印度電力建設(shè)及其特高壓交直流輸電規(guī)劃-圖文(精)

1、何大愚:印度電力建立及其特高壓交直流輸電規(guī)劃第2期國外電力印度電力建立及其特高壓交直流輸電規(guī)劃何大愚(國電信息中心,北京100761摘要:印度的電力工業(yè)和輸電電網(wǎng)的開展也較快速,但更引人注意的是近2a 中在其輸電電網(wǎng)規(guī)劃中的巨大變化:由2005年公布的“開展765kV 輸電網(wǎng)和國際聯(lián)網(wǎng)改變?yōu)?007年的大力開展特高壓交、直流輸電組成的全國電網(wǎng),并在幾個五年方案水平上提出了遠景特高壓輸電的全國電網(wǎng)構(gòu)造,以及該電網(wǎng)中的主要運行問題及其解決途徑。關(guān)鍵詞:印度電網(wǎng);特高壓直流輸電;特高壓交流輸電;全國電網(wǎng);電網(wǎng)控制中圖分類號:TM715文獻標識碼:A文章編號:1004-9649(202102-0065

2、-04收稿日期:2007-11-13作者簡介:何大愚(1931-,男,陜西西安人,高級工程師(教授級,前總工程師,兼職教授,CSEE 和IEEE 高級會員,從事電力信息調(diào)研和分析工作。E -mail :0引言印度由分別包括幾個邦(相當于我國的省的東部(ER 、北部(NR 、西部(WR 、南部(SR 和東北部(NER 5個大區(qū)組成。東北部大區(qū)和北部大區(qū)之間由一狹長地區(qū)相連,稱為“雞脖地區(qū)(Chicken Neck Area ,即印度將開展形成的“輸電走廊。其能源豐富,以煤炭和水電為主,太陽能和風力資源也較充足。將建成雅魯藏布江下游大型2100萬kW 水電廠,200萬kW 左右的大火電廠也已建成十

3、多座,以及百萬千瓦級的核電廠多座,并方案于2007年將核電開展到730萬kW ;到2021年開展到2000萬kW ,到達總裝機量的7%10%1-2。由于主要電源位于東北部地區(qū)和東部地區(qū),還有建在不丹境內(nèi)的電廠;電力負荷又主要集中在南部、西部和北部地區(qū)。所以印度全國電網(wǎng)中的輸電方向主要為“東電西送,再輔以“北電南送。印度的電力工業(yè)由其“電力部(M inistry of Pow er 全面負責,其所屬的“中央電業(yè)管理局(Central Electricity Authority ,CEA 負責技術(shù),金融和經(jīng)濟方面以及協(xié)調(diào)統(tǒng)一方面的決策。全國行政區(qū)劃分為21個邦,各設(shè)有“邦電力局(State Ele

4、ctricity Board,SEB ,再分別組成5個大區(qū)的大區(qū)電網(wǎng)。直到20世紀90年代,因個別地區(qū)頻率不同和聯(lián)網(wǎng)效益,大區(qū)電網(wǎng)以背靠背的HVDC 裝置和主干線路,異步互聯(lián)成初期的全國電網(wǎng)3。1印度的電力建立和改革印度于1947年獨立時,只有電力裝機1360M W ,也未形成電網(wǎng),只有幾處由發(fā)電機孤立供應用戶的供電系統(tǒng)(見圖1。到20世紀60年代才先后建成SEB 負責的邦電網(wǎng),后來通過增建火電和電網(wǎng)互聯(lián),直到70、80年代中期才先后建成北部(NorthernRegion,NR 和WR 、SR 、ER 以及NER 5個大區(qū)電網(wǎng)。此后以20萬kW 和50萬kW 機組以及400kV 輸電進一步開展

5、了大區(qū)電網(wǎng),到90年代形成了異步互聯(lián)的全國電網(wǎng)。其中NER 與NR 為同步互聯(lián),SR 那么以各種HVDC 聯(lián)絡(luò)線與其他大區(qū)電網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)。電力工業(yè)的改革和市場化是在90年代中開場的。發(fā)、輸、配電局部皆單獨分開,由一些私營企業(yè)接收配電網(wǎng),組成了配電公司。在國家和各邦的水平上皆組成了監(jiān)管機構(gòu),以便在參與者眾多的市場環(huán)境中,使電價保持平穩(wěn)。輸電局部因其天然壟斷性質(zhì),以部門合營企業(yè)方式參與市場競爭,遂形成了市場化的電力交易局面。市場中出現(xiàn)的阻塞管理等問題,也進一步促進了建立足夠應用輸電網(wǎng)的開展前景2。2印度電力系統(tǒng)現(xiàn)狀及開展2,4發(fā)電和輸電的開展至2007年1月31日印度全國裝機到達140GW (峰荷需

6、求100GW ,大區(qū)電網(wǎng)間交換功率約18中國電力ELECTRIC POWER第41卷第2期2021第41卷中國電力國外電力GW 。第十一個五年方案期間(20212021年,裝機將達210GW ,峰荷約157GW ,大區(qū)間交換量增至37GW ,此時,輸電電壓將采用765kV 和800kVHVDC ?！笆迥┭b機將達600GW ,其中新增水電80GW ,火電80GW ,沿海采用進口燃料電廠90GW ,核電90GW ,分布式電源50GW 。此時的峰荷約達450GW ,大區(qū)間交換140GW ,400kV 輸電將達25000km ,765kV 線可達20000km ,輸電方式中將出現(xiàn)1200kV UH

7、VAC 和800kV UHVDC 。開展情況如圖24所示。發(fā)電和輸電規(guī)劃皆以五年方案方式制訂,并由CEA 會同“印度電網(wǎng)公司在政府方案部門和有關(guān)監(jiān)管部門的監(jiān)察下進展具體工作2,4。2.2特高壓交、直流輸電將主要用于“雞脖地區(qū)由于電源和負荷分布不平衡,地理上的“雞脖地區(qū)也將成為輸送大容量輸電的集中地區(qū)?？傒斔腿萘繉⑦_50GW ,還要加上15%的輸送裕度。在規(guī)劃中對此分析了3個方案:即8回800kVUHVDC 方案;5回800kV+6回765kV 方案;以及4回800kV+2回1200kV UHVAC 方案。決定建立特高壓1200kV 輸電的根本依據(jù)是其輸送能力;其熱輸送極限可達12GW ,而其自

8、然功率那么為6.5GW ;此外還可大量節(jié)約走廊和減少損耗。最后“雞脖地區(qū)建立的輸電方案為2回1200kV+5回800kV+2回400kV (見圖5,這樣加上原來已造成的9.5GW 輸送能力,才可到達未來的輸電需求。正在興建的第1條800kV UHVDC 線路位于雞脖地區(qū),它將把NER 中的6GW 水電輸往印度中部的負荷區(qū)。圖11947年的地方供電系統(tǒng)Fig.1Local power supply systems in 1947圖2裝機容量的方案增長Fig.2Projected growth in installed capacity圖3規(guī)劃中的輸電擴展Fig.3Projected expans

9、ion in transmission lines圖4變電站容量的增長Fig.4Projected addition to substation capacity圖5通過“雞脖地方的輸電建立方案Fig.5Power transmission project through Chicken Neck Area66何大愚:印度電力建立及其特高壓交直流輸電規(guī)劃第2期國外電力2.3印度“十四五中期(2025年左右的電網(wǎng)自目前的印度電網(wǎng)(見圖6,再向前開展到“十三五的末尾時,電網(wǎng)的尖峰負荷和裝機總?cè)萘繉⒔员?021年的增大3倍,從NER和ER送NR、WR 和SR的電力也將到達8090GW,即增大4倍,大

10、區(qū)間交換容量也將增大4倍。因此必需進一步開展特高壓1200kV和800kV輸電,即進一步建立全國電網(wǎng)中的主干線路,那時765kV和500kV輸電將轉(zhuǎn)為支持性輸電網(wǎng),而400kV將用作次輸電網(wǎng),此水平上的全國電網(wǎng)(約在2025年的規(guī)劃結(jié)線情況見圖7。如果將圖1、6、7比照來觀察,即可看出印度電力網(wǎng)隨著國家經(jīng)濟開展而開展的巨大變化。3印度電網(wǎng)開展中的主要技術(shù)問題及其解決途徑3,5當前各大區(qū)電網(wǎng)的短路水平已較突出,將來會更大,ER中最大達100kA,NR和SR中達87kA, WR中達80kA,將對電網(wǎng)構(gòu)成威脅。除了提高開關(guān)的遮斷能力外,還將采用一些限制短路電流的措施,如由晶閘管控制的串聯(lián)電抗器,用背

11、靠背直流裝置隔離和分層電網(wǎng),以及各種限流措施的開發(fā)和應用等。3.2電網(wǎng)中無功功率、潮流管理和動態(tài)控制此問題在有特高壓輸電的電網(wǎng)中將更加突出,每千米的UHVAC線路將產(chǎn)生6M var的無功,而UHVAC的線路總長度將到達2萬km,其單線段輸送3GW有功時,還將產(chǎn)生1500M var的無功功率,這將對高層電網(wǎng)中的潮流產(chǎn)生不良影響。對此將采用常規(guī)SVC和可動態(tài)控制的串、并聯(lián)補償以及可對線路和導線進展動態(tài)配置(Spacing5的措施之外,還將采用:在關(guān)鍵地點以背靠背HVDC調(diào)節(jié)400kV和765kV電網(wǎng)間的交換功率;利用500kV和800kV HVDC控制電網(wǎng)中的電流;在UHV電網(wǎng)中采用基于晶閘管的“

12、潮流控制器,如圖8所示。為了保證未來復雜電網(wǎng)的正常運行,正在研究設(shè)計和試驗開發(fā)一些未來必需的新型控制技術(shù)、維修技術(shù)和供電技術(shù)等。正在開展的根本技術(shù)是圖62007年印度電網(wǎng)現(xiàn)狀Fig.6Existing Indias power system in2007圖72025年的印度電網(wǎng)Fig.7Indias power system in202567第41卷中國電力國外電力圖8維持1200kV 電網(wǎng)潮流平穩(wěn)用的電力電子控制器Fig.8Power electronic controllers for power flowequilibrium in 1200kV gridReviewon India s

13、electricpower construction and planningofUHVDC &UHVAC transmissionsHE Da -yu(China Electric Power Information Center,Beijing 100761,China Abstract:India s power industry and transmission grids are also growing rapidly.In recent 2years India s Central Electricity Authority(CEA changed its transmissio

14、n planning from “to develop 765kV transmission grid and international interconnection in 2005to thedevelopment of UHVDC and UHVAC transmissions in 2007,meanwhile proposed the schemes of future National Grid for different “5-year plan levels,and described its main technical problems as well as the te

15、chnical measures to be taken.Key words:India s power grid ;UHVDC ;UHVAC ;national grid ;power grid controlWAM S (Wide Area M onitory System 系統(tǒng),加上足夠的控制能力后,可最終建成“智能電網(wǎng),以期到達具有自動管理發(fā)電和需求平衡,自適應型的主動解列和電網(wǎng)自愈等能力,使電網(wǎng)中可實時了解運行和平安現(xiàn)狀,可預測事故的發(fā)生,預見事故時應采取的防護措施,以及防止或減輕連鎖故障的危害后果。此系統(tǒng)的技術(shù)內(nèi)容是在收集和處理所有PM U 數(shù)據(jù)的前提下,借助于先進的軟件和控制設(shè)備

16、,對數(shù)據(jù)進展修正和再處理,以到達使電網(wǎng)“智能化的目的。除上述根本控制技術(shù)系統(tǒng)外,還在研究開發(fā)一系列其他技術(shù):(1應用直升飛機進展線路和變電站的帶電操作,可進展絕緣子串清洗,由地面或車吊斗箱中控制的橫擔安裝,平安巡查、線路聯(lián)結(jié)點狀況檢測、設(shè)備繪圖、導線應力檢測等工作。(2應用機器人進展監(jiān)視和維修工作,以減少停電事故、增強人身平安、減少運行和維修費用等。它更有利于地下輸電的隧洞中進展工作,或在有環(huán)保或走廊的嚴格限制條件下的操作,也可用于發(fā)生火災或爆炸情況下的必要操作。(3在配電網(wǎng)中取消變電站的技術(shù),即直接將400kV /11kV 的電壓換流器安裝在桿塔上,以到達此目的。(4采用微型網(wǎng)(M icro

17、 Grid 技術(shù),用直流輸電建成局部配電網(wǎng)。其優(yōu)點不僅可直接向數(shù)字型設(shè)備供電,還可用以直接接入分布式電源,節(jié)省AC/DC 換流器。還可與其他管道系統(tǒng)同穴安裝、節(jié)約投資,也有利提高供電平安性和可控性。(5其他技術(shù),如專用的雷電信息系統(tǒng)、超導技術(shù)、VSC-HVDC (已建成150kV 530M W 裝置等。4結(jié)語印度的電力工業(yè)有了巨大的開展,尤其在近2a中在輸電電網(wǎng)的開展規(guī)劃中出現(xiàn)了明顯的大變化:在文獻6中,還只提到印度輸電電網(wǎng)的開展前景是在其“十一五(20212021年中,“將建成大容量的765kV 的環(huán)形總干線,具有覆蓋所有大區(qū)電網(wǎng)的多條穿插的互聯(lián)通道;以及“印度電網(wǎng)開展的遠景是國際聯(lián)網(wǎng),即聯(lián)

18、入包括南亞七國的大聯(lián)網(wǎng)3。但在2007年的初期5和中期2正式發(fā)表的資料中又公布了應用特高壓交、直流輸電的較完整規(guī)劃。變化巨大、令人注目。明顯的,在中印兩國的電力工作者之間,存在著相互學習和交流的時機,應予關(guān)注。致謝:感謝王秀亭、朱亞華同志協(xié)助搜集資料及田菁菁同志對成文的有效支持!參考文獻:1張欽芝.印度的電力工業(yè)J .國際電力,2001(增刊:世界電力工業(yè)手冊:107-112.ZHANG Qin -zhi.Electric power of India J .International Electric Power for China,2001(S0:107-112.2MUKHOPADHYAY S.Towards electricity