特高压电网与电力发展新技术.ppt

1 31 特高压技术 2009 2 一 特高压输电发展历史 电力技术的发展指明了两条重要途径 途径之一是降低电阻 途径之二是提高电压 在人类使用电力历史中 人们对电力技术的开发选择了后者 在此规则指导下 电网电压由最初的13 8kv逐步发展到20 35 66 110 134 220kv 330 345 400 500 735 750 765kv发展 20世纪60年代末 开始进行1000kv 1100 1150kv 电压等级和1500kv电压等级特高压输电工程的可行性研究和特高压输电技术的研究和开发 3 国际特高压输电发展探索 美国 4 国际特高压输电发展探索 前苏联 5 日本 6 世界直流工程实践 直流特高压的发展经过了汞弧阀到晶闸管换流阀 晶闸阀从3英寸到5英寸 目前全世界已经有90项直流输电项目投入运行 7 8 9 中国特高压输电技术研究历史 特高压输电的研究工作 10 中国750kv输变电示范工程 中国西北750输变电示范工程是我国自主设计 自主建设 自主设备制造的 自主运行管理的具有世界先进水平的750kv输变电工作 青海官亭至甘肃兰州东 线路全长140 7公里 11 二 中国发展特高压输电的必要性 中国国民经济快速发展 电力需求增长迅速 12 中国能源与负荷分布特点 13 中国西南丰富的水电资源需要特高压送出 14 中国电力发展面临的问题 从电网的角度看 要满足翻一番的发展需求 克服能源负荷逆向分布带来的困难 目前以500kv交流和 500kv直流组成的主网架存在极大困难 表现为 1 站址和输电走廊紧张 2 负荷密集地区短路电流超标 3 电煤运输紧张 4 电网安全基础薄弱 5 环保压力大 15 发展特高压输电是中国发展的必然要求 发展特高压输电有利于提高能源的开发和利用效率 负荷建设资源节约型 环境友好型社会的总体战略 是保障电网安全 提高社会综合效益的重要途径 1 有助于解决能源与生产力布局不均衡 2 有助于优化电力发展方式 3 有助于建设节约型社会 4 有助于构建社会主义和谐社会 16 17 三 特高压直流输电 特高压直流输电系统克服了交流系统带来的电抗和电容问题和相关的无功补偿问题 其输送容量和距离不受同步运行稳定性的限制 能够实现电网的非同期互联 即两个不同频率的电网互联 但同时具有污速度快 直流波形无过零点灭弧困难 只能两点一线直通传输电能 不能中间落点 不能形成网络 不利于沿途地区的用电和电网的加强等缺点 18 19 环流阀 晶闸管及换流变 20 晶闸管 21 22 四 特高压交流输电 特高压交流具有交流电网的基本特征 可以形成坚强的网架结构 理论上其规模和覆盖面是不受限制的 电力传输和交换十分灵活 可结合中途落点向沿途地区供电 但具有电压无功问题 同步稳定性问题等因素 23 1 特高压交流输电中间可以有落点 具有网络功能 可以根据电源分布 负荷布点 输送电力 电力交换等实际需要构成国家特高压骨干网架 特高压交流电网的突出优点是 输电能力大 覆盖范围广 网损小 输电走廊明显减少 能灵活适合电力市场运营的要求 2 采用特高压实现联网 坚强的特高压交流同步电网中线路两端的功角差一般可控制在20o及以下 因此 交流同步电网越坚强 同步能力越大 电网的功角稳定性越好 3 特高压交流线路产生的充电无功功率约为500kv的5倍 为了抑制工频过电压 线路须装设并联电抗器 当线路输送功率变化 送 受端无功将发生大的变化 如果受端电网的无功功率分层分区平衡不合适 特别是动态无功备用容量不足 在严重工况和严重故障条件下 电压稳定可能成为主要的稳定问题 4 适时引入1000kv特高压输电 可为直流多馈入的受端电网提供坚强的电压和无功支撑 有利于从根本上解决500kv短路电流超标和输电能力低的问题 24 中国1000kv输变电示范工程 建成的1000千伏晋东南 南阳 荆门特高压交流试验示范工程包括三站两线 起于山西省长治市境内的晋东南变电站 经河南省南阳市境内的南阳开关站 止于湖北省荆门市境内的荆门变电站 线路全长约653 8千米 25 五 四川特高压 四川省特高压电网将包含交流特高压和直流两部分 交流部分规划建设雅安 绵阳 乐山三个交流特高压变电站 建设南 北两个特高压交流外送通道 北通道为雅安 绵阳 万县 荆门双回特高压线路 南通道为雅安 乐山 重庆 恩施 长沙双回特高压线路 线路长度共计4582公里 直流部分规划建设溪洛渡 向家坝水电站外送直流特高压电网工程 工程额定输送功率为640万千瓦 最大输送功率700万千瓦 锦屏等水电站外送直流特高压电网工程 26 六 特高压电网中新技术的应用 一 特高压输电系统的过电压防止与绝缘配合 27 二 特高压输变电设备1 变压器 28 2 高压并联电抗器 29 3 高压开关设备 30 七 未来的国家特高压电网具备功能 1 可为实现跨大区 跨流域水火电互济 全国范围内能源资源优化配置提供充分支持以满足我国国民经济发展的需求 2