特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性

1、武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP12004-12-141特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n遠(yuǎn)距離輸電線路的輸電能力與輸電電壓平方成正比，與線路阻抗成反比。一般來(lái)說(shuō)，1000kV（或1100kV）的輸電能力為500kV輸電能力的4倍以上，產(chǎn)生的容性無(wú)功約為500kV輸電線路的4.4倍以上n特高壓輸電線路輸送功率比較小的時(shí)候，將使送、受端系統(tǒng)的電壓升高。為抑制特高壓的工頻過(guò)電壓，需要在線路兩端并聯(lián)電抗器，以補(bǔ)償線路產(chǎn)生的容性無(wú)功。特高壓輸電線路帶重負(fù)荷情況下，將從送、受端吸收大量的無(wú)功功率。輕負(fù)荷與重負(fù)荷兩種情況下需要的無(wú)功相差很

2、大。 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP22004-12-142特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n特高壓輸電線路參數(shù)特性n輸電線路的基本電氣參數(shù)是電阻（R）、電感（L）、電容（C）和電導(dǎo)（G），它們決定了輸電線路和電網(wǎng)的特性。n電阻主要影響線路的功率損耗。電導(dǎo)代表絕緣子的泄漏電阻和電暈損失，也要影響功率損耗，泄漏和電暈功率損耗與電阻功率損耗相比，通常要小得多。n電感是決定電網(wǎng)潮流，即有功和無(wú)功分布的主要因素，影響輸電線路的電壓降落和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。n線路電容（線間電容和線對(duì)地電容）在交流電壓作用下使線路產(chǎn)生交流充電和放電電流

3、，稱為電容電流。輸電線的電容電流不僅影響輸電線的電壓降落，也影響輸電效率和電力系統(tǒng)的有功和無(wú)功分布。 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP32004-12-143特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性v 在超高壓、特高壓輸電線中，通常采用分裂導(dǎo)線。目的是為了減少電暈對(duì)環(huán)境的影響，使電流在導(dǎo)線內(nèi)盡可能均勻分布，充分利用導(dǎo)線截面，降低線路電阻。v導(dǎo)線分裂結(jié)構(gòu)特高壓輸電線路電抗和容抗的影響: 相導(dǎo)線截面積大致相同時(shí)，不同分裂導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，包括子導(dǎo)線間距或分裂導(dǎo)線直徑對(duì)電抗和容抗的影響見(jiàn)下表。武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOL

4、TAGE RESEARCH INSTITUTEP42004-12-144特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性v導(dǎo)線分裂結(jié)構(gòu)對(duì)輸電線路電抗的影響 子導(dǎo)線數(shù)總截面（mm2）分裂間距（cm）分裂導(dǎo)線直徑（cm）XL/kmXL標(biāo)幺值125150.5561.002254445450.4330.783262545520.3900.704254445650.3570.6462392920.3190.57824001020.2580.471225391270.2150.39注：相間距離GD=14m。武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP52004-12

5、-145特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性v導(dǎo)線分裂結(jié)構(gòu)對(duì)輸電線路容抗的影響 注：相間距離GD=14m。子導(dǎo)線數(shù)總截面（mm2）分裂間距（cm）分裂導(dǎo)線直徑（cm）Xc/kmXC標(biāo)幺值125150.18881.002254445450.14960.793262545520.13560.724254445650.12520.6662392920.11140.59824001020.10560.561225391270.0960.51武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP62004-12-146特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性v分裂導(dǎo)線參數(shù)對(duì)

6、特高壓輸電能力的影響 v 分裂導(dǎo)線按照電暈特性及其限制條件選取時(shí)，分裂導(dǎo)線的截面將大于其經(jīng)濟(jì)電流密度或熱穩(wěn)定極限選取的導(dǎo)線截面，特高壓輸電能力幾乎不受導(dǎo)線截面積的影響。v 每相子導(dǎo)線的數(shù)目，分裂導(dǎo)線直徑，子導(dǎo)線間距和相間距離直接決定電抗和容抗的大小，因而非常明顯地影響特高壓輸電能力。改變分裂導(dǎo)線參數(shù)，計(jì)算線路波阻抗，可以算出各種參數(shù)下的自然功率輸電能力，下圖為1100kV輸電能力與分裂導(dǎo)線各參數(shù)之間的關(guān)系。武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP72004-12-147特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性v分裂導(dǎo)線參數(shù)對(duì)特高壓輸電能力的影

7、響 1100kV線路輸電能力與分裂導(dǎo)線參數(shù)關(guān)系武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP82004-12-148特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性v分裂導(dǎo)線參數(shù)對(duì)特高壓輸電能力的影響 v 從圖中曲線可以看出，保持子導(dǎo)線數(shù)和相間距離保持不變： 分裂導(dǎo)線的直徑從0.8m到1.2m，輸電線輸電能力增加10%左右 子導(dǎo)線數(shù)從6增加到10，輸電能力可增加5%左右； 相間距離從25m減少到15m，其他保持不變，輸電能力可增加12%以上。 總體來(lái)看，調(diào)整分裂導(dǎo)線的3個(gè)參數(shù)在合理的范圍，輸電能力可增加大約25%。武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN H

8、IGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP92004-12-149特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n特高壓與超高壓線路參數(shù)比較 特高壓線路基本電氣參數(shù)與超高壓線路的比較 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP102004-12-1410特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n特高壓與超高壓線路參數(shù)比較 n 從圖中曲線可以看出，隨著線路額定電壓的升高，R和XL迅速減少，而電納卻快速增加。特高壓線路的損耗比超高壓線路小，容性無(wú)功大。n特高壓輸電線路輸電特性 已知特高壓輸電線路參數(shù)，按照輸電線路的等值電路或按照輸電線路分布參數(shù)的

9、電壓和電流方程可對(duì)特高壓輸電線路的輸電特性進(jìn)行分析。武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP112004-12-1411特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n特高壓輸電線路輸電特性v特高壓輸電線路的功率損耗和電壓降落 線路的有功損耗與輸送的有功和無(wú)功的平方成正比，與電壓平方成反比。因此，提高輸電線路電壓，在輸送相同功率情況下，能顯著減少線路有功損耗。減少線路的無(wú)功傳輸，可大大減少線路有功和無(wú)功損耗，提高線路運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，減少受端并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償投資。 線路等效電容產(chǎn)生的無(wú)功與電壓平方成正比。1100kV線路單位長(zhǎng)度電納約為500kV的1.1倍

10、以上。這樣，1100kV線路電容產(chǎn)生的無(wú)功約為500kV線路的5.3倍。1000kV線路電容產(chǎn)生的無(wú)功約為500kV線路的4.4倍。 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP122004-12-1412特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n特高壓輸電線路輸電特性v超高壓-特高壓輸電線路功率損耗比較 輸電線路電阻功率損耗與流過(guò)的電流平方成正比，與電阻值成正比。電阻上的功率損耗是輸電距離、導(dǎo)線的電阻率和電壓的函數(shù)。輸電線路流過(guò)的電流與電壓成反比，當(dāng)輸送功率一定時(shí)，提高線路輸電電壓，可減少電流，從而顯著減少輸電線路電阻功率損耗。 1000kV級(jí)

11、輸電線路每km電阻值約為500kV的20%。兩個(gè)電壓等級(jí)的輸電線路流過(guò)相同電流，1100kV輸電線路電阻功率損耗僅為500kV線路的20%。 1100kV線路波阻抗約為500kV線路的85%左右。在滿足穩(wěn)定條件下，單回1000kV輸電線輸送功率通常為500kV輸電線路的4倍以上。采用特高壓輸電能特別明顯地降低輸電線路電阻功率損耗。 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP132004-12-1413特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n特高壓輸電線路輸電特性v特高壓輸電線路的功率損耗和電壓降落 超高壓-特高壓輸電線路功率損耗比較 此圖為線

12、路長(zhǎng)度161km 的500kV和1100kV輸電 線路電阻功率損耗與 輸送功率的關(guān)系。 可見(jiàn)，在輸送相同功率 情況下，1100kV（或1000kV） 輸電線的功率損耗為500kV 輸電線路的1/16左右。 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP142004-12-1414特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n特高壓輸電線路輸電特性v有功功率與無(wú)功功率的輸送v 線路電容產(chǎn)生的無(wú)功和線路電抗消耗的無(wú)功損耗均是線路長(zhǎng)度的函數(shù)，即線路長(zhǎng)度增加，電抗的無(wú)功損耗和電容產(chǎn)生的無(wú)功都增加，反之亦然，特高壓輸電與超高壓輸電在輸送功率與無(wú)功的關(guān)系的變化規(guī)律

13、是一樣的。v 由于特高壓線路電容產(chǎn)生的無(wú)功比超高壓大得多，1100kV線路產(chǎn)生的無(wú)功幾乎為500kV線路的6倍。因此，特高壓輸電的電壓無(wú)功調(diào)節(jié)難度要大。如下圖所示，輕負(fù)荷時(shí)線路的無(wú)功過(guò)剩很多，而重負(fù)荷時(shí)線路的無(wú)功過(guò)剩很少，并聯(lián)電抗器的補(bǔ)償需要可控方式。 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP152004-12-1415特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性凈無(wú)功功率與傳輸功率的關(guān)系 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP162004-12-1416特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)

14、性n特高壓輸電線路輸電特性v可控并聯(lián)電抗器的調(diào)節(jié)方式： 線路輸送功率較小或空載時(shí)，補(bǔ)償容量處于最大值； 隨著線路功率的增加平滑地減少補(bǔ)償容量，使線路電抗消耗的無(wú)功主要由線路電容產(chǎn)生的無(wú)功來(lái)平衡； 當(dāng)三相跳閘甩負(fù)荷時(shí)，快速反映增大補(bǔ)償容量，以降低線路運(yùn)行在重負(fù)荷情況下限制工頻過(guò)電壓。v可控并聯(lián)電抗器的結(jié)構(gòu)型式：連續(xù)可調(diào)式，分級(jí)調(diào)節(jié)式。v可控并聯(lián)電抗器的應(yīng)用是特高壓輸電的特性所決定。武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP172004-12-1417特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性并聯(lián)電抗補(bǔ)償對(duì)特高壓輸電線路無(wú)功特性的影響線路電容產(chǎn)生的無(wú)

15、功與線路電壓和距離的關(guān)系武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP182004-12-1418特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性v超高壓和特高壓輸電能力的比較 超高壓特高壓輸電能力與輸電距離的關(guān)系 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP192004-12-1419特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性v超高壓和特高壓輸電能力的比較 前圖是超高壓500kV、765kV和特高壓1100kV、1500kV輸電線的輸電能力隨輸電距離的變化曲線。 在輸電線路輸電能力與發(fā)電機(jī)容量相匹配，升壓變壓

16、器和降壓變壓器和發(fā)電機(jī)容量相匹配以及受端系統(tǒng)強(qiáng)度相同的情況下，一回1100kV輸電線路的輸電能力大約為500kV輸電能力的6倍。 無(wú)論是超高壓，還是特高壓輸電，其輸電能力隨輸電距離的增加而減少。 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP202004-12-1420特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n系統(tǒng)參數(shù)對(duì)特高壓輸電能力的影響 v變壓器參數(shù)與超高壓-特高壓輸電線路參數(shù)的比率v超高壓-特高壓輸電線路接入電力系統(tǒng)有如下兩種可能的途徑或方法：（1）輸電線路直接將電廠接入受端電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電廠點(diǎn)對(duì)點(diǎn)地分散接入 受端電網(wǎng)。 （2）輸電線路將送端系統(tǒng)

17、與受端系統(tǒng)聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)送端和受端系統(tǒng)的大 容量送電和電網(wǎng)的互聯(lián)。 無(wú)論采用哪種接入系統(tǒng)的方法，輸電線路兩端都必須有升壓變壓器和降壓變壓器，送端和受端的系統(tǒng)參數(shù)，這些參數(shù)將對(duì)輸電的功角特性產(chǎn)生直接影響，對(duì)線路的輸送能力有著重要影響。 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP212004-12-1421特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n系統(tǒng)參數(shù)對(duì)特高壓輸電能力的影響 v變壓器參數(shù)與超高壓-特高壓輸電線路參數(shù)的比率 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP222004-12-14

18、22特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n系統(tǒng)參數(shù)對(duì)特高壓輸電能力的影響 v變壓器參數(shù)與超高壓-特高壓輸電線路參數(shù)的比率 由前表中數(shù)據(jù)可知，變壓器電抗是超高壓特高壓輸電能力極為重要的限制因素。 對(duì)于500kV和765kV小于250km輸電線路來(lái)說(shuō)，變壓器電抗是限制輸電能力的主要因素，即在250km之內(nèi)變壓器電抗大于線路電抗； 對(duì)于1100kV輸電工程來(lái)說(shuō)，變壓器電抗影響更大，其電抗值相當(dāng)于350km左右的線路電抗。 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP232004-12-1423特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n系統(tǒng)參數(shù)對(duì)特高壓輸電能力的

19、影響 v發(fā)電機(jī)參數(shù)與超高壓-特高壓輸電線路參數(shù)的比率 大容量，如600MW及以上功率的發(fā)電機(jī)，一般經(jīng)升壓變壓器組成單元式接線直接接到500kV母線，然后經(jīng)升壓變電站母線和超高壓/特高壓升壓變壓器及特高壓輸電線向負(fù)荷中心即受端系統(tǒng)供電。發(fā)電機(jī)內(nèi)部電抗等參數(shù)，隨著容量的增加有增加的趨勢(shì)。因此，在分析超高壓特高壓輸電線路的輸電能力時(shí)，發(fā)電機(jī)內(nèi)部電抗對(duì)輸電能力的影響受到關(guān)注。 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP242004-12-1424特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n系統(tǒng)參數(shù)對(duì)特高壓輸電能力的影響 v發(fā)電機(jī)參數(shù)與超高壓-特高壓輸電線

20、路參數(shù)的比率 由前表中數(shù)據(jù)可知，隨著輸電電壓的升高，發(fā)電機(jī)內(nèi)部電抗對(duì)輸電能力的影響越來(lái)越大，對(duì)于中、短距離超高壓和特高壓輸電線路來(lái)說(shuō)，和XT+XT2成為整個(gè)輸電工程限制輸電能力的主要因素。武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP252004-12-1425特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n系統(tǒng)參數(shù)對(duì)特高壓輸電能力的影響 v 發(fā)電機(jī)（廠、站）接入方式 大容量、特大容量發(fā)電機(jī)一般不是經(jīng)特高壓升壓變壓器直接接入特高壓電網(wǎng)，而是經(jīng)500kV升壓變壓器接入500kV升壓變電站母線，由母線匯集各發(fā)電機(jī)功率，然后由500kV/1100kV級(jí)升壓變壓

21、器接入特高壓電網(wǎng)?；騼蓚€(gè)電廠（站）經(jīng)兩級(jí)變壓接入特高壓電網(wǎng) 。v 受端系統(tǒng)強(qiáng)度、輸電線路回路數(shù)對(duì)特高壓輸電能力的影響 下表列出了長(zhǎng)度為500km的單回、雙回、三回1100kV輸電線路，在不同受端系統(tǒng)強(qiáng)度的輸電能力。兩個(gè)發(fā)電廠全部出力為9600MW，扣除廠用電10%，可向負(fù)荷中心輸送8640MW，計(jì)劃用三回1100kV特高壓線路輸送到500kV受端系統(tǒng)，從下表看出 ，按靜態(tài)穩(wěn)定限制，受端電網(wǎng)比較堅(jiān)強(qiáng)（短路電流50kA）情況下，只能送7820MW。其原因是送端，包括發(fā)電機(jī)和兩級(jí)變壓器電抗大，限制了特高壓輸電線路的輸電能力。 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESE

22、ARCH INSTITUTEP262004-12-1426特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n系統(tǒng)參數(shù)對(duì)特高壓輸電能力的影響 v受端系統(tǒng)強(qiáng)度、輸電線路回路數(shù)對(duì)特高壓輸電能力的影響 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP272004-12-1427特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n系統(tǒng)參數(shù)對(duì)特高壓輸電能力的影響 v受端系統(tǒng)強(qiáng)度、輸電線路回路數(shù)對(duì)特高壓輸電能力的影響 由前表結(jié)果還可看出， 特高壓輸電能力，如同超高壓一樣，隨受端系統(tǒng)強(qiáng)度增加而加大。如果受端系統(tǒng)弱，輸電能力減少十分明顯。 送端發(fā)電機(jī)內(nèi)部電抗和升壓變器電抗值隨其容量和電壓的增加顯著

23、增大，占總電抗的比率顯著增加，因此，增加輸電線回路數(shù)其總的輸電能力增加不明顯。從一回線增至兩回線，總的輸電能力只增加30%左右。從兩回線至增至3回線，總的輸電能力僅增加11-12%。認(rèn)為增加超高壓或特高壓線路回?cái)?shù)可成倍增加輸電能力的想法是不實(shí)際的。 從這里還可看出：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)輸電的方法，受發(fā)電機(jī)電抗和變壓器電抗的限制，無(wú)論受端系統(tǒng)多強(qiáng)，其輸電能力難達(dá)到自然輸送功率，或超過(guò)自然輸送功率的能力。武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP282004-12-1428特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n系統(tǒng)參數(shù)對(duì)特高壓輸電能力的影響 v 送 、受端系

24、統(tǒng)強(qiáng)度對(duì)特高壓輸電能力的影響 下圖給出了送、受端系統(tǒng)強(qiáng)度對(duì)超高壓-特高壓輸電能力的影響曲線。從圖可以看出：送、受端系統(tǒng)從弱（12.5kA）到強(qiáng)（75kA）變化，線路輸電能力由小到大明顯增加，并且電壓等級(jí)越高，送、受端阻抗對(duì)總的阻抗比率越大，輸電能力從小到大變化越明顯；在中、短輸電距離時(shí)，由于送、受端系統(tǒng)電抗成為主要輸電能力的控制因素，送、受端系統(tǒng)從弱到強(qiáng)，超高壓-特高壓輸電能力變化更加明顯，隨著輸電距離的增加，輸電能力變化趨勢(shì)減少。 上述變化規(guī)律告訴我們，在特高壓輸電建設(shè)初期，由于送、受端系統(tǒng)，即500kV電網(wǎng)還不是很強(qiáng)，特高壓固有的輸電能力的利用將受到非常明顯的約制。 遠(yuǎn)距離、大容量特高壓輸

25、電，必須在一定的距離（如300km500km之間）落點(diǎn)，得到電壓支持才能發(fā)揮輸電能力大的優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)性。 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP292004-12-1429特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n系統(tǒng)參數(shù)對(duì)特高壓輸電能力的影響 v送、受端系統(tǒng)強(qiáng)度對(duì)特高壓輸電能力的影響送、受端系統(tǒng)強(qiáng)度對(duì)超高壓特高壓輸電能力的影響武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP302004-12-1430特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性v并聯(lián)電抗器對(duì)超高壓特高壓輸電能力的影響 1100kV線路

26、并聯(lián)補(bǔ)償對(duì)其輸電能力的影響武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP312004-12-1431特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性v并聯(lián)電抗器對(duì)超高壓特高壓輸電能力的影響 特高壓輸電線路的電容充電電流很大，必須在輸電線兩端裝設(shè)并聯(lián)電抗器以補(bǔ)償電容電流，控制工頻過(guò)電壓。并聯(lián)電抗器將影響線路的自然功率（從而影響最大輸電能力），見(jiàn)前圖曲線，從限制工頻過(guò)電壓角度并聯(lián)電抗器補(bǔ)償度要大，從提高輸電能力來(lái)說(shuō)，補(bǔ)償度要低。綜合考慮，需要可控并聯(lián)電抗器。武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP

27、322004-12-1432特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性v串聯(lián)電容補(bǔ)償對(duì)特高壓輸電能力的影響 串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)淖饔孟喈?dāng)于明顯地減少了輸電線路的長(zhǎng)度，即使是在送、受端系統(tǒng)比較弱的情況下，串聯(lián)電容補(bǔ)償也能較好地提高線路輸電能力。串聯(lián)補(bǔ)償對(duì)1100kV輸電能力的影響 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP332004-12-1433特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n特高壓電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性n 在20世紀(jì)7090年代，國(guó)外廣泛開(kāi)展特高壓輸電技術(shù)研究，其目的，一是研究特高壓輸電技術(shù)的可用性；二是研究特高壓技術(shù)實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)性。n 經(jīng)濟(jì)性是考慮選擇特高壓輸

28、電電壓等級(jí)最重要的方面。 n 幾個(gè)輸電方案都可以實(shí)現(xiàn)大容量、遠(yuǎn)距離輸電，輸電成本最小，成為選取輸電方式的決定性因素。武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP342004-12-1434特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n特高壓電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性n輸變電技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法 輸變電工程的經(jīng)濟(jì)性主要表現(xiàn)在輸電成本上。在技術(shù)可行的情況下，輸變電工程方案選取的決定性因素便是成本。只有成本最小，輸變電工程投運(yùn)以后才會(huì)產(chǎn)生好的經(jīng)濟(jì)效益。v壽命周期成本概念 20世紀(jì)80年代，國(guó)外提出了壽命周期成本（Life Cycle Cost）的概念，壽命周期成本指的是輸變

29、電工程在其整個(gè)經(jīng)濟(jì)壽命周期內(nèi)所應(yīng)支持的總費(fèi)用。它由以下幾個(gè)部分組成：建設(shè)成本（一次投資成本）、運(yùn)行成本、維護(hù)成本、故障停運(yùn)和維修停運(yùn)造成中斷輸電的可靠性成本 。 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP352004-12-1435特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n特高壓電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性n壽命周期成本概念 壽命周期成本的通用公式是： LCC=IC+OC+MC+FC 式中，IC為一次投資成本，OC為運(yùn)行成本，MC為維護(hù)成本，F(xiàn)C為中斷輸電造成的可靠性成本。 滿足壽命周期成本最小的輸變電工程無(wú)論對(duì)社會(huì)，還是對(duì)輸電企業(yè)都將產(chǎn)生最好的經(jīng)濟(jì)效益。 武

30、漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP362004-12-1436特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n特高壓電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性n壽命周期成本技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法的主要特點(diǎn) 在輸變電工程規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段，不僅考慮一次投資成本，而且考慮了未來(lái)經(jīng)濟(jì)壽命運(yùn)行期間的運(yùn)行、維修成本和可靠性成本。這樣，可較好地估算輸變電工程投運(yùn)以后的生產(chǎn)成本，并且做到生產(chǎn)成本最小，避免了片面追求一次投資的缺點(diǎn)。 將可靠性指標(biāo)量化為經(jīng)濟(jì)性的要求。利用輸變中斷輸電造成的經(jīng)濟(jì)損失來(lái)表征可靠性能更好地優(yōu)化可靠性目標(biāo)。武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RE

31、SEARCH INSTITUTEP372004-12-1437特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n特高壓電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性n壽命周期成本與可靠性 目前，在輸變電工程規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)，通常采用確定性可靠性準(zhǔn)則。 確定性可靠性準(zhǔn)則的突出特點(diǎn)是：容易理解，可直接操作執(zhí)行；其局限性是難于確定不可靠性的程度，沒(méi)有考慮輸變電工程在運(yùn)行中的故障概率和修復(fù)概率，在規(guī)劃設(shè)計(jì)中不能做到可靠性的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可靠性沒(méi)有直接同經(jīng)濟(jì)性能聯(lián)系起來(lái)。 正在發(fā)展一種稱為概率可靠性準(zhǔn)則，亦稱為基于量化的可靠性準(zhǔn)則。它的主要特點(diǎn)是：考慮了輸變電工程各個(gè)設(shè)備統(tǒng)計(jì)的故障概率、維修概率、n-1準(zhǔn)則轉(zhuǎn)化為中斷輸電概率。這樣，概率可靠性準(zhǔn)則將可靠性與經(jīng)濟(jì)性直

32、接聯(lián)系起來(lái)，優(yōu)化可靠性目標(biāo)更為明確。武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP382004-12-1438特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n特高壓電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性n特高壓輸電與超高壓輸電的經(jīng)濟(jì)性比較 特高壓輸電與超高壓輸電的經(jīng)濟(jì)性比較，一般用輸電成本進(jìn)行比較，比較兩個(gè)電壓等級(jí)輸送同樣的功率和同樣的距離所用的輸電成本。 如前所述，有兩種比較方法： 一種是按相同的可靠性指標(biāo)，比較它們的一次投資成本； 一種是比較它們的壽命周期成本。 兩種比較方法都需要的基本數(shù)據(jù)是：構(gòu)成兩種電壓等級(jí)輸電工程的統(tǒng)計(jì)的設(shè)備價(jià)格及建設(shè)費(fèi)用。 武漢高壓研究所武漢高壓研究所

33、WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP392004-12-1439特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)特性和經(jīng)濟(jì)性n特高壓電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性n特高壓輸電與超高壓輸電的經(jīng)濟(jì)性比較 可靠性 從上表可知，前蘇聯(lián)1150kV和750kV線路中斷輸電率均比500kV線路低不少，1150kV線路中斷輸電率為500kV線路的1/4，為750kV線路的45%。前蘇聯(lián)1150kV線路運(yùn)行6年共中斷輸電5次，其中80%為雷電引起線路跳開(kāi)而中斷輸電。雷擊跳開(kāi)線路主要是雷電繞擊導(dǎo)線引起的。雷電的擊穿主要發(fā)生在改變線路方向的轉(zhuǎn)角塔上。在轉(zhuǎn)角塔的三相中，中間相抗雷能力較差。 武漢高壓研究所武漢高壓研究所WUHAN HIGH VOLTAGE RESEARCH INSTITUTEP402004-12-1440特高壓