摘要:为促进我国电网建设水平不断提升,满足当前人们在电能层面的需求,本文对特高压直流输电技术在电网中的具体应用进行论述。首先,对直流输电技术的现状与研究成果进行概述,而后简要分析了特高压直流输电技术在电网中的具体应用,无论是从经济性角度,还是土地资源节省角度看,在电网建设中进行特高压直流输电技术的使用都是不可阻挡的未来趋势以及一项创举。
关键词:特高压直流输电技术;电网运行;应用
引言
特高压直流输电技术不仅可以让我国不可再生能源产量与需求之间的矛盾得到缓解,还能让各种能源的需求以及新能源研发工作寻找到新的出路。为保障特高压直流输电技术能够在我国电网应用中获得更好的效果,电能管理部门与供电企业应加大技术开发力度,让问题得到更为全面的解决。
1直流输电技术的现状和研究成果
直流输电系统按类型划分,可分为两种,两端直流输电系统、多端直流输电系统。通常情况下,两端直流输电系统还能够分为常规直流输电系统、柔性直流输电系统以及混合直流输电系统。我国电网使用直流输电技术进行电能远距离输送水平已经很高,常规直流输电技术较为成熟。因此,当前柔性直流输电技术被作为新一代直流输电技术推广应用。柔性直流输电技术与常规直流输电技术相比,柔性直流输电技术层面具备独立控制有功无功功率、无需滤波及无功补偿装备、潮流反转快捷、事故后快速复电和黑启动、运行方式灵活等特点。同时在柔性直流输电技术的投运容量上,最大已经可以达到±420kV、500万千瓦。
混合直流输电技术是常规直流输电技术与柔性直流输电技术的融合、升级。此项技术不仅具备上述相关优点,还能有效缩减工程建设成本。通常情况下,多端直流输电技术采用串联、并联或混联的方式进行连接。同时,需要由三个以上的换流站进行支撑。可以满足多电源供电以及多落点受电的需求。串联与并联换流站的工作机制差异较大,串联方式采用同等级直流电流运行,通过改变直流电压来分配功率。并联方式则是采用同等级直流电压维持运行,并通过改变直流电流来分配功率。而混联方式则将二者的优点全面涵盖,不仅可以灵活运行,还能自由切换。原因是并联的调整范围大、损耗更小,还可以与设备绝缘配合的更好。尤其是在多端直流输电当中,应用最为广泛。
2特高压直流输电技术在电网中的具体应用
特高压直流输电技术在电网工程建设运用时,技术人员无需对应其进行复杂的系统设计,可直接套用±500kV和±600kV直流输电系统或类似的设计方案,只需考虑外部绝缘和套管的设计是否能够满足特高压直流输电的要求即可。特高压直流输电输送的功率较大,同时可承担较长的输电距离。在输电能力方面,所受到的限制也较少,其主要受到导线最高允许温度的限制。±600kV直流输电线路可承担4GW的输送功率,因此在远距离电能输送层面拥有很好的表现,还可节约大量经济成本。
对于特高压直流输电技术而言,所连接的交流系统短路电流比大于3,就能满足接入电网的条件。在我国现有电网中,从直流输电系统与交流系统相连接的短路电流比分析,平均值已经大于5。因此,完全能够具备特高压直流输电技术接入电网的条件。需特别注意,交流线路的无功补偿会对远距离,大容量输电系统产生重要的影响。因此,必须保证交流线路无功补偿数值达到相关标准,才能使输电线路运行更加稳定。对于直流输电线路本身而言,不需要无功补偿,直接利用换流站内的交流滤波器与电容器进行并联,就能够满足换流器所需要的无功功率。远距离,大容量的输电工程中,运用直流输电技术比交流输电技术优势更大,特高压直流输电技术比超高压直流输电技术更占优势。由此可见,特高压直流输电技术在我国未来智能大电网中占主导地位,该技术已得到普及应用。给我国的能源结构优化调整,区域能源互联发展起到重要作用,满足社会经济发展和人们日常生活的用电需求提供更多便利。表1,输送功率达到10GW,输送距离相同为2000km,不同电压等级的路线投资,以及线路走廊占用实际情况,交流输电与直流输电经济做对比分析。
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表1 输送功率10GW输送距离2000km
通过表1的数据读取,可以了解到的信息是特高压直流输电比较适合在远距离大容量输电工程中使用。
伴随时代的发展与进步,我国的全国用电量年平均增长率越来越大。因此如果按照最新的更高的输电电压等级引入一般规律,当电网内用电量增长达到现有输电电压等级引入的4倍以上时,就必须要配置更高电压等级的输电工程。如此才能将输电成本最大限度的压缩,满足经济适用性要求。
对于我国特大型城市而言,现有电网的电力输送效率和安全方面已经无法满足城市持续发展的要求。很多发达地区的用电负荷密度在不断增加,对供电需求越来越大。如果继续采用500kV交流和500kV直流输电技术进行大容量输电,电网线损率不仅会大幅提升,输电线路密度也不断加大。在高度发达地区,无法找到对应合适的线路走廊与变电站站址,对电网工程建设带来极大的挑战。
全球生态环境急剧恶化,能源逐渐紧缺,只有选用超大容量,超远距离的特高压输电技术实现全国联网,才能适应国家当前提倡的“节能减排”、可再生能源整合及开发利用的发展理念,满足生态环保要求。
结语
我国国土面积辽阔,能源分散且分布不均等问题较为突出。因此,特高压直流输电技术在未来超级智能大电网建设发展过程中占主导地位。此外,应更加注重该项技术的创新研发,让其变成更加先进智能化,走向全世界。
参考文献
[1]张钺,王赛.特高压直流输电技术研究[J].科技经济导刊,2017(03):83.
[2]吴宝生.高压直流输电技术的发展及其在电网中的作用[J].科技与企业,2014(06):151.
[3]邓国良.特高压直流输电系统发展综述[J].山西科技,2013,28(02):57-59.
[4]王家永. 特高压直流输电过电压仿真研究[D].昆明理工大学,2012.