输电线路工程

1、架空输电线路不同解决方案的技术比较作者：骆训礼 班级：20104483 学号：2010405418*电气工程系，通过克劳迪奥 21那不勒斯，那不勒斯“费德里克二世”（意大利） xx电机工程系，波罗尼亚大学，2大街的复兴，博洛尼亚（意大利） xxx系电气工程，电子和计算机科学，的里亚斯特大学10通过指出，的里雅斯特（意大 利）摘要本文的研究目标是开发一种技术比较不同的解决方案之间的架空输电线路。这些包括 传统和创新的解决方案：前者是通常的三相交流、直流输电线路，后者是四相AC线并交直 流线路。航空标准的三相交流和创新的四相交线之间的经济技术比较了 1 已经开发， 在四阶段的解决方案，方便的范围已

2、被个体化。本文首先说明主要特点四考虑的解决方案， 指出了每一个提供的技术优势。其次，本文进行更详细的关于所考虑的替代品的暂态稳定性 能的概率分析评价指数条款一电力传输，概率，反一任务线，四相输电，结合交直流输电，可靠性，稳 定性。1自我介绍电力的需求和关注的高电压线路环境影响的不断增长使输电在全球范围内越来越严重 的问题。在欧洲，这样的问题是因为强调一方面人口是特别敏感的视觉冲击和从电力系统电 磁领域健康可能造成的影响，另一方面，代不同国家的能力越来越不平衡，与国家的生成明 显压倒了负荷和国家发生相反。因此，现有的传输系统的扩展，以较慢的速度比的要求。这 是一个对欧洲输电网的疲软和不稳定的原因

3、，见证了突发事件，如在2003年意大利和2006 年中欧的停电基于以上原因强烈的需要，提高与高压线的现有最小可能的修改传输路径的传输能力， 以及利用最新的方式创建高性能的输电走廊。在这个框架内，对传动系统的发展有创新的技 术解决方案，应进行详细分析，研究其可行性和可能的便利性方面与传统的传输系统相比。 本文考虑了四种不同的解决方案，传统和创新的架空输电线路。传统的解决方案是三相AC 线（3PLs）和直流输电线路，而创新的解决方案，四相AC线（第四方物流）1 和组合的 交流-直流架空输电线路2, 3 。简要说明每个解决方案及其主要技术特点的基础上，对输 电线路的暂态稳定性的3p和4p极限的计算技

4、术的比较是在本文中更详细地开发。2他认为的四种解决方案a三相输电线路进行比较。本文的基本参考标准的380 kV单回路架空3PLs 了。显然，双回路（2x3pl）显着提高 传输的可靠性和稳定性的限制，但单回路的第三方物流企业仍然是更通用的解决方案。此外， 一个第三方物流和第四方物流技术比较听起来更充足时，每一单电路之间形成（第三方物流 与第四方物流）而不是一个双和一个单回路之间（2x3pl与第四方物流）。第三方物流的直接序列使电抗计算细节统一性，稳定性（见附录）。b.直流输电线路众所周知，直流意味着不稳定的高压直流输电统一性问题，使运输能力只有通过热原因的 限制，因此，直流输电线路很长。此外，高

5、压直流输电系统特征的动态安全的交溯直流转 换器的高动态响应的改进，使有效的功率振荡阻尼。传输的可靠性，在单相的案例一接地故障（故障），到目前为止，最常见的传输系统故障 很高到一个返回导体直流双极方案，因为它可以在操作在导线故障的情况下，一个简单的单 极方案。就像一个2x3pl和一个第四方物流（见第D）。因此，考虑到可靠性一电力电子技 术国际研讨会，电气传动，自动化和M的能力，更均匀的比较应包括第三方物流和单极高 压直流输电。对直流输电线路的实现，它是有趣的考虑到第三方物流转化成高压直流输电线路，已 在4 中提出：这样的转换，以保持相同的导体，塔身和基础（和只改变塔头，绝缘体和导 体的安排）要比

6、一个新的权力，一个非凡的维护更相似的优势线的建设。使用相同的导线， 100%我最大额定电流仍然是相同的，因此最大发送功率P max是成正比的极对地电压。假 设一个单一的3P电路三相导体用来创建一个直流极下，得到：A）从3P线，单极高压直流输电线路（然而，在一个单极高压直流线路返回导体的情况 通常是用于避免与海上或地面返回相关的问题）；B）从一个2x3p线，一个双极直流输电线路。在这两种情况下，通过选择相同的极接地电压E，Pac= Pdc直流交流获得。特别是，据 案）被认为是，下面的关系成立：Pac = Pdc = 3ei交直流（1）这表明，旨在增加P直流，直流电压应增加：在4 假设Edc =

7、2 V直流交流作者（相 电压）=3.5电子交流（相对地电压）。因此，如果Eac= 230 kV，Eac应该对800 kV直流。 目前，最大的极高压直流输电系统接地电压为600 kV，电流实现方案的特点与双极性电压 的范围+400/500 kV，从而使传输功率P maxdc，直流1000兆瓦左右5, 6 。然而，西门 子是建设高压直流输电系统在中国将在世界第一在电压传输5000兆瓦的+800 kV 7 。C.结合交直流输电线路结合交直流输电线结合起来的高压直流输电在传统的三相交流架空线技术。该方案涉及 的2x3pl双极直流输电是“叠加”。一个单极直流叠加电路的第三方物流可以被认为是好的， 但在这

8、种情况下，返回地球意味着一些问题。注意，这第二次的安排更加均匀所关注的比较， 本文采用考虑其他解决方案。图1 （后2 ），其中双回路输电线路的结构是专门进行交流和直流电源同时混合功能。 在两端，常规线路换向转换器位于12脉冲，每个组成的二六个脉冲转换器以Y-Y和Y型连 接到交流和直流变压器。在发送端，直流电流注入的锯齿形连接（中性点的直流电流避免变 压器饱和）送端变压器次级。在接收端，逆变桥又是适当控制一连接到“中性”字形连接 的绕组接收端变压器。两个三相交流和在双回路输电直流电流线。假设同样是在 直流电流分三个阶段中的阶段性的各个组成部分是彼此相等总电流直流三分之 一，随着交流电流我的一个，

9、在每个导体的每个线流。一个正确的选择一反应器的xD电感被要求对立面一置降低直流谐波电流含量。为了使通过一个有效的中断断路器，电流的交流分量应足够高，产生的电流显示零点和 极性反转。这意味着下面的约束对交流和直流电压：E直流 1.41e交流（2）例如，参考 图1的方案，在【3】作者假定E直流1.41电子交流（尽可能高的一BLE）和E交流=E / E 2, 在单相接地电压原2x3p交流线路。图1。组合式交直流输电线路方案结合交直流线路传输能力的提高一性和稳定性，在高投资成本价格。在更多的细节，其 优点包括：1）由于该直流快速控制的可能性组件的功率，功率角最大兼容暂态稳定性可以大大增 加，所以该行可

10、接近的热限制也为长连接，其传输容量传统的解决方案是通过暂态稳定性的 有限的交流性（注：类似的操作可以得到安装一种移相变压器（PST）沿传统第三方物流）；2）改进的动态安全由于高镝一交流/直流控制直流功率变换器的研究流（注意，PST的 动态响应较慢）；3）线结构需要导体没有变化，绝缘子串和塔（对于使用同样的PST）。D.四相输电线路传统的3P的另一个可能的解决方案传动系统由4P传输系统了一电信设备制造商。它 是已知的，多相传输电力系统可提供某些方面的优势对传统的3P，即更高的传输容量一 性，较低的相电压，紧凑的相行为一Tor的安排，等8 。最近，4P传输还研究了 1 ，9-14。 4P的主要特征

11、传输系统，使他们一个有趣的方式一相对于3P交流和直流输电的新的高容 量长和高可靠性的传输线路，不只有超高电压应用（说，1000 kV和以上），而且对电压水 平相媲美的典型一CAL 380 kV的使用在欧洲传输系统1 。4P交流传动的主要优点是可以 总结如下：1）具有相同的导体和相同的单相接地电压（从而一绝缘体），传染性在100%的额定 电流功率为4 / 3, 3P交流传输系统（和相同的比对线的静稳极限，因为第四方物流的反应 距离非常接近相应的第三方物流电抗，作为在附录中所示）；2）在故障情况下的传输可靠性的IM-证明了多，减少以及全系统的风险停电（统计 说，往往大系统大停电从故障开始）。事实上

12、，在第三方物流是由于大量涉及很少采用不平 衡通过操作单相跳闸只有两个阶段。相反的，第四方物流可以被看作是由两个独立的相位相 反的2P系统（见【1】细节），在3P边，这一个可以被绊倒而其他保持联系只造成轻微的 电压不平衡。这使得接近的一个第四方物流的可靠性2x3pl比第三方物流；3）据操作的可能性，减少一个第四方物流，相数明显增加，在下一节，为更详细地 研究了暂态稳定统一性。传输的可靠性和的情况下，暂态稳定故障是主要的优势第四方物流 传统的第三方物流。在动态上没有优势获得安全，因为没有快速控制功率流是可用的。相反， 主要缺点：1）4P传输需要特定的线塔（在至少塔头），和导体的安排，这涉及到更高的

13、视觉冲击 和单位长度成本相比传统的第三方物流；2）特殊的3P / 4P变压器设备的需求两个线端，这进一步提高了 4P系统成本，如为 企业，也为第四方物流的直接计算电抗是报告的附录中。3、比较稳定分析第三方物流和第四方物流暂态稳定是指在正常条件下一种分配电力系统保持在一个特定的设备平衡点，达到坐为 了取得理想的平衡点大扰动后断层，产生的损失，线路切换，笥15 。暂态稳定是最重要 的一个方面研究比较各种方案的地方传统的3P传输线。许多研究已经进行，以评估在提高 超高压直流输电系统的能力一暂态稳定裕度与尊重的传统传输系统。至于交直流叠加传输线 系统而言，力量一单？最大可接近80，用于线CON价值一通

14、过控制的FACTS装置根据 2 。高压直流输电系统和交直流输电线路组合肯定为提高DY最有前途的解决方案一动力 性能，但他们需要转换的物质一应可从经济不利的观点。保持这一点，在这一部分中的一个 努力实现以证实初步4P的电力传输系统的研究，探索在暂态稳定性方面的优势。暂态稳定分析的传统方法一般是确定性的，基于最坏的案例”的方法。更具体地，暂态 稳定定量评估相对于执行在特定的系统总线的三相故障案例，除了考虑负荷需求达到高峰 在预定的时间间隔值。电力系统分析中考虑如下一最低点：3P发电机，变压器（标准的三相对于第三方物流 的变压器，为特殊的3P / 4P变压器第四方物流），200公里长的输电线路。图2

15、。该暂态 稳定评估系统方案通过应用等面积准则进行。现在，在故障的情况下，可以预见的是，4P传动系统具有更好的性能为阶段数的增加 和功率极限由其他传递动力的内在可能性，非故障相。不幸的是，真实性评价一暂态稳定性 是不直接的，特别是在案件不对称故障，由于方法论的分析在对称分量，这是不常见的一IAR 在电力传输的文献，是必需的。的四阶段的系统对称分量分析一TEM允许捕捉彻底断裂的 影响三相系统，通过识别等效故障在正序阻抗。对于一个3P暂态稳定评估的过程单相故障后系统可以解决的的等效直接序列反应突然 增加一距离：X = X1+ X2 + X1X2/Xg,其中X g = X1+ X0在我最糟糕的P点的网

16、络故障的 情况下（x i，x 0是等价的电网的零序电抗的逆和看从故障点）。采用4P系统相同的程序（为这第四个对称序列是半零序列，由两对相对平等的了向量）， 直接序歹U电抗变得：X = X1 + X2+ X1X2/Xg，其中 X g = X1 + X 0 +Xsd 我（xS0 S0 半零 序电抗的网格）。因此，本的3P / 4P变压器装置顺序行为（3P / 4P TA）成为基础；认为：X D = Xi = X CCX 0 = XCC （与中性点接地的4P侧；零序电流流通的第四方物流在3P / 4P TA，但 不是在3P系统一流的3P / 4P TA）；X S0 = X CC （地面不受影响；半零

17、序在第四方物流和3P / 4P环流TA,但不是在 3P体系上游的3P / 4P TA）。暂态稳定性进行分析，也为为3p和4p系统三相和四相故障分别考虑，总是发生在故障 点P概率的技术移植应用暂态稳定分析中引入了一系列PA通过16 顿和动机的人涉及的各种变量的随机性。 一个前一保护考虑这个话题可能是在书中发现的安德斯（20 ； 12章），它是明确的：稳 定性分析”基本上是一个概率而不是确定性问题”。用概率的方法，故障一清除时间和故障重合闸时间，这是至关重要的在稳定性研究参数， 可作为对数正态分布的随机变量，如21 ，相反的更广泛的采用正常的RV 16 。日志正 态概率密度函数（PDF）确实很灵活

18、的，并在21 这样的假设已动机也因为它对应于一个“保 守”的方法这结果很合适当的精确分布是未知的。在该文件中，也有“鲁棒性分析”对这种假设 的结果暗示，但应扩展到目前的结果纸类。pdf F（t）的对数正态分布的随机变量（RV）T参数a （规模）和b （形状）表示为如 下flm g阿点密度函数f （t）为零的TV0。在表达（3） a和b是的，分别价值和自然对数标准偏差 的意思一的对数正态变量的平均值m和算标准偏差Q的对数正态变量：暂态稳定评估是由美联社一在“等面积准则”的系统报告图2。由于故障清除时间和故障时间被假定为对数正态分布的RV允许的最大功率是一个随 机变量和。记住要21 ，可以预见，允

19、许的最大功率根据正态分布的分布。这得到了验证， 简要说明了数值应用一阳离子在下一节中，通过执行标准的统计测试。四、其他数值应用图2中描述的系统参数值在表一平均值的故障结算报告时间被假定为等于0.1的平均值 的重合闸时间选择等于0.3 s，史丹一的标准偏差的平均值都等于10%。表一，系统参数F ig报道。20.3 p.u.0.1 p.u.0.1 p.u.L200 km幻此0.375 p.u.1.86S p.u.0.386 p.u.咖凡1.924 p.u.0.326 p.u.PJMTTf1000 MVA在表II中的平均值的暂态稳定性边缘-即最大功率可以发射一泰德在暂态稳定极限，记 为P T-为报道

20、了单相故障和四相故障根据4P传输系统。由于内有pdf，也不是它的统计 参数（平均值，方差等），P T可以分析确定的平均值，或“期望”，这样一个RV P T已通过样本估计方法评估（平均值在模拟值的P-T）。这已经完成一完成对蒙特卡罗模拟的 基础上；这目的，PT许多独立的价值生成通过数值求解的面积相等的标准，在相应的一 上述对数正态随机变量一致，这是通过使用Ad Hoc例程的产生在MATLAB统计工具箱。得到的样本估计的期望这样的RV P T表示表中的E P t 。表二。4P暂态稳定：结果的应用一ING的等面积准则故障类型的4P传输系统l;aulX 3F大约 3- 4 %,如果 N = 1，通过制

21、定了 Dd = 5，10，15 米的一获得 X 4F = 0.377，0.420，0.446 欧姆 / 公里，X3f =0.368, 0.411, 0.437欧姆/公里。这意味着X4f X 3f约2 - 2.5个百分点R参考1 Mazzanti，G.和 quaia，美国：四相联系：一个交流传输的扩展替代的可能性网格。IEEE 电力输送，第.25卷1010-1918页，2010年四月2号。2 拉赫曼，H.和汗，B. H.：功率提升跨通过结合交直流输电的任务线。IEEE 电力系统汇刊，第22卷49-466页，2007年二月1号。3 安德烈奥蒂A，D和F： Lauria莫托拉的优化设计结合交直流输电

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