特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)及發(fā)展研究

中國(guó)電建集團(tuán)吉林省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司 吉林 長(zhǎng)春 130022

我國(guó)對(duì)輸送電的容量增加,對(duì)輸電過(guò)程的安全性和穩(wěn)定性的要求提高,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的用電需求量逐年增加。我國(guó)電力資源得到了良好的開發(fā)和利用,電力專家關(guān)注,并且研究特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)。特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)的運(yùn)用可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送,改善我國(guó)自然資源和能源分布不均等情況。由于供電側(cè)和用電側(cè)距離比較遠(yuǎn),導(dǎo)致現(xiàn)有輸電方式不合理,而特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)的運(yùn)用可以改善資源分布不合理情況,同時(shí)可以提高能源利用效率。

一、特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)概述和意義

(一)特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)的概述。特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)的運(yùn)用可以比較合理,并且具有較多優(yōu)勢(shì)。第一,可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和原紀(jì)錄輸送電量,不需要中間落點(diǎn),可以直接輸送負(fù)荷中心,中間不需要落腳點(diǎn),可以直接將電量輸送到負(fù)荷中心,在兩點(diǎn)確定的情況下能夠可以并聯(lián)或是非同步方式輸電,可以構(gòu)建結(jié)構(gòu)清晰的電網(wǎng),同時(shí)能夠滿足供電發(fā)展需求。第二,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)潮流的有效控制,尤其是可以避免大潮流在電網(wǎng)中經(jīng)過(guò),降低電網(wǎng)負(fù)擔(dān),避免出現(xiàn)意外等情況。第三,技術(shù)使用可以通過(guò)直流有功功率調(diào)制,實(shí)現(xiàn)對(duì)并聯(lián)交流線率功率震蕩和低頻振蕩等起到抑制效果,同時(shí)可以保證交流電的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性[1]。第四,技術(shù)運(yùn)用可以改善直流系統(tǒng)閉鎖啟情況,可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備受損,在運(yùn)用中需要注意。

(二)特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)的意義。特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)的運(yùn)用可以改善發(fā)電量負(fù)荷需求,能夠有效改善現(xiàn)狀。我國(guó)供電能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足發(fā)展需求,電力行業(yè)發(fā)展落后直接影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。電力能源是發(fā)展經(jīng)濟(jì)堅(jiān)實(shí)后盾,特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)的運(yùn)用可以有效為企業(yè)生產(chǎn)有效的電量,同時(shí)能夠滿足發(fā)展需求。特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)的運(yùn)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電過(guò)程的轉(zhuǎn)變,同時(shí)可以加你并入電網(wǎng),有助于電網(wǎng)穩(wěn)定性提高,并且可以為電網(wǎng)提供有力支持。

二、特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展分析

特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)包括較大部分,在應(yīng)用中要結(jié)合實(shí)際情況。

(一)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為多端直流和公用接地。多端直流是通過(guò)多個(gè)換流站實(shí)現(xiàn)共同直流系統(tǒng),在電壓源換流器發(fā)展背景下出現(xiàn)混合型多端直流和極聯(lián)式多端直流。其中多端直流可以將電源端和用戶端分散分布[2]。公用接地極是通過(guò)幾個(gè)工程公共接地極方式降低工程整體造價(jià)成本,同時(shí)可以提升地極,提升工程經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,但是電流可能過(guò)大,檢修比較復(fù)雜,導(dǎo)致后續(xù)運(yùn)用出現(xiàn)較多問(wèn)題。

(二)換流技術(shù)。換流技術(shù)通過(guò)換線相電容器串接到直流換流器和換流變壓器,運(yùn)用串聯(lián)當(dāng)時(shí)對(duì)換流器無(wú)功消耗進(jìn)行補(bǔ)償,減少換流站的設(shè)備,可以有效降低換相的可能,并且可以提高系統(tǒng)的抗干擾能力,確保系統(tǒng)的穩(wěn)定。換流技術(shù)的運(yùn)用中柔性直流輸電是一種通過(guò)脈沖寬度調(diào)制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)VSC進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)輸電技術(shù)的靈活控制,可以實(shí)現(xiàn)有功無(wú)功解耦控制。

(三)晶閘管技術(shù)。晶閘管技術(shù)的運(yùn)用中逐漸地發(fā)現(xiàn)觸發(fā)晶閘管技術(shù)的效果,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電的保護(hù),并且對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用在不斷地增多,由于其具有較高的耐壓水平和擊穿電廠強(qiáng)度可以顯著降低運(yùn)行損耗,這是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。在晶閘管技術(shù)的運(yùn)用中要結(jié)合實(shí)際情況,同時(shí)要分析輸電系統(tǒng)運(yùn)用中需要注意的問(wèn)題,不斷提高技術(shù)運(yùn)用水平。

(四)光電式電流互感器。光電式電流互感器在特高壓交直流電網(wǎng)運(yùn)用中占據(jù)重要的位置,同時(shí)可以以同光程原理和旋光效應(yīng)為基礎(chǔ),解決在運(yùn)用中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析。如源型CT使用的位置存在較高的故障率維護(hù)也比較困難,因此平時(shí)要注意對(duì)其檢修,避免出現(xiàn)大型故障導(dǎo)致設(shè)備需要長(zhǎng)期檢修,影響正常工作[3]。旋光效應(yīng)的運(yùn)用可能受到震動(dòng)影響,其實(shí)用性還有較大差距。而同光程原理的運(yùn)用具有抗震的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具有絕緣性,效果比較理想,沒(méi)有飽和效應(yīng),目前對(duì)其運(yùn)用效果比較理想,已經(jīng)有成功案例。

(五)控制保護(hù)系統(tǒng)。特高壓交直流電網(wǎng)的核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)地保護(hù),由于遠(yuǎn)距離輸電,可以了解輸電效率,同時(shí)可以提高系統(tǒng)安全性。特高壓交直流電網(wǎng)建設(shè)中控制保護(hù)系統(tǒng)建設(shè)十分關(guān)鍵,可以結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,可以提高控制系統(tǒng)水平,朝著硬件平臺(tái)化防線發(fā)展,同時(shí)可以運(yùn)用軟件模塊化。技術(shù)運(yùn)用中需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總技術(shù)進(jìn)行分析,提高技術(shù)的通用性,這也促進(jìn)了控制保護(hù)系統(tǒng)的功能提升。

(六)直流集控技術(shù)。直流集控技術(shù)是特高壓交直流電網(wǎng)輸電的主要技術(shù),這也是輸電發(fā)展的必然要求,尤其是目前特高壓交直流電網(wǎng)的建設(shè)管理在不斷完善。特高壓交直流電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)智能化或是集約化管理,并且可以保證其充分的發(fā)揮作用。特高壓交直流電網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用中可以實(shí)現(xiàn)直接直流電流的輸送,同時(shí)可以通過(guò)有功支援、無(wú)功轉(zhuǎn)換等實(shí)現(xiàn),可以實(shí)現(xiàn)站級(jí)延伸和分層分布兩種,可以滿足不同的輸電需求。在直流集控技術(shù)的運(yùn)用中要結(jié)合實(shí)際情況,同時(shí)要了解輸電實(shí)際環(huán)境,制定合理的運(yùn)用方案。

結(jié)論

綜上,特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)對(duì)于我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展有重要價(jià)值,可以有效解決送電距離遠(yuǎn)等問(wèn)題,同時(shí)期工作原理是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的轉(zhuǎn)變,最終進(jìn)入交流電網(wǎng)。特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)的運(yùn)用可以維護(hù)我國(guó)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展,保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)發(fā)展為電力系統(tǒng)發(fā)展積累了大量的寶貴經(jīng)驗(yàn),同時(shí)可以保證輸電工程順利實(shí)施,改善我國(guó)資源分布不均勻或是電力需求無(wú)法滿足等情況。特高壓交直流電網(wǎng)輸電技術(shù)運(yùn)用中需要進(jìn)一步完善,同時(shí)要提高對(duì)環(huán)境的使用情況,滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。