特高压电网输电能力提升方法探究

发表时间:2020/6/16   来源:《当代电力文化》2020年03期   作者:程晓君
[导读] 随着我国工业化进程的不断加快,各个行业对电力的需求越来越大,我国的能源分布不均,这样的限制导致了我国的电力资源不能优化分配,因此,针对这样的情况,就对发电输电技术提出了更高的要求。
        摘要:随着我国工业化进程的不断加快,各个行业对电力的需求越来越大,我国的能源分布不均,这样的限制导致了我国的电力资源不能优化分配,因此,针对这样的情况,就对发电输电技术提出了更高的要求。本文主要讨论了影响电网输电能力的具体因素,主要包括:热稳定水平会受到限制、暂态稳定水平会受到限制、动态稳定水平会受到限制,本文也根据实际情况提出了相应的改善措施,主要从三个方面提出解决措施,主要包括:完善电网网架结构、完善供电网的电气特性、在供电网系统中加装安控装置。我国电网的未来发展趋势之一就是大规模、远距离的输送,希望本文的措施能对有关单位和企业有所帮助。
        关键词:能源分布;优化分配;输电能力;改善措施

1 特高压智能电网的优越性分析
        1.1输电容量大,输电距离远
        特高压输电线路的实际输电能力与其自身设备的自然功率和热容量有关,同时也受输电线路落点在电压等级系统中的位置影响。通常情况下,1000kV的交流特高压输电线路的输送功率为500kV交流超高压输电线路输送功率的4-5倍,然而电气距离却有500kV交流超高压输电线路的20%-25%;±800kV直流特高压输送功率可以达到±500kV直流超高压的2倍以上,并且输电距离可延长至2500Km以上。所以,特高压输电技术在远距离、大容量输电方面具有极大优势。
        1.2线路损耗低
        1000kV交流特高压输电线路损耗仅为500kV交流超高压输电线路损耗的1/4;±800kV直流特高压线路损耗为±500kV超高压直流线路损耗的2/5。
        1.3节省投资成本
        1000kV交流特高压电网和±800kV直流特高压电网的单位容量造价,均不足500kV交流超高压电网和±500kV直流超高压电网造价的3/4。
        1.4走廊效率高
        1000kV交流特高压单位容量走廊宽度为交流超高压的1/3,±800kV直流特高压单位容量走廊宽度约为直流超高压的3/4。
        1.5联网能力强
        在1000kV交流特高压联网的状态下,能够大幅度增强跨区电网输电能力。我国东北、华东、华北地区电网缺乏水电资源,调峰容量不足,然而山西、陕西、内蒙古西部的煤炭资源十分丰富,为建设大型电源基地提供了物质条件;我国华中地区电网水电资源充足,在多雨季节可以向外输送大量电力,但是在枯水季节该区域又面临着电力能源不足的问题。我国发展特高压输电方式能够实现电网联网,优化配置各地区资源,充分发挥电网互联在跨区域补偿、错峰、水火互济等方面的综合效益。
        1.6减少短路电流
        随着用电需求量的增大,电网网架及负荷随之越来越密集,进而导致短路电流问题成为了现有电压等级必须解决的突出问题。而采用特高压输电技术构建网架,能够有效改善负荷密集区的网络结构,降低短路电流水平,进而有利于促进电网长远发展。
2 影响电网输电能力的主要原因和受限因素
        供电网在工作过程中会受到各种各样的限制,供电网的输送电力的能力是指供电网在受到这些限制时还能够输送功率的能力,伴随着我国供电网的飞速发展和运行特性的变化,限制供电网输送电力能力的主要因素也随之发生了一定的改变。

就通常所说的在中国供电网发展的初始阶段,制约供电网运输电力能力的主要影响因素是暂态稳定,动态稳定和电压稳定等问题。而在供电网发展的后期阶段,限制供电网运输电力能力的主要原因则变成了热稳定水平等。
        2.1热稳定水平会受到限制
        热稳定水平系统主要是由供电网中原件的定额容量所决定的,在当前阶段,导致热稳定水平受到限制的主要因素是供电网中线路、主变等定额容量不高。
        2.2暂态稳定水平会受到限制
        距离较远的输送电力的线路以及跨省区联络线的电气联系技术还不是很高,使用暂态稳定的问题会十分的明显,这也是造成系统暂态稳定水平守约数的主要原因之一。除此以外,电磁环网也容易破坏暂态稳定。
        2.3动态稳定水平会受到限制
        由于供电网系统的阻尼差会给输送电力造成一定的限值,一般情况下,区域与区域之间的电网会依靠周围的单点弱连,从而组成长链式结构。而且供电网属于大型的水电强送系统,所以在供电网运输的过程中动态稳定的问题也十分突出。另外距离较远的重负荷送电的发电机和其快速励磁调节系统之间也十分容易产生负阻尼。
3 提高特高压电网输电能力的有效策略
3.1 优化电网的整体结构
从实际运行的结果来看,只有通过有效地优化电网内部的结构才能够更好地提高特高压电网的输电能力。电力企业的工作人员会采用扩容变压器、采用大功率的直流输电技术和增强单位走廊中的输电能力等多数的方法来更好地改善电网本身的结构。在实际使用的过程中,还可以通过有效地运用耐热导线技术的方法来增强线路的热容量。
在实际供电的过程中也会经常出现“卡脖子”的现象,电力企业的工作人员则会先改造一些元件,从而更好地保证电网内部的供电能力。虽然在实际使用的过程中经常会因为时间限制、成本限制或者其他限制而使得电网运行的过程中出现故障。这样,电力元件往往不能够有效地满足供电的需求。如果电力工作人员能够采用拉停电路的方式来解决类似的问题,那么一般就能够有效地提升电网运行的质量。
另外,在建设电网的最初阶段,电网的结构会相对显得较为薄弱。但是,随着供电能力的增强,电磁环网将会直接影响供电的可靠性,又会因为电流的超标和转移而促使电网能力不能够有效地提升。如果此时能够有效地运用电磁环网解环的方式,那么整个高压线路的输电能力就会明显提升,线路损耗问题也会因此变少。
3.2 加装安控装置
如果电力工作人员能够在供电较为薄弱的位置安装安控装置,也就能够提高整个电网的稳定性和运行的极限,从而才能够更好地应对电网中出现的电流开机分布不合理的现象。从实践的效果来看,假装安控装置也是提升高压输电网络运行能力的最有效的方法之一。最近几年来,我国的电网发展都取得了不错的效果。电网内部的开机分布也会发生很大的变化。因此,只有通过加强对电网建设的投资,才能够有效地应对电网内部发生的变化,从而让整个电网变得更加可靠。另外,电力企业的工作人员也可以将合适的控制装置安装到线路内部,从而也就能够提升电网的灵活性。
3.3 有效改善供电网内部的电气特性
如果供电网络内部线路的输电容量没有受到自然功率的影响,还会直接影响到电网内部输送距离、电网的结构和内部稳定的条件。在实际运行的过程中,整个电网经常会因为缺少电源支持而使得整体不能够更好地运行。如果能够在线路内部加装串联电容补偿器,又或者直接降低输电线路内部的等效电抗,那么也就能够提高高压电网内部输电线路的输电能力,从而使得整个系统变得更加可靠。目前,世界上很多国家都已经开始运用串联电容补偿器来增强电网的输电能力。
4 结语
    我国经济的快速发展需要电网的坚强支持,所以提高特高压电网输电能力的方法就显得尤为重要。具体的方法种类多样,那么在实际工程项目中,应该根据具体情况具体分析,将各种措施实现优化组合,来达到最佳的输电效果。

参考文献:
    [1]田书欣,程浩忠,常浩,戚庆茹,柳璐,洪绍云. 特高压电网社会效益分析及评价方法[J]. 电力自动化设备,2015,35(02):145-153.
    [2]高凡,吴军,刘涤尘,汪凯,赵语,朱学栋. 特高压电网社会效益评估方法研究[J]. 电力系统保护与控制,2016,44(22):12-17.
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