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特高压输电关键技术研究

2012-04-17 14:31
安娜PARKER
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  特高压输电工程建设能够满足我国未来快速的电力增长需求,满足电网规模逐步扩大、跨区联网基本形成的网络联结要求。该文介绍了特高压输电技术在国内外的研究现状,基于中国的实际情况,分析了中国1000kV特高压交流输电工程和±800kV特高压直流输电工程中,过电压与绝缘配合、外绝缘特性、电磁环境以及特高压设备制造与检验、检测等方面面临或亟待解决的问题。分析认为,依托国家电网公司一流的特高压交流试验基地和特高压直流试验基地,上述问题可以得到很好的研究解决,得到试验数据和分析结果可直接用以指导我国特高压输电工程的设计和建设。

  引言

  我国地域辽阔,能源储备和电力负荷分布极不均衡。在电网建设中,能源分布和电力传输始终是一个需要综合考虑的问题。随着经济的发展,建立长距离、大容量、低损耗的输电系统已成为我国电网发展的必然[1]。特高压交、直流输电网除了能实现电能大规模和远距离输送的需求外,还可以大幅度提高电网自身的安全性、可靠性、灵活性和经济性,具有显著的社会、经济效益。然而电网的运行电压等级越高,相应的技术要求也就越高[2]。随着四川复龙至上海南汇±800kV特高压直流示范工程、晋东南-南阳-荆门1000kV特高压交流试验示范工程相继由国家发展改革委员会核准建设,我国的特高压交、直流输电技术研究及其基础实验设施亟待完善。国家电网公司特高压交流试验基地和直流试验基地的建设和逐步投付使用,将使我国具备可靠的试验和测试平台,同时可以为我国特高压交、直流输电技术在工程设计和建设方面起到重大的支撑作用。本文针对我国的国情,对特高压输电技术若干关键问题的进行研究。

  1.特高压输电技术研究现状

  1.1国外特高压输电现状

  美国、日本、前苏联、意大利和巴西等国于20世纪60年代末和70年代初相继开始了特高压交、直流输电技术的研究,并建设了相应的试验室及短距离试验线路[3]。在特高压交流输电方面,前苏联于20世纪80年代着手建设联接西伯利亚、哈萨克斯坦和乌拉尔联合电网的1150kV输电工程,成为世界上第一个(也是唯一的)具有成熟特高压输电运行经验的国家。进入20世纪90年代,受其国内经济形势及电力需求变化的影响,该工程降压至500kV运行。日本、意大利等国家也曾经展开过特高压交流输电工程计划,但由于世界经济发展速度减缓以及国际大环境变化而导致上述国家的电力需求停滞甚至衰退,特高压输电工程纷纷下马,已经建成的高压输电线路也只能以低电压等级运行。在特高压直流输电方面,目前世界上运行电压等级最高的是巴西伊泰普±600kV级直流输电工程,而这一电压等级与我国建设的±800kV级的直流输电工程仍具有较大差距。

  1.2我国特高压输电技术研究现状

  采用特高压输电,对实现更大范围的资源优化配置、提高输电走廊的利用率和保护环境,都具有十分重要的意义[1]。我国大气污染严重,“西南水电”的送出又带来高海拔、覆冰等问题,因此气候和地理环境对电磁环境指标及外绝缘特性的影响与国外研究机构的试验环境和试验条件有较大差异,国外的研究结论很难应用。更重要的是,我国建设的800kV特高压直流输电工程是世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最长的直流输电工程,该工程的实现必须要基于我国实际情况而开展。

  我国特高压输电技术研究始于1986年,在过去的20多年里,我国的科研机构在特高压交、直流输电领域相继开展了“远距离输电方式和电压等级论证”、“特高压输电前期论证”和“采用交流百万伏特高压输电的可行性”等研究,在特高压输电系统过电压水平、绝缘配合、输电线路对环境影响以及设备、线路、铁塔、典型变电站(换流站)的选择与论证方面,取得了初步成果。

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