网结构,促进全国联网的需要。随着高压输电的不断发展,满足了企业

生产以及人们生活上的用电需求。特高压输电技术很好地解决了我国远距离输电

的问题,同时也进一步提高了输电的稳定性、安全性和经济性。

关键词:特高压直流输电系统;技术;经济;分析

一、特高压输电

1.范围分析

发展特高压输电就是促进水电、火电、核电的开发,优化电力的分布,节省

电力开支、降低用电成本,实现电力上的科学发展。

2.现状分析

特高压输电最早起步于国外的一些发达国家,美国等一些发达国家都对特高

压输电有一定的研究,并取得了很好的效果,所以关于特高压技术一直都是世界

较为关注的课题。我国作为一个电力大国,也相当重视对特高压输电技术的研究

与发展。国家和地方政府加强了对特高压技术的研究,国家的政策和先进的技术

促进了特高压技术产业的发展。(1)国内特高压输电技术发展现状我国对特高

压应用技术的研究始于20世纪80年代,在过去的几十年里,科研机构在特高压

领域做了大量的工作和研究,现在,特高压工程、技术被广泛地应用于我们的现

实生活中。我国相继开展了更高一级的电压远距距离输电方式和电压等问题的研究。(2)国外特高压输电技术的发展现状从60年代中期开始国外一些国家就先

后对特高压输电展开了一系列的研究和建设。1985年苏联就已经建成了输电线路

和变电站;之后的一些国家也在相继地进行建设和研究,从而得到了显著的成果。国外的相关研究和实践经验也为我国特高压技术的发展提供了丰富的理论知识。

特高压交直流输电的技术特点

特高压交直流输电的技术特点

特高压交直流输电的技术特点

摘要:伴随输电技术的不断突破,当前我国呈现出特高压输电广泛应用的状况。本文对特高压交、直流输电技术的特性进行细致阐释,对比特高压交、直流输电

技术的经济性特点。以此为基础,探讨特高压输电技术应用在多个场合的具体应

用情况。

关键词:特高压交直流输电;技术特点;发展

1 引言

特高压电网通常是1100kV级交流和±800kV级直流输电电网。特高压输电技

术的突破和创新使我国大规律、远距离输电得到解决,并且呈现稳定性和低成本

的特点。特高压输电的经济性是其核心基础。

我国特高压输电技术处于持续性的探索和创新状态,我国特高压输电技术的

工程实践能力也得到了显著提升,特高压交、直流两种输电方式在未来的具体应

用才是工程技术人员亟待解决的问题。本文深入分析特高压交、直流输电技术的

根本特点,重点阐释其应用场合和带来的具体经济性优势。

2 特高压直流输电技术根本特性

2.1电网结构并不复杂,调控操作简单

特高压直流输电通常传输模式为大功率、点对点、远距离,没有中间落点,

电力直接被输送至负荷中心。在送、受端已经确定之后,采取直流输电方式能够

成功形成交、直流电网并联输电的状态,也可以采取非同步联网输电,电网结构

明朗,调控简单。

2.2可以更好的限制短路电流

通常直流输电线路用来连接交流电网。直流系统自身能够成功实现定电流控制,将系统中短路电流进行限制,避免系统短路容量在电网互联的情况下逐渐加大。

2.3系统稳定性、可靠性较为突出

可控硅换流器的使用能够实现直流输电技术中对有功功率进行快速调整,改

变电流方向。此外,正常状态下直流系统可以提供稳定的输出,一旦出现事故,

特高压直流输电技术现状及在我国的应用前景探究

特高压直流输电技术现状及在我国的应用前景探究

特高压直流输电技术现状及在我国的应

用前景探究

摘要: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。

关键词:特高压;直流输电;清洁能源

引言:特高压既是工程建设,更是自主技术攻关。在特高压交直流输电工程设计中,中国能建规划设计集团秉承设计革命和技术创新的设计理念,以“安全可靠、自主创新、经济合理、环境友好、国际一流”为原则,在国内外没有可供借鉴的成熟经验和技术的前提下依靠自主研究、全面创新,开展了大量科研课题和设计专题研究。随着特高压建设的不断推进,中国能建规划设计集团依托工程建设,掌握了一批具有自主知识产权的特高压核心技术和关键技术,形成了世界领先的特高压研究能力,建立了世界上首个特高压技术体系。

1.特高压输电的特点

特高压交流输电是指1000kV及以上的交流输电,是目前世界上最高电压等级的输电。我国发展特高压交流输电技术,既面临高电压、强电流的电磁与绝缘技术世界级挑战,又面临重污秽、高海拔的严酷自然环境影响,而国际上没有成熟适用的技术和成套设备,创新难度极大。在超高压技术的成功应用基础上,特高压输电是我国目前致力发展的重要项目。特高压输电技术的提出其根本目的就在于增强电路的输电能力,减少电能在中途输送过程中的浪费。同时使其能够满足特定环境下相互分隔的电力系统之间的联通,实现大功率输电。根据数据分析

特高压交、直流输电的适用场合及其技术比较

特高压交、直流输电的适用场合及其技术比较

特高压交、直流输电的适用场合及其技术比较

发表时间:2018-12-17T11:35:52.363Z 来源:《基层建设》2018年第29期作者:吕述军

[导读] 摘要:电在日常生活中起着重要的作用,随着其需求量越来越大,需要不断对电力系统等进行改善,以确保电能的合理利用和稳定运输,可以在电力系统中使用特高压技术,来帮助输送电,因此,本文重点概述了特高压电技术在我国的应用以及这两种技术的优缺点。

国网江西省电力有限公司遂川县供电分公司江西遂川 343900

摘要:电在日常生活中起着重要的作用,随着其需求量越来越大,需要不断对电力系统等进行改善,以确保电能的合理利用和稳定运输,可以在电力系统中使用特高压技术,来帮助输送电,因此,本文重点概述了特高压电技术在我国的应用以及这两种技术的优缺点。

关键词:特高压交直流输电技术比较

一、概述

特高压技术在电力运输中起着重要的作用,在运输过程中可以调节电阻,减轻电流等造成的电力负荷,因此,该技术被普遍应用。本文重点概述了该技术的使用范围和优缺点,有助于为新技术的创新提供借鉴作用。

二、特高压交、直流输电技术的应用

(一)特高压交流输电的适用场合

该技术在我国广泛应用于水利发电,如西电东送工程等,利用该技术可以避免沿途中的地势险峻等问题,同时,有利于节约成本,降低电能损耗;应用于国家电网建设中,在大型水利、输电工程中应用该技术有利于减轻电能损耗,能最大限度的满足我国的供电需求。

(二)特高压直流输电的适用场合

在我国应用于各种直流工程建设,如溪浙工程,是迄今为止世界上输送容量最大的直流输电工程,可以实现社会效益的最大化,因此,国家应该大力推进该技术的使用。

特高压直流输电技术现状及在我国的应用前景

特高压直流输电技术现状及在我国的应用前景

特高压直流输电技术现状及在我国的应用前景

一、本文概述

随着全球能源互联网的构建和我国能源结构的转型,特高压直流输电技术作为一种高效、远距离的电力传输方式,在我国能源战略中扮演着越来越重要的角色。本文旨在全面概述特高压直流输电技术的现状,包括其技术原理、发展历程、主要优势及存在的问题,并深入分析该技术在我国的应用前景。我们将探讨特高压直流输电在解决能源分布不均、优化能源结构、提高能源利用效率以及推动新能源发展等方面的应用潜力,以期为我国能源互联网的建设和可持续发展提供有益的参考。

二、特高压直流输电技术的现状

特高压直流输电技术是目前全球范围内最为先进的输电技术之一,其在全球范围内的研究和应用日益广泛。在我国,特高压直流输电技术的发展更是取得了举世瞩目的成就。目前,我国已经建成了多条特高压直流输电线路,包括±800千伏、±1100千伏等多个电压等级,总输电容量和输电距离均处于世界领先地位。

技术成熟度高:经过多年的研究和实践,特高压直流输电技术已经形成了完整的技术体系和成熟的技术路线,为我国电力工业的发展

提供了强大的技术支持。

设备国产化率高:我国在特高压直流输电设备的研发和生产方面已经取得了重要突破,国产化率不断提升,有效降低了建设和运维成本,提高了电网的安全性和稳定性。

运行经验丰富:我国特高压直流输电线路已经稳定运行多年,积累了丰富的运行经验。通过对运行过程中出现的各种问题和故障进行及时的分析和处理,不断完善和优化输电系统的运行策略,确保了电网的安全稳定运行。

应用范围广泛:特高压直流输电技术的应用范围涵盖了远距离大容量输电、跨区电网互联、新能源接入等多个领域,为我国能源结构的优化和电力市场的开放提供了有力支撑。

特高压直流输电的技术特点与应用分析

特高压直流输电的技术特点与应用分析

特高压直流输电的技术特点与应用分析

摘要:当前我国电力事业发展迅速,人们对电力资源的依赖程度也越来越高,特高压直流输电的广泛应用,能够有效提升电力传输效率,为电力企业带来更大

的经济和社会效益。本文对特高压直流输电的技术特点和应用进行了分析。

关键词:特高压直流输电;技术特点;应用

近些年我国经济发展迅速,国家和政府部门对特高压电网建设工作的重视程

度也越来越高。由于我国国土面积辽阔,电力资源存在着分布不均衡的特点,2009年特高压直流输电示范线路“晋东南--南阳--荆门”的成功投运,标志着我

国特高压输电大规模应用时代拉开帷幕。特高压电网指的就是1100kV级交流和

±800kV级直流的输电电网,加强对相应技术的研究,能有效解决我国电力资源

分布不均匀的问题,也是实现大规模电力运输所必须要采取的手段。本文就从特

高压直流输电的技术特点为切入点,对其进行了分析。

1.建设特高压直流输电线路的意义

当前我国经济发展迅速,人们用电需求不断上升,而且我国在电力资源分配

上存在着不均衡的特点,努力缩小地区发展差距,通过建设特高压直流输电,能

够实现电力资源的远距离传输,可以为地区经济发展提供强有力的保障。我国国

情决定了电力基础设施建设依然还有很长的路要走,在发展过程中,要大力推动

基础设施建设,充分发挥特高压直流输电技术稳定性高、容量大等应用优势,将

经济发展较好的地区的资源,合理分配到其他地区,从整体上推动我国的发展。

在该技术应用的过程中,能够通过一系列设备将交流电转变为直流电,再通过换

流站将其转换成交流电,可满足不同地区的用电需求。

特高压交直流输电的优缺点对比

特高压交直流输电的优缺点对比

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。

集肤效应(skin offect)又叫趋肤效应,当交变电流通过导体时,电流将集中在导体表面流过,这种现象叫集肤效应。电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时,会聚集于导体表层,而非平均分布于整个导体的截面积中,频率越高,趋肤效用越显著。

因为当导线流过交变电流时,在导线内部将产生与电流方向相反的电动势,由于导线中心较导线表面的磁链大,在导线中心处产生的电动势就比在导线表面附近处产生的电动势大。这样作用的结果,电流在表面流动,中心则无电流,这种由导线本身电流产生之磁场使导线电流在表面流动。

集肤效应是电磁学,涡流学(涡旋电流)的术语。这种现象是由通电铁磁性材料,靠近未通电的铁磁性材料,在未通电的铁磁性材料表面产生方向相反的磁场,有了磁场就会产生切割磁力线的电流,这个电流就是所谓的涡旋电流,这个现象就是集肤效应。

[b]2. 影响及应用[/b]

在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。此外,为了削弱趋肤效应,在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线,这种多股线束称为弊线。在工业应用方面,利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火。

特高压交流和高压直流输电系统运行损耗及经济性分析_梁涵卿

特高压交流和高压直流输电系统运行损耗及经济性分析_梁涵卿
2 2 / / 水平 , 而对于通常轻载的特高压交流系统 , 输电导线经济电流密度应在 1 水平 ; 因此特高压 . 6A mm . 9A mm ~0 直流输电工程应研发使用更大截面的导线 , 特高压交 流 输 电 线 路 应 研 究 采 用 扩 径 比 达 2 倍 以 上 的 新 型 扩 径 导 线 ,
梁涵卿1 , 邬 雄2 , 梁 旭明3 ( 华 北电力大 学 电 气 与电 子工 程 学 院 , 保定0 中 国 电力科 学 研究院 , 武汉4 1. 7 1 0 0 3; 2. 3 0 0 7 4; ) 国 家电网 公 司 , 北京 1 3. 0 0 0 3 1
摘 要 : 为使输电设施在全寿命周期内获得良好经济效益 , 对已建成的特高压交 流 和 高 压 直 流 工 程 进 行 了 技 术 经 重点考虑输电系统的线路 损 耗 小 时 、 上网电价、 线路工程造价 济分析 。 从最基本的建设投资和运行损耗分析入手 , 等因素 , 得到了长期重载的直流输电系统和通常轻载 的 特 高 压 交 流 系 统 其 导 线 的 经 济 电 流 密 度 水 平 , 并计算了输 电线路导线的总截面积 。 结合技术经济性分析 , 提出对于长期重载直流输电系统 , 输电导线经济电流密度 应 在 0 . 5
6 3 0
高电压技术 第 3 9卷 第3期 2 0 1 3年3月3 1日
,V H i h V o l t a e E n i n e e r i n o l . 3 9,N o . 3,M a r c h 3 1, 2 0 1 3 g g g g

高压直流输电与特高压交流输电的比较

高压直流输电与特高压交流输电的比较

高压直流输电与特高压交流输电的比较

摘要综述了高压直流输电与特高压交流输电的应用现状,对二者的优缺点进行了比较研究,并预测了这两种输电技术在我国的发展前景。

0 引言

我国电网的特点是能源资源与经济发展地理分布极不均衡,必须发展长距离、大容量电能传输技术,采用新的或更高一级电压等级,实现西南水电东送和华北火电南送。目前国内外的研究集中在高压直流(HVDC)和特高压交流(UHV)输电技术。本文试就这两种技术的应用现状、优缺点进行比较,并预计这两种技术在我国的发展前景。

1 国内外高压直流与特高压交流输电的应用概况

随着电力电子和计算机技术的迅速发展,直流输电技术日趋完善,在输送能力和送电距离上已可和特高压交流竞争。多端直流输电技术也取得了一些运行经验:意大利到撒丁岛和柯西岛的三端直流输电工程于80年代投运;美国波士顿经加拿大魁北克到詹姆斯湾拉迪生的五段直流输电工程,全长1500 km,1992年全线建成投入五端。到1996年底全世界已投运的直流输电工程有56个,输电容量达54.166 GW[1]。

我国的葛洲坝—上海500 kV双极联络直流输电工程1989年投

运,额定容量为1 200 MW,输电距离为1 080 km。天生桥—广州500 kV直流输电线路全长980 km,额定输送功率1 800 MW。此外,三峡—华东两回直流输电方案已审定。

目前国外单个直流输电项目的输电容量正在逐步增加,表1为其中典型代表。

特高压交流输电技术的研究始于60年代后半期,前苏联从80年代开始建设西伯利亚—哈萨克斯坦—乌拉尔1 150 kV输电工程,输送容量为5 000 MW,全长2 500 km,从1985年起已有900 km线路按1 150 kV设计电压运行。1988年日本开始建设福岛和柏崎—东京1 000 kV 400余km线路。意大利也保持了几十km的无载线路作特高压输电研究。美国AEP则在765 kV的基础上研究1 500 kV特高压输电技术。

特高压交流输电技术发展现状研究

特高压交流输电技术发展现状研究

特高压交流输电技术发展现状研究

1. 引言

1.1 研究背景

特高压交流输电技术是电力系统中的重要组成部分,随着经济的

发展和人民生活水平的不断提高,对电力资源的需求也越来越大。特

高压交流输电技术以其大容量、远距离输电、低损耗等优势逐渐成为

重要的输电方式。研究特高压交流输电技术的发展现状,可以更好地

了解该技术在电力领域的应用情况,为进一步推动电力系统的发展提

供参考。特高压交流输电技术面临着许多挑战和机遇,深入研究其现

状及未来发展方向具有重要意义。本文将从研究背景和研究意义入手,探讨特高压交流输电技术的定义、发展历程、应用领域、发展趋势以

及挑战与机遇,最终总结其发展现状并展望未来。

1.2 研究意义

特高压交流输电技术的研究意义还在于推动我国电力行业的转型

升级,提升电力系统的智能化和服务水平。特高压交流输电技术的发

展不仅可以提高电网的输电能力和电能传输效率,还可以提高电网系

统的稳定性和可靠性,减少输电损耗,降低电力系统的供电成本。深

入研究特高压交流输电技术的发展现状对于推动我国电力行业的可持

续发展具有重要意义。

2. 正文

2.1 特高压交流输电技术的定义

特高压交流输电技术是一种利用特定电压等级进行输电的技术,

通常指的是输电电压等级在1000千伏及以上的交流输电技术。特高压交流输电技术通过提高输电电压等级,可以减少输电线路的电阻功耗,降低能源损耗,提高输电效率,实现在远距离输电过程中能量的有效

传输。

特高压交流输电技术在输电行业中扮演着重要的角色,其应用范

围涵盖城市供电、工业用电、风力发电、光伏发电等多个领域。特高

特高压直流输电现状分析

特高压直流输电现状分析

特高压直流输电现状分析

摘要:近年来,经济快速发展,电力行业需求越来越大,国内特高压直流输电

技术是指在电压等级为±800kV(±750kV)及以上的条件下进行输电。特高压直流

输电的主要优点是对于电的输送量更大,输电距离更远,根据最近召开的能源第

十七次会议进行的相关预测,当前世界能源发展势头旺盛,从现代到2030年,

能源产业产值将会翻倍增长,主要的能源产值国家为当前新型大国如印度、中国

等一些后期发展中国家。我国现阶段电力工业发展状态良好,预测在未来15-20

年内,国内的电力工业水平竟会达到国际领先水平,相关产值将会不断增加。根

据我国电力发展规划,国内电机总容量将会达到更高的应用水平,以人们的生活

与社会生产提供强大动力。运用特高压直流输电技术,这无疑十分符合当下我国

的用电需求,这对于我国的经济建设和经济发展大有帮助。

关键词:特高压;直流输电;现状

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。从上世纪60年代开始,美国、前苏联、德国等国家考虑到部分地区需特大容量、超远距离输电,尝试了特高压交直流输电。自1966年起瑞典查尔姆斯大学开始

初步研究±750kV导线。之后很多国家也先后开展了多项特高压直流输电研究工作,例如某直流输电工程,此工程直流输电电压可达到±600千伏,输电功率达到630

万千瓦,输送距离806公里,较以前的直流输电工程有大幅度发展。上世纪90

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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

直流输电系统的对地电压为±800kV,极线之间的电压为1600kV,两者与1000kV

交流输电系统相比,前者对地电压与极线间电压分别是后者的1.35倍以及1.6倍。对于特高压交直流输电系统的建设成本来说,其成本主要以绝缘成本为主,而绝

缘成本简单来说就是系统对地电压函数。架空线路的建设成本受到方方面面的因

素影响,其不会随着分裂导线截面的增加而同比增大。从理论方面以及实际试验

示范工程成本的估算结果来看:当输电线路处于1500km以内的时候,1000kV和

±800kV输电系统两者进行比较,前者的建设成本不仅低于±800kV直流输电,而

且低于超高压输电。

2 1000kV与±800kV输电系统电阻功率损耗

2.1 1000kV输电系统电阻功率损耗

1000kV输电系统的玏率和电能损耗包括变电.站、开关站和输电线路2部分。变电站和开关站的功率损耗主要是变压器、静止无功补偿和高压并联电抗的功率

损耗,其值与参数优化和运行状态有关。当参数优化后,主要是变压器的功率损耗。我国1000kV变压器的功率损耗率在0.15%及以下。根据国产设备参数估算,1000kV两变电站、两开关站的功率损耗率估算值为0.40%。交流和直流输电线路

的电阻功率损耗率等于流过线路的电流与线路对地电压之比(I/U)乘以线路电阻。1000kV输电系统输送功率4410MW时,电流2.546kA,电流与电压之比

4.4048×10-3。当导线温度25℃时,8×630mm2分裂导线单位长度电阻

5.8396×10-

3Ω/km(交流)。按照前述线路电阻功率损耗率算法,1000kV线路电阻功率损耗

率3.858%(按分布参数计算3.747%)。将两部分功率损耗相加可得到输电系统

总的功率损耗。1000kV,2.546kA(4410MW),1500km交流输电系统输电功率

损耗率估算值4.147%。

2.2 ±800kV输电系统电阻功率损耗

±800kV输电系统的功率损耗和电能损耗包括整流站、逆变站和输电线路两部分。整流站和逆变站的功率损耗包括换流变压器、晶闸管换流阀、无功补偿设备、平波电抗器和交直流滤波器等的功率损耗,晶闸管换流阀和换流变压器的功率损

耗是主要的。由于谐波电流的存在,换流变压器的功率损耗比普通变压器要大得多。晶闸管换流阀,除晶闸管以外,还配有阀电抗器、均压电阻和阻尼电容及电

阻等的功率损耗,其值随电压升高而加大。我国某高压直流背靠背换流站,包括

整流站和逆变站的现场实测统计,年电量损失率为1.55%(不含换流站用电量消耗)。根据高压直流的统计数据,±800kV整流站和逆变站的功率损耗率估算值

1.70%。它为1000kV两变电站、两开关站的功率损耗率的4倍及以上。±800kV换流阀额定功率运行时,直流电流4kA,电流与电压之比5.0×10-3。当导线温度25℃时,6×720mm2分裂导线单位长度电阻6.8614×10-3Ω/km(直流)。±800kV,1500km线路电阻功率损耗率5.146%。将两部分功率损耗相加,±800kV,4kA (6400MW),1500km直流输电系统电阻功率损耗率估算值6.846%。理论分析

表明:电流与电压之比高(电流大)和分裂导线电阻大(导线截面小)是±800kV

线路电阻功率损耗率高于1000kV交流输电的两个因素。要减少线路功率损耗率,必须减少输电电流或增加分裂导线截面。例如,±800kV输电线路电阻功率损耗率

要降低到1000kV交流的水平,分裂导线截面须增加33.4%。如选用8×720mm2

分裂导线,则±800kV,1500km输电系统的单位输电建设成本为2109元/km•MW,系统建设成本增加10.4%,为1000kV交流的1.11倍。

结束语:

综上所述,随着社会经济的发展,人们对于电力的需求与依赖程度不断增加,

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