特高压和超高压交流输电系统运行损耗比较分析

输电系统运行损耗是影响整个输电系统经济性的重要因素。根据交流输电系统等值数学模型构建出满足同等输电能力的特高压和超高压交流输电方案,在此基础上计算出不同情景下各输电方案的损耗率大小,并分析了额定输送容量、输送距离和负载率变化对各输电方案损耗的影响。结果表明,特高压在各种情景下,均可以大幅降低运行损耗,特别是远距离、高负载率条件下,具有显著优势。相关结论可以为特高压和超高压交流输电的技术经济比选,特别是为合理确定各自适用的经济区间和具有优势的输电范围提供支持。     

交流特高压在中国应用的经济和安全分析研究

就交流特高压在我国远距大容量输电、区域网互联和特高压网3个应用范围进行了安全性和经济性分析,在直流高压(包括背靠背)、交流500kV和特高压3种方案之间展开比较。结合有关特高压文章中不同观点进行讨论,结论是在3种不同应用范围,与直流高压(包括背靠背)、交流500kV比较,交流特高压在经济和安全方面都没有优势。其中,远距大容量输电在600km及以上优选直流高压输电,600km以下优选交流500kV,在接近600km和大于7000MW以上的输电容量可在500kV与特高压之间进行比较选择。交流互联因扩大同步网降低了安全稳定性,直流背靠背互联可提高安全性但投资较大,需根据不同情况进行优选。特高压网的互联经济效果与其它方式的互联效果差别不大,若再考虑投资因素,可推荐超高压网 直流和超高压输电 背靠背或超高压互联模式。建议积极展开提高我国超高压网利用率的研究。     

特高压输电经济性比较研究

特高压输电的经济性是建设特高压输电线路的核心问题,目前的经济性研究主要集中于与超高压输电的技术经济比较,但超高压输电线路在输送容量和输送距离超出一定范围时,与特高压输电线路已经不具有可比性。作者重点研究特高压输电的两种替代能源运输方式——运煤及输气与特高压输电的经济性比较,通过资源使用效率、燃料成本以及外部成本的比较得出特高压输电线路在很大范围内具有经济性的结论。     

特高压交流和直流输电系统可靠性与经济性比较

文中量化对比分析了特高压交流和直流输电系统的可靠性与经济性。首先,分别将特高压交流、直流系统划分为不同的子系统,基于状态枚举法,计入元件备用影响等,分别建立了各子系统可靠性评估模型,其次,结合各子系统间的故障逻辑,分别建立了特高压交流和直流系统多状态可靠性评估模型,并采用状态枚举法求解。然后,综合计入投资、运维、输电损耗和停电损失费用等,建立了二者的经济性评估模型。最后,通过算例对比分析了二者的经济性和可靠性,结果表明:在相同输电距离下,交流系统的强迫能量不可用率低于直流系统;当输电距离超过1300 km时,交流系统的等效停运率大于直流系统;在不考虑停电损失费用的情况下,当输电距离小于1300 km时,交流系统经济性更优,反之则直流系统更好;若计入停电损失,在合理的输电距离范围内,交流输电经济性优于直流。     

特高压交流输电模型的建立与经济性优选分析

交流1 000 k V和500 k V具有不同的适用输电容量与距离范围。针对电源点送出的不同情况,应合理选择电压等级,并匹配相应的线路回数、串补度、开关站等。以往多采用BPA仿真软件通过连续潮流算法得到,但该方法计算调整复杂且费时,需对多种送电需求情况进行分析时计算量尤为庞大。提出一种基于交流线路输电能力的算法,采用Matlab软件编程实现交流输电模型建模及经济性优选方法。该方法可以在考虑电网强度等因素情况下,采用热限制、电压降落限制、稳定限制等约束条件,得到交流线路输电能力曲线。在此基础上,建立超、特高压交流输电模型,结合单位容量年费用比较法进行经济性优选,最终得到满足电源点送电任意输电容量和输电距离需求下的经济性最优交流输电电压等级及其输电模型配置,对于我国输电线路的规划建设具有重要的参考意义和实用价值。     

特高压和超高压输电对比初探

对特高压输电扣超高压输电通过搭建典型算例进行了分析，通过采用典型参数比较了在长距离、大容量方式下输送相同容量的电力的情况下，利用特高压输电扣超高压输电分别对受端短路电流扣输电损耗等方面的影响，并得出了相关结论，为分析特高压输电扣超高压输电提供了计算依据。     

多回特高压直流分层馈入模式下交直流混联系统的稳态特性分析

针对多回特高压直流单层接入特高压交流电网、单层接入超高压交流电网及分层接入特高压和超高压交流电网这3种模式,从多馈入短路比、交流系统稳态电压以及直流极限传输功率3个角度分析交直流混联系统的稳态特性,并提出基于自组织临界慢过程的直流极限传输功率分析方法。通过对两回特高压直流馈入的某区域电网进行仿真计算,验证分析方法的有效性。结果表明在一般情况下,采用分层馈入模式有助于提高系统的多馈入短路比,增强交流系统对特高压直流的电压支撑能力。     

特高压交流线路对平行架设特高压直流线路的工频电磁感应影响

特高压交流/直流输电线路平行架设可以提高走廊利用率。同时,特高压交流线路通过电磁耦合会在特高压直流线路上感应出工频交流分量。在直流线路上感应产生的工频电流分量,经过换流器后会产生直流分量。此直流分量流经换流变压器,导致换流变压器偏磁。采用EMTDC程序建立了特高压交/直流输电系统仿真模型,对交流输电线路对平行架设直流输电线路产生的电磁感应影响进行仿真研究,分析了特高压交/直流线路平行架设长度、接近距离、线路换位以及单相接地故障等因素对工频电磁感应的影响。另外,对比分析了特高压单、双回线路与特高压直流线路平行架设,特、超高压交流线路与特高压直流线路平行架设下特高压直流线路上的工频感应电压、电流和直流偏磁电流。     

山火条件下的特高压输电线路击穿概率模型研究与分析

特高压输电线路跨越林区、秸秆类农作物,山火的发生会威胁系统运行可靠性和稳定性。综合考虑了山火温度和燃烧产生的碳化小颗粒、灰烬浓烟对输电线路气隙绝缘强度影响,并将山火高度作为气隙击穿电压修正因素,建立了山火条件下的特高压输电线路击穿概率计算模型。仿真结果表明山火条件下特高压相地、相间击穿概率随温度、烟浓度呈现“S”型增长态势;山火高度对相地气隙绝缘强度影响类似于温度因素。且相同山火条件下,特高压相地击穿概率远低于超高压;相同烟浓度下,特高压更易发生相间击穿,但由于相同山火条件下的特高压相间烟浓度更低,其实际相间击穿概率可能低于超高压。     

特高压磁阀可控电抗器抑制工频暂态过电压的研究

采用MATLAB2008A和TMS320F28335高速浮点DSP为核心器件半实物仿真装置,对特高压输电系统进行了建模仿真和实时控制的研究。控制系统采用RBF神经网络整定PID算法,动态跟踪特高压交流输电线路的过电压,快速实现系统的闭环控制。仿真试验表明,基于RBF神经网络整定PID控制的特高压磁阀可控电抗器,能动态抑制电网工频暂态过电压,在该控制模式下,单段输电线路的等效长度可以进一步延长,提高特高压交流线路的输电能力和经济性。     

特高压半波长交流输电经济性分析

基于我国能源资源情况,论述了特高压半波长交流输电技术在我国的应用前景.通过计算单位容量年费用,对比了特高压半波长交流输电和特高压直流输电的相对经济性,得出了特高压半波长交流输电的整体经济性优于±800、±1 000 kV特高压直流输电.分析了特高压半波长交流输电的社会效益,给出其控制费用上限,并针对电厂接线方式和输电容...     

构网型储能与调相机的暂态过电压抑制能力对比研究

高压直流输电系统出现闭锁、换相失败等故障时,会引起送端换流站附近新能源电站的瞬时电压波动并易导致其脱网。首先,分析了构网型储能开环控制策略的运行原理、响应特性和关键参数影响。然后,分析了调相机的无功响应特性,并将构网型储能无功控制模型与调相机的励磁调节控制模型进行对比。最后,搭建了包含特高压直流、光伏、调相机、构网型储能的半实物仿真系统,进行了直流换相失败故障下的交流暂态过电压抑制效果对比试验。结果表明,容量相同的构网型储能和分布式调相机在无功瞬时响应速度、抑制交流暂态过电压能力方面可以实现相近的效果。     

超高压交流线路对平行架设特高压直流线路的电磁感应

交流输电线路与特高压直流输电线路平行架设时,通过电磁耦合交流线路会在特高压直流线路上感应出工频交流分量。感应产生的工频电流,经过换流器后会产生直流分量。此直流分量流经换流变压器,会导致换流变压器偏磁。采用EMTDC程序建立了交／直流输电系统仿真模型,对交流输电线路对平行架设的特高压直流输电线路产生的电磁感应影响进行仿真研究,分析了交／直流线路平行架设长度、接近距离、土壤电阻率、杆塔接地电阻等因素对特高压直流线路的工频电磁感应影响。另外,对比分析了超高压紧凑型线路、常规型线路分别与特高压直流线路平行架设时特高压直流线路上的工频感应电压、电流和直流偏磁电流。     

特高压半波长交流输电系统经济性与可靠性评估

结合特高压交直流输电技术经济性方面的最新研究成果,采用最小年费用法对特高压半波长交流输电系统和±800 kV特高压直流输电系统2种输电方案的经济性进行方案比较和敏感性分析,给出了特高压半波长交流输电系统的临界经济输送功率和附加控制费用上限,并对特高压半波长交流输电系统和±1 000 kV特高压直流输电系统的输电经济性进行了比较.运用可靠性评估方法对特高压半波长交流输电系统和±800 kV特高压直流输电系统2种输电方案进行了定性和定量的可靠性评估.     

特高压半波长线路输电能力与暂态稳定影响因素

近年来,在构建全球能源互联网的趋势下半波长输电技术再次得到关注。为研究特高压半波长输电系统的输电能力,搭建1000k V半波长输电系统模型,计算特高压半波长输电系统自然功率,给出输电能力研究的边界条件,分析半波长输电系统最严重故障点在不同开机方式下的漂移现象,从暂态稳定极限角度研究发电机参数、励磁系统模型、开机方式、继电保护动作时序、电压水平、受端短路容量和变压器短路电抗等因素对半波长输电系统输电能力的影响,并定量给出输电能力的影响范围。研究结果表明,输送距离3000km的1000k V半波长输电系统具有输送自然功率及以上功率的输电能力,除变压器短路电抗以外,其他因素对输电能力均有较大的影响。     

多级合闸电阻限制1000 kV输电线路操作过电压的研究

电网电压等级的提高对输电线路操作过电压允许值提出了更加严格的要求。国内外超高压系统中普遍采用的附加单级合闸电阻限制操作过电压的方法,在特高压系统中已经很难满足。作者提出采用多级合闸电阻限制特高压线路的操作过电压,并用ATP-EMTP软件对国内第一条特高压交流输电试验示范工程晋东-南阳-荆门特高压交流输电工程中的1000kV输电线路操作过电压进行了分析研究,仿真结果与理论计算值相当接近。     

特高压交流对四川电网多送出直流输电系统影响评估

雅安—荆门1 000 kV特高压交流投运后,四川电网将形成全世界独有的特高压交直流混联输电系统。为评估特高压交流投运对四川电网多送出直流输电系统的影响,针对四川电网2012年丰大运行方式,利用多馈入交互作用因子、多馈入运行短路比等评估指标,通过小干扰稳定性分析和仿真分析,对雅安—荆门1 000 kV特高压交流投运和未投运两种运行方式进行对比。结果均表明特高压投运后能有效提高四川电网三条直流系统的送端交流系统强度,减小送端换流站之间的交互作用,提高系统小干扰稳定性,提高短路电流水平和降低暂态过电压水平。     

特高压交流对四川电网多送出直流输电系统影响评估

雅安-荆门1000 kV特高压交流投运后,四川电网将形成全世界独有的特高压交直流混联输电系统.为评估特高压交流投运对四川电网多送出直流输电系统的影响,针对四川电网2012年丰大运行方式,利用多馈入交互作用因子、多馈入运行短路比等评估指标,通过小干扰稳定性分析和仿真分析,对雅安-荆门1000 kV特高压交流投运和未投运两种运行方式进行对比.结果均表明特高压投运后能有效提高四川电网三条直流系统的送端交流系统强度,减小送端换流站之间的交互作用,提高系统小干扰稳定性,提高短路电流水平和降低暂态过电压水平.     

1000 kV长距离交流输电线路工频过电压仿真研究

我国能源资源和生产力发展呈逆向分布,西部能源基地与东部负荷中心距离在1 000～3 000 km左右,使得建立长距离、大容量的特高压输电系统成为必然.短距离特高压输电线路的过电压问题已有研究,而当传输距离进一步增加时,工频过电压情况更为严重,抑制方法更为复杂.结合超高压输电线路工频过电压抑制方法,针对特高压线路的具体实例,对远距离特高压输电线路的工频过电压进行了较全面的仿真研究,研究了带有串联电容补偿和并联电抗补偿的特高压输电线路的特性,为特高压远距离输电工程的建设提供了理论依据.     

扩径导线在特高压交流输电线路工程中的应用

介绍了扩径导线在国内特高压交流输电线路工程中的应用情况,并依托1 000 kV锡盟-南京特高压交流输电线路工程,在电气特性、机械特性和经济性等方面对常规导线和扩径导线进行了比较。通过比较分析可知,对于特高压交流输电线路工程,在满足输送容量的前提下,采用扩径导线既可以满足电磁环境的要求,又可以有效降低工程投资,对建设“环境友好型、资源节约型”的特高压交流输电线路具有现实意义。