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探索超远距离大容量新型输电技术占领世界电力科技制高点

2012-08-15

科技传播 2012年7期
关键词:半波大容量暂态

半波长交流输电技术(ha1f-wave-1ength a1ternating current transmission,HWACT)(简称半波长输电)是指输电的电气距离接近一个工频半波,即3000km(50Hz)或2500km(60Hz)的超远距离的三相交流输电技术。特高压半波长交流输电系统的稳态特性和暂态稳定研究是特高压半波长交流输电技术可行性应用研究的基础。发表在2011年第31期《中国电机工程学报》上,在郑健超院士的带领下,中国电力科学研究院秦晓辉、张志强等撰写的论文《基于准稳态模型的特高压半波长交流输电系统稳态特性与暂态稳定研究》对此相关问题进行了系统的研究。

在半波长条件下,交流输电系统主要有以下优点:联系阻抗极小,电气距离很短,单回线输电能力较高;全线无功自平衡,无需无功补偿设备;输变电设备大幅减少,且基于交流输电的自然特性,无控制设备,简单可靠;经济性较好,在超长距离输电领域,可与大容量直流输电相比;可应用线路抽能技术向沿途贫困地区分流一部分电力,帮助该地区脱贫致富,这是当前直流技术难以办到的。

半波输电技术作为一种远距离、大容量的交流输电方式,具有很强的吸引力和前瞻性,近年来许多国家对此都展开了积极的研究。例如:巴西为把亚马逊流域的大水电送到负荷中心,把半波输电技术作为十分有竞争力的备选方案进行了研究;韩国也研究通过使用半波输电技术把西伯利亚的水电送至本国。

由于我国能源资源与负荷呈逆向分布,所以在我国电力发展战略中,远距离、大容量的输电方式不可避免。例如:一些西部的能源基地到沿海负荷中心距离约为3000km,输电距离恰好接近半波输电要求的工频半波长范围,因此可以考虑将半波输电技术作为这些大容量电力送出的一种方案进行可行性研究。我国特高压试验示范工程的成功也为特高压半波长交流输电的工程应用创造了条件。完善特高压半波长输电技术的理论研究,不仅对我国电力系统的规划和运行具有十分重大的意义,而且定将在世界范围内具有重要的影响。

国家电网公司立项,组织中国电力科学研究院、国网电力科学研究院、国网经济技术研究院、华北电力大学等单位,在郑健超院士的带领下,对特高压半波长交流输电的一系列关键技术问题进行了系统的专题研究。

《基于准稳态模型的特高压半波长交流输电系统稳态特性与暂态稳定研究》一文,推导出可用于潮流和稳定工程计算的特高压半波长交流线路的准稳态模型;首次对半波长线路的特殊电压分布特性从理论角度进行了深入分析,给出了科学合理的解释,有助于进一步深刻理解交流输电技术的本质;首次发现了半波长输电线路的最严重故障点在距首端75%~90%之间,并首次研究了最严重故障点和频率变化对系统暂态稳定极限的影响;在大量暂态稳定工程计算的基础上,首次提出了特高压半波长交流输电系统的暂态稳定极限和输电能力(点对网单回线可达5600~5700MW)。

该研究成果对于进一步加深对交流输电技术本质的认识有深远的意义,并对特高压半波长交流输电系统的可行性研究和未来试验工程的实施提供了有力的技术支撑。

未来如果能够结合西部能源基地的电力送出,在我国适时建成这种超长距离的大容量交流输电工程,将是世界电网发展历程中的又一个重要里程碑。

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