第四章特高压交直流输电与特高电气设备.ppt

引言 电力工业起源于19世纪后期，世界上第一台火力发电机组是1875年建于巴黎北火车站的直流发电机，用于照明供电。1879年，美国旧金山实验电厂开始发电，这是世界上最早出售电力的电厂。而我国电力工业的发展几乎和国际同步，我国也在1882年建成第一座发电厂。目前我们国家的电力技术无论是电压等级、机组容量还是设备制造方面相对发达国家来说基本持平，甚至在某些技术领域，如特高压与智能电网，还走在世界前列。 引言 2008年底我国装机容量达7.9亿千瓦，全年发电量达34268亿kW·h，仅次于美国居世界第二位，成为世界电力生产和消费大国，但是人均装机容量和人均用电量较世界平均水平都低 。 电力系统是一个知识密集型行业，科学技术在电力行业中的重要性就显得尤为突出。目前电力系统正朝着大电网、特高压、大机组、高自动化方向发展。 国家电网公司制定了“一特四大”能源战略，即特高压电网、大煤电、大水电、大核电、大可再生能源基地。 2009年5月21日，国家电网公司在“2009特高压输电技术国际会议”上提出了“建设坚强的智能电网”战略举措。 特高压交直流输电 （一）开展特高压电网建设的紧迫性 我国能源资源赋存和电力负荷分布极不均衡的状况，西电东送，南北互供，全国联网势在必行 。 采用特高压输电有利于实现电力资源在较大范围优化配置，有利于节省线路走廊和节约土地资源，有利于节省电网建设投资和运行费用，有利于减少煤电对环境污染的影响。 由于近年来我国电源超常发展，电网建设严重滞后，输电能力不足，电网与电源发展不协调的矛盾十分突出。 现有500千伏跨区同步互联电网联系薄弱，输电能力严重不足，大电网的优越性难以发挥。 区域电网之间水火互济和跨流域补偿能力明显不足。 现有电网难以满足远距离、大容量输电的需要。 相邻两个电压等级的级差如何确定？ 一般认为，超高压电网更高一级电压标称值应高于现有电网最高电压1倍及以上。这样，输电容量可提高4倍以上，不但能与现有电网电压配合，而且为今后新的更高电压的发展，留有合理的配合空间，做到简化网络结构，减少重复容量，便于潮流控制，减少线路损耗，有利于安全稳定运行。 能否采用750kV作为500kV电网的更高一级电压等级？ 分裂导线的直径从0.8 m到1.2m，同时保持子导线数和相间距离不变，输电线输电能力增加10%左右；子导线数从6增加到12，同时保持分裂导线直径和相间距离不变，输电能力可增加5%左右;相间距离从25m减少到15m，其他保持不变，输电能力可增加12%以上。总体来看，调整分裂导线3个参数在合理的范围，输电能力可增加大约25%。 电力系统功角稳定性分为静态稳定、暂态稳定和动态稳定 静态稳定指的是电力系统受到小的干扰后，不发生非同期性的失步，自动恢复到起始运行状态的能力。 暂态稳定指的是电力系统受到大的干扰后，各发电机保持同步运行并过渡到新的平衡状态或恢复到原来稳定运行状态的能力，通常指第一或第二振荡周期不失步。 动态稳定指的是电力系统受到小的或大的干扰后，不发生振幅不断增大的振荡而失步。 电压稳定性是电力系统在给定的运行条件下，遭受扰动后，系统中所有母线电压能继续保持在可接受的水平的能力。 电压不稳定的主要原因是电力系统在扰动过程，增加负荷或改变运行条件时不能满足无功功率的需要。 核心问题是输电电网在传输有功功率和无功功率时，在线路电抗上要产生电压降落。 扰动可分为 ： （1）大干扰电压稳定是指系统大扰动，如系统故障、发电机跳闸或输电线路断开等事故后系统对电压的控制能力。这种能力是由系统负荷特性、连续与离散控制和保护的相互作用决定的。 （2）小干扰电压稳定是指系统的负荷逐渐增长变化时系统控制电压的能力。这种形式的电压稳定性是由负荷特性、连续作用的控制及给定瞬间的离散控制作用决定的。 双回特高压输电线路将发电中心或送端系统的电力输送到远方的负荷中心。 稳定性要求 ： （1）当一回输电线路发生可能出现的严重故障，主要是靠近输电线路送端发生三相短路时，继电保护和断路器正常动作，跳开故障线路，切除故障，电力系统应能保持暂态稳定。 （2）故障线路跳开、切除故障后，剩下的一回线路能保持原双回线路的输送功率在静态稳定极限范围内，有一定静态稳定裕度，短时内保持电力系统稳定运行，保证电力系统运行人员在故障后重新调整电力系统潮流，使电力系统各输电线路有接近正常运行的静态稳定裕度。 （3）故障线路跳开、切除故障后，剩下的一回线路保持原双回线路的输送功率在小干扰电压稳定极限范围内，并留有一定的稳定裕度。 （4）在电力系统大方式运行条件下，特高压输电受端系统内发生单台大机组突然跳闸，根据故障后的潮流分布，特高压输电线路对于可能增加的功率输送，应留有短时的静态稳定裕度和电压稳定所需的短时有功和无功输送裕度确保受端