±1000 kV特高压直流在我国电网应用的可行性研究

根据我国电网特点和特高压交直流建设情况，探讨了±1 000 kV特高压直流在我国电网发展中应用的可行性。在考虑设备制造能力的基础上，分析了±1 000 kV特高压直流的基本配置方案和经济性，并从多个角度分析±1 000 kV特高压直流对系统安全稳定的影响，具体包括接入系统方式、对送端和受端系统稳定性的影响以及多直流馈入问题等。最后，文章给出了±1 000 kV特高压直流发展需解决的技术问题，并对发展前景进行了展望。     

±1000kV特高压直流在我国电网应用的可行性研究

根据我国电网特点和特高压交直流建设情况,探讨了±1000kV特高压直流在我国电网发展中应用的可行性.在考虑设备制造能力的基础上,分析了±1000kV特高压直流的基本配置方案和经济性,并从多个角度分析±1000kV特高压直流对系统安全稳定的影响,具体包括接入系统方式、对送端和受端系统稳定性的影响以及多直流馈入问题等.最后,文章给出了±1000kV特高压直流发展需解决的技术问题,并对发展前景进行了展望.     

特高压交流和直流换流变压器技术

800 kV直流和1 000 kV交流输电系统变压器的设计和制造是一种新的挑战,不能通过以较低额定电压变压器的设计经验作外延推算而获得.要求设计能把很高的可靠性,可接受的运输条件,较低的制造成本等因素结合起来考虑.叙述了用于特高压交流和直流换流变压器的分析技术,对特高压变压器开发和设计工作进行了综述并提出了范例.同时讨论了对中国输电系统目前样机设计研究的成果.     

特高压直流复合绝缘子均压环设计

在总结电场分析方法及国内外对复合绝缘子电场计算与均压环设计的研究基础上,根据复合绝缘子的特点,采用场域分解方法将三维无界场域分解成有界子和无界子区域,用有限元法和模拟电荷法相结合的求解方法,进行±800kV特高压直流输电线路复合绝缘子串沿面电位、电场分布计算及均压环优化设计。应用ANSYS8.0及ANSOFT软件建立±800kV双极直流线路带杆塔的全三维和简化二维模型,计算发现在特高压情况下未安装均压环时复合绝缘子沿面电位及电场的分布极不均匀。对比±800kV和低电压等级的复合绝缘子电位分布的不同发现,电位、电场分布不均匀程度的变化随电压等级的升高、串长的增多有加剧趋势。以均压环结构尺寸为变量,以限制复合绝缘子沿面及均压环表面电场强度的最大值为目标优化设计均压环的结构,以三维模型的计算结果小于起晕场强为满意结果。最后得到均压环结构参数的设计方案,经三维计算模型检验证明复合绝缘子护套、金具、均压环表面最大电场强度均在可接受范围内,可满足预定要求。     

特高压直流输电持续单极运行时接地极对地表温升的影响

特高压直流输电系统以大地回流方式运行时,较大的直流电流流入大地,使接地极周边的土壤温度上升,会对土壤环境和植物生长造成影响。分析了接地极调试运行状况和接地极所在区域自然生态环境现状,估算了极端(持续单极运行)情况下的地表温度变化幅度,评估了接地极单极运行可能带来的影响。     

特高压直流换流变压器试验标准和要求的探讨

中国目前正在建设两个打破世界纪录的特高压直流输电工程,一是±800kV云南一广东直流输电工程,二是±800kV向家坝-上海直流输电工程。文章探讨了这两项直流输电工程的换流变压器在型式试验期间遇到的一些技术问题。该试验是按照客户基于相关的IEC标准提出的项目设备规范要求实施的,因此研究结果与相关的IEC标准及该试验的实际经验有关。基于这些研究结果,KEMA提出了对将来工程中换流变压器的试验要求的建议以及针对个别具体试验的改进措施。有一点要强调的,KEMA所推荐的变压器试验顺序值得遵循,因为在这一方面IEC标准是不明确的。     

应用大截面导线的特高压直流输电线路极间距优化研究

我国目前投运的±800 kV特高压直流输电线路选用的导线,截面积均在1 000 mm2以下,而更大截面导线的应用具有更好的电气与机械特性,年费用也显出较大经济优势.试选用JL/G2A-1250/100导线,分别考虑电磁环境限值、最小空气间隙和最小污秽绝缘子串长要求,研究极导线间距的优化方法,为后续的设计工作提供参考.     

±1100kV特高压直流换流系统主电路优化设计

我国能源开发的北扩西移,能源和负荷中心的距离进一步拉大,急需发展大容量、高效率、远距离的输电技术。首先分析了±1 100 kV特高压直流换流系统主电路的换流单元和组合型式,指出单极双组12脉换流单元串联是综合较为优化的拓扑形式。然后分析了准东—成都±1 100 kV特高压直流工程换流系统的直流感性压降、空载直流电压及其限值等关键参数的优化设计,最后计算了换流系统主设备关键参数,从而为±1 100 kV特高压直流工程及其主设备研发制造提供技术基础。     

受端系统负荷对高压直流输电的影响

在仲夏电网极大负荷运行期间，HVDC受端逆变器常有换流不稳定现象出现。该文探讨了地区负荷对逆变器换流容量的影响情况，在负荷幅值和功率因数变化的情况下，短路(换相)电流受到的影响，考虑了线间不对称短路的换相电流状态，提出电容补偿和静止无功补偿器(SVC)可以改善系统短路容量的见解。文中通过实例，从原理上进行了相关计算和仿真，结果表明，地区负载过大，会极大影响系统的短路电流，从而导致直流输电不稳定现象；而采用串联电容补偿或静止无功补偿器不失为一种可选的增大换相电流的方法，但仅增大系统局部的短路容量。     

±1500 kV特高压直流输电线路电磁环境及最小对地距离选择

为了增强电网长距离送电能力,以电磁环境计算数据为基础,结合已有1 000 kV、±800 kV、±1 100 kV等工程的设计运行经验及成果,给出±1 500 kV特高压直流输电线路电磁环境标准限值,分析空间电场及离子流,计算出居民区、非居民区和交通困难地区的最小对地距离,为后续±1 500 kV特高压直流输电线路提供依据。     

特高压直流输电对系统安全稳定影响研究

以金沙江一期、锦屏梯级水电基地外送采用特高压直流输电方案为依托,研究了2015年前后大容量直流馈入华东、华中、华北交流同步电网对处于交直流并列运行系统的安全稳定影响。分析了特高压直流发生单一及严重故障时交流输电通道及受端电网承受故障冲击的能力及系统的安全稳定水平;送、受端换流站近区交流系统发生单一或严重故障对直流系统的影响及系统的安全稳定水平;交流通道加装静止无功补偿器(SVC)、系统负荷特性变化、增加直流功率调制功能情况下特高压直流双极闭锁时系统的安全稳定性。     

1000kV特高压输电系统输电能力研究

建立1 000 kV输电系统功率传输模型,分析影响1 000 kV输电系统输电能力的各种因素,研究输电系统保持静稳定的远距离输电能力技术,以案例讨论不同输电距离的输电能力。研究结果表明:应用先进成熟的技术,1 000 kV输电系统,在1 500 km及以上远距离输电条件下,具有输送自然功率及以上功率的输电能力。     

特高压交直流输电系统技术经济分析

提出了1 000 k V交流输电系统提高输电能力,降低成本的参数优化模型,分析了1 000 k V与±800 k V输电系统技术经济性,以中国示范工程数据为基础估算了它们的建设成本,提出了改进的年运行成本法和稳定性成本法并用于1 000 k V与±800 k V输电系统技术经济评估。1 000 k V和±800 k V输电系统,输电距离1 500±2 000 km,按静态(热)稳定输送功率,单位输电建设成本处于相同水平;1 000 k V输电系统的年运行成本明显低于±800 k V输电系统。1 000 k V输电系统暂态稳定输送功率的单位输电建设成本也明显低于±800 k V输电系统。1000 k V输电系统经济性优于±800 k V输电系统。     

多馈入直流输电系统功率稳定性分析

直流输电系统的功率输送能力主要受所联交流系统强度的限制,单条直流系统的功率输送能力和功率稳定已有较多的研究。随着多馈入直流系统的出现,直流系统间的复杂相互作用使得多馈入直流系统的功率稳定性更为复杂。以两馈入直流系统为基础,研究多馈入直流系统运行状态变化、直流间耦合程度以及多馈入短路比大小对多馈入直流系统功率稳定性的影响。分析结果表明,在多馈入直流系统中,减小所联直流系统电流、减小直流系统间电气距离、增大所联系统多馈入短路比均能有效增大直流系统的功率稳定裕度、提高功率输送能力和最大直流功率。     

特高压交直流输电系统可靠性分析

根据1 000 kV/800 kV交/直流输电系统结构建立基于确定性指标的输电系统串并联可靠性模型,提出评估方法,以相关的元器件和子系统实际运行可靠性指标评估两种输电系统可靠性,比较分析两种输电系统可靠性的特点,讨论两种输电系统强迫停运对电网运行稳定性的影响以及保持电网运行稳定措施的经济性。分析结果表明:1 000 kV大容量远距离交流输电系统的可靠性明显高于800 kV直流输电系统;1 000 kV双回路交流输电系统,800 kV直流输电系统按实际可利用功率运行,"单极闭锁联动调制"稳定控制可显著提高电力系统稳定性。     

保障系统安全稳定的电网构建应对策略研究

“十三五”期间,中国的特高压交直流工程跃进式发展、东中部地区仍是电力负荷中心、大型能源基地进一步西移和北移,这些典型特征使得电网构建过程中的系统安全稳定问题面临新的挑战。针对中国现状电网的安全稳定问题,吸取现状电网安全稳定经验教训,剖析电网发展可能带来的安全稳定问题,统筹考虑送端电源基地与受端负荷中心、特高压与500 kV、交流与直流的协调关系,兼顾过渡期,提出电网构建应对策略,保障系统安全稳定。     

特高压直流对交直流并联电网安全稳定影响

以南方电网为例,应用PSS/E仿真软件探讨含有特高压直流的电网中交流和直流系统相互影响机理,以便揭示交直流并联运行电网失稳的可能性。分析表明,多馈入直流系统中,受端交流故障对直流运行状态的破坏程度远较送端交流故障严重,其对系统稳定的影响与直流功率恢复速度有关,若直流恢复速度较慢,有可能使受端交流故障成为系统输电能力的约束故障。大容量直流对系统稳定影响表现为输电能力更高,双极故障后的安稳措施代价更大。     

大容量柔性直流输电系统接入对电网暂态稳定性影响分析

结合厦门柔性直流输电科技示范工程,分析大容量柔性直流输电系统接入对电网暂态稳定性影响机理,利用PSD-BPA暂态稳定仿真程序对大容量柔性直流输电系统接入电网后暂态稳定进行仿真分析。结果表明:柔性直流输电系统接入对交流电网单一故障暂态稳定影响不明显;柔性直流输送功率大小及短路比对暂态过程电压有影响。随着柔性直流输电系统向交流电网输送功率增大,电压稳定水平将提高,短路比越小,效果越明显。针对交直流混联电网安全稳定问题,提出相应的措施建议。     

混合多馈入直流作用下江苏受端电网安全稳定性评估及改善

混合馈入直流系统一般指电网换相换流器(line commutated converter,LCC)和模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)混合馈入的直流系统.目前,含有多个直流落点的混合多馈入直流系统已在受端电网规划中得到采用,但其对系统安全稳定性的影响尚未明确.为了对混...     

利用特高压直流输电系统提高四川电网的稳定水平

为满足川西水电外送,“十二五”期间国家电网公司将规划建设三直二交的交直流特高压电网。分析了西电东送交直流输电线路的送电能力以及交直流输电系统间的相互影响,重点分析了利用特高压直流输电系统间的不同特点,提高四川电网的稳定水平和川电东输送电能力。