涂艺丛，黄文涛

（湖北工业大学 电气与电子工程学院，湖北 武汉 430068）

0 引 言

随着我国基础建设水平的提高以及人们生产生活中用电需求的增加，电力系统电网和供电线路的建设与布局也迈入了新的时期，对输电线路的稳定性和安全性提出了更高的要求。在大电网时代，电力系统通过布局特高压输电线路来实现更高效率和更低成本的电力传输。如今，特高压输电线路已经成为我国电力系统用电传输的主力军，不断推广和扩大特高压输电电网的布局也是未来我国电力系统发展的大方向[1]。

1 电力系统稳定性概述

电力系统中，在各种外界条件和环境干扰下，发电机的运行状况会受影响，从而影响了电力输送的稳定性。由于电力系统的稳定性是电力输送的基本保障，因此只有确保了电力系统中各个发电设备的持续稳定运行，即发电机保持稳定的工作功率，才能维持输电线路的电压处于相对稳定的状态。发电机组的同步运行是保持电力系统稳定性的关键因素，维持发电机工作的同步，才可以保证各个母线和输电线路的电压与传输功率处于稳定水平，从而确保功率的振幅较小，进而保障了电力系统的稳定性[2]。

2 特高压输电线路介绍

特高压输电线路是指较大传输功率和电容的输电线路，线路的电压一般高达800 kV。而且特高压输电线路凭借其较小的波阻抗水平就能以更小的电能损耗来实现更高水准的传输速率，体现了其在电力传输上巨大优势[3]。另外，由于电力系统在收发两端的参数配置往往决定了输电线路的传输能力，因此特高压输电线路的传输能力也会受到电压稳定阈值和功角稳定阈值等因素的影响。

2.1 特高压输电线路的稳定性

由于特高压输电线路承载着巨大的电力输出需求，一旦其输送出现故障，就会影响到下一级电网的运行，进而严重影响整个电力系统的运转，给人们生产和生活造成巨大影响，因此维持特高压输电线路的安全和稳定具有重要的意义。在实际建设和运维过程中，通常可以通过在线路上采用双回的模式来将发电中心或者输送端的电力传输到远端的负荷中心。

要想保证系统的稳定性，特高压输电线路在实际运行时要保证电力系统功角的稳定。结合特高压输电线路的特征，对稳定性有以下几个要求。（1）当输电线路的一回发生了短路或者其他严重故障时，继电保护器和断路器要保持正常工作，可以直接绕过故障线路将故障段切出，从而在短时间保证电力系统的稳定。（2）通过绕过故障线路将故障切出后，其他线路可以暂时保持原来线路输送功率的稳定，从而保持电力系统的稳定运行，为故障修复争取一定的时间。（3）故障线路被切出电网之后，其他的传输线路依然可以保持最初的双回线路传输，同时其输送功率也可以维持在小于影响电压稳定的阈值范围内，并保留了一定的弹性调整空间。（4）特高压输电线路中接收端如果发生了大机组跳闸的情况，特高压输电线路就会在短时间承受较大功率输送的增长，系统会保证在短时间内的静态稳定，从而确保接收端电压处于稳定状态。

2.2 特高压输电线路的经济性

特高压输电线路的经济性主要体现在其在长距离电力输送的成本上，此外还包括输电线路的寿命以及维护成本。通常情况下，以1 100 kV的特高压输电线路为例，其传输负荷是500 kV的输电线路的4倍之多，而且运维成本更低，传输效率更高，电能损耗也更低，这就保证了特高压输电线路极高的性价比[4]。

3 特高压输电线路对电力系统的影响

3.1 提升了电力系统的稳定性

特高压输电线路的稳定和安全决定了电力系统的稳定和安全。如今，特高压输电线路已经获得了广泛应用和布局，其依靠自身强大的电力输送能力和较低的运行成本成为电力系统电力传输的主力，它的稳定运行对于整个电力系统具有重要意义。因为特高压输电线路可以帮助电力系统实现较大容量和功率的远距离输送，这同样也是在一定程度上提升了电力系统的稳定性。此外，由于特高压输电线路的使用寿命较长，这就保证了整个电网可以长时间处于稳定和高效的状态，也是电力系统稳定性评价的一个重要指标，在很大程度上减少了运维成本[5]。但是，一旦特高压输电线路出现故障，就会对下一级电网和整个电力系统的稳定运行造成巨大影响。这不仅会影响人们正常的生产和生活，同时由于特高压输电线路较高的建设成本，导致对于故障的修复同样需要耗费较大的人力和物资成本。

3.2 特高压输电线路稳定性的影响因素

在实际建设和运行的过程中，对特高压输电线路的稳定运行造成影响的因素很多，其也成为了影响电力系统稳定性的重要原因，主要包括以下几个方面。

（1）阻抗问题。在对特高压输电线路进行建设和布局时，阻抗问题是考虑影响输电线路性能的主要因素。变电站的电源很大程度上限制了输电线路的输送功率，电力传输过程中需要经过较长距离的输电线路才可以到达特高压的变电站[6]。因此，要提高特高压输电线路的输送功率，就要求对电网中的输送线路进行划分，通过将较长线路更改为短线路，并且对系统的各个参数进行优化，以此来提升输送功率。

（2）输电方式的选择问题。从经济性出发，在选择较高经济性的输送方式时，应当优先选择输送功率最接近自然功率的方式，此时输电线路在一定长度上电抗消耗的无用功与该段线路所发出的无用功相等。

（3）优化参数模型。如果要最大程度上实现电力传输功率最大化与传输成本最小化，则需要科学合理地优化参数模型，以此来提高输电线路的传输能力和经济性。

4 特高压输电线路的安全运维措施

4.1 做好自然灾害防护措施

特高压输电线路在建设和布局时所选的自然环境普遍较为偏远和复杂，也是很多自然灾害高发的地区。由于特殊的地理位置和自然环境，特高压输电线路的安全性就会受到各种突发自然灾害和环境因素的影响，其中以雷电最为常见。在特高压输电线路各种常见故障中，由于受到雷击而引发的故障最为普遍，雷击不仅会影响正常的电力传输，而且对特高压输电线路也会造成较大的损伤，影响了整个电力系统的电力传输，还带来了额外的运维成本。因此，对于特高压输电线路的保护工作就显得尤为重要。

特高压输电线路的防护措施一般以自然灾害高发的地区为主，尤其是雨季雷雨天气较多的地区，应当严格按照特高压输电线路的防雷电要求，科学合理地选择和布置防雷设备，最大限度保证线路的安全，防止线路遭受雷击，并防止线路因为自然灾害造成的短路或者断路等故障，从而保证特高压输电线路的稳定和安全。此外，要定期维护特高压输电线路，严格控制接地线路的电阻来提高线路的导地速率，保障线路的安全，也避免意外事故的发生，防止对人们的生命和财产安全造成威胁。

4.2 完善特高压输电线路的全方位监控

由于我国地域辽阔，整个电网布局错综复杂而且遍布祖国的每个角落，这就导致了对于整个电网的监控和巡查工作的难度较大。但是随着计算机技术和航天事业的飞速发展，借助于计算机和卫星定位等技术可以对特高压输电线路实现全方位的实时监控，通过构建和布局完善且全面的监控网络，来实时监控特高压输电线路的运行情况，并及时发现和处理特高压输电线路在运行中出现的故障和各种突发情况。不仅可以降低线路运维的难度，也可以尽快找到故障点，提高故障排除效率，有效提升特高压输电线路的故障维修和运维效率。

4.3 提高材料性能和性价比

特高压输电线路的电力传输性能在很大程度上是由其线路材料决定的，通过新型有机绝缘材料可以提高特高压输电线路的防潮能力和耐用性，这种新型材料凭借其自身分布密集的粒子将污染物隔离，从而有效预防线路受潮，避免发生短路故障[7]。此外，还可以在气候潮湿的地区通过使用陶瓷绝缘设备对线路做好防潮措施，保证线路维持较好的运行状态。此外，由于线路建设中使用的绝缘子串受风力影响时会发出偏离，影响线路的稳定性，引发各种故障，造成一定的安全隐患，因此防风也是特高压线路需要解决的一大问题。

5 结 论

电力是关系国计民生的基础性产业，电力系统承载着国家和人民生产与生活的基本用电需求，保障电力输送的稳定性和安全性是电力系统工作的重中之重。如今，特高压输电线路凭借其自身的优势成为电力传输的主力军，其稳定和安全是电力系统正常运转的基础。通过研究和探索特高压输电线路的特点，提高对于线路布局和运维的重视，通过各种措施保障线路稳定，对于提高电力系统的稳定和高效运转具有重要意义和价值。特高压电网的发展不仅响应了国家智能电网建设的号召，也对实现资源的优化配置、推动我国能源的高效开发与利用、促进电力系统的改革以及提高整体效益具有重大意义。