輸電能力

緊湊型輸電技術(shù)是通過對(duì)導(dǎo)線的優(yōu)化排列，將三相導(dǎo)線置于同一塔窗內(nèi)，三相導(dǎo)線間無接地構(gòu)件，達(dá)到提高自然輸送功率、減少線路走廊寬度、提高單位走廊輸電容量的新型架空送電技術(shù)。

20世紀(jì)80年代初，美國BPA（西北部地區(qū)電力管理局）就已建成了投運(yùn)單、雙回路500kV緊湊型線路近1000km。但最早將完全意義上的緊湊型輸電線路理論投入應(yīng)用的是巴西，其在1980年開始研究，1986年投運(yùn)了第一條500kV緊湊型輸電線路，至今已建成投運(yùn)500kV緊湊型輸電線路2000km以上。

目前，國際上掌握該項(xiàng)技術(shù)的有巴西、美國、俄羅斯等少數(shù)幾個(gè)國家。但因國情不同，其著重點(diǎn)也不相同，其中俄羅斯偏重于自然功率的提高，巴西、美國則偏重于縮小走廊寬度，而我國在這方面的研究?jī)A向于兩方面兼顧。

緊湊型線路相較常規(guī)輸電線路具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)絕緣強(qiáng)度與常規(guī)線路相當(dāng)，并具備帶電作業(yè)的條件。

(2)導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度與常規(guī)線路相當(dāng)，并具有較小寬度的地面高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)。

(3)各相參數(shù)對(duì)稱性好，具有較小的正序電抗和較高的自然功率等良好的運(yùn)行特性。

(4)具有較小的走廊寬度，易于選擇優(yōu)化的路徑方案。500kV緊湊型輸電線路如圖1所示。

從當(dāng)前我國電力發(fā)展的趨勢(shì)來看，大容量電站和遠(yuǎn)距離輸電線路的建設(shè)正呈突飛猛進(jìn)之勢(shì)，在各個(gè)電壓等級(jí)上推廣和采用一般緊湊型線路在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都是合適的，是改善和提高我國輸電系統(tǒng)傳輸容量的一個(gè)行之有效的方法。

影響輸電能力的因素很多，主要有：送受端之間輸電系統(tǒng)的電壓等級(jí)，送電距離，電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)，線路回?cái)?shù)，導(dǎo)線分裂根數(shù)和截面，以及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定水平和標(biāo)準(zhǔn)等。220 kV以上電壓等級(jí)相適應(yīng)的輸送功率和輸送距離則示于圖1中。電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)越緊密(線路回?cái)?shù)越多，中間有開關(guān)站或變電所，或者有中間系統(tǒng)接入)，線路導(dǎo)線的分裂根數(shù)越多、截面越大，以及系統(tǒng)的穩(wěn)定水平越高，則輸電能力越大；反之則越小。2100433B

輸電能力是指互連電力系統(tǒng)可靠地將電能在特定系統(tǒng)條件下通過所有輸電線或區(qū)域之間的路徑從一個(gè)地方移動(dòng)或轉(zhuǎn)移到另一個(gè)地方。在電力行業(yè)，輸電能力的單位通常用兆瓦(MW)表示。在這里，區(qū)域可認(rèn)為是一個(gè)獨(dú)立的電力系統(tǒng)、電力池、控制區(qū)或它們的一部分。輸電能力本質(zhì)上也是具有方向性的，即從區(qū)域A到區(qū)域B的輸電能力通常并不等于從區(qū)域B到區(qū)域A的輸電能力。

在電力系統(tǒng)的規(guī)劃和操作中，輸電能力是用于評(píng)估互連輸電系統(tǒng)可靠性的幾種性能指標(biāo)之一。系統(tǒng)規(guī)劃人員將輸電能力作為評(píng)估互連輸電系統(tǒng)性能的一種輸電強(qiáng)度指標(biāo)。這經(jīng)常用于比較和評(píng)估不同的輸電系統(tǒng)配置。系統(tǒng)操作人員將輸電能力作為評(píng)估互連輸電系統(tǒng)將電能從網(wǎng)絡(luò)一側(cè)傳輸?shù)搅硪粋?cè)或控制區(qū)域之間進(jìn)行電能傳輸?shù)膶?shí)時(shí)能力。在互連系統(tǒng)運(yùn)行中，輸電是與交換等同的。

多相輸電(Multi-phase Power Transmlssion System)是指相數(shù)多于三相的輸電技術(shù)。多相輸電技術(shù)理論上存在以下優(yōu)越性：①導(dǎo)線間距減小，線路緊湊，正序電抗較小，可與現(xiàn)有三相系統(tǒng)協(xié)調(diào)、兼容運(yùn)行。②對(duì)高壓斷路器觸頭斷流容量的要求較低。③同等導(dǎo)線截面的條件下，線路輸送功率大幅提高。④相同電壓下，多相輸電的正序電抗下降，進(jìn)一步促使穩(wěn)定極限功率上升。⑤導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度較小，架空線路走廊窄等。六相及以上的多相導(dǎo)線的懸掛困難、桿塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，線路造價(jià)上升。隨著線路相數(shù)的增加，多相輸電線路故障組合類型迅速增加，增加了故障分析、繼電保護(hù)整定的難度。多相輸電中的斷路器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，相間過電壓倍數(shù)較高。由于上述缺點(diǎn)，六相及以上的多相輸電方式的推廣應(yīng)用受到限制。

近年來我國在自行研制成功的三相變四相、四相變?nèi)嘧儔浩鞯幕A(chǔ)上，率先提出了四相輸電技術(shù)。四相輸電還有以下優(yōu)點(diǎn)：①四相導(dǎo)線可對(duì)稱地懸掛在單柱桿塔的兩側(cè)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，空間電磁場(chǎng)分布更加均勻。②可采用兩相鄰相運(yùn)行，提高輸電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性與暫態(tài)穩(wěn)定性?？梢?，四相輸電的線路對(duì)稱性好，線路及桿塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在多相輸電線中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)能夠提高輸送功率密度，節(jié)省架線走廊，經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益十分顯著，值得繼續(xù)深入研究和試驗(yàn)。

按照輸送電流的性質(zhì)，輸電分為交流輸電和直流輸電。

19世紀(jì)80年代首先成功地實(shí)現(xiàn)了直流輸電。但由于直流輸電的電壓在當(dāng)時(shí)技術(shù)條件下難于繼續(xù)提高，以致輸電能力和效益受到限制。

19世紀(jì)末，直流輸電逐步為交流輸電所代替。交流輸電的成功，迎來了20世紀(jì)電氣化社會(huì)的新時(shí)代。

目前廣泛應(yīng)用三相交流輸電，頻率為50Hz（或60Hz）。20世紀(jì)60年代以來直流輸電又有新發(fā)展，與交流輸電相配合，組成交直流混合的電力系統(tǒng)。

第1章 緒論

1.1 緊湊型輸電技術(shù)

1.1.1 國外研究現(xiàn)狀

1.1.2 我國研究現(xiàn)狀

1.1.3 緊湊型輸電線路提高線路輸送能力的優(yōu)勢(shì)與局限

1.2 串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)娜嵝暂旊娂夹g(shù)

1.2.1 串聯(lián)電容補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展

1.2.2 串聯(lián)電容補(bǔ)償提高線路輸送能力的局限

1.3 柔性緊湊型輸電技術(shù)

第2章 緊湊型輸電線路建模參數(shù)特性研究

2.1 緊湊型輸電線路電 參數(shù)的工頻特性

2.2 緊湊型輸電線路電氣參數(shù)的頻變特性

2.3 地線與接地方式對(duì)緊湊型電氣參數(shù)的影響

2.4 大地電阻率對(duì)緊湊型輸電線路電氣參數(shù)的影響

2.5 本章小結(jié)

第3章 緊湊型輸電線路自然功率特性研究

3.1 影響線路自然功率的主要因素

3.2 緊湊型輸電線路相間距離的研究

3.2.1 操作過電壓限制的最小相間距離分析

3.2.2 工頻過電壓限制的最小相間距離分析

3.2.3 導(dǎo)線不同步運(yùn)動(dòng)的最小相間距離

3.2.4 國內(nèi)外架空線路設(shè)計(jì)規(guī)程中對(duì)相間距的要求

3.2.5 電磁環(huán)境指標(biāo)對(duì)緊湊型線路相間距離的限制

3.2.6 V型絕緣子串對(duì)特高壓緊湊型線路相間距的限制

3.2.7 緊湊型輸電線路相間距離結(jié)論

3.3 遠(yuǎn)距離緊湊型輸電線路的相參數(shù)平衡問題

3.3.1 線路相參數(shù)平衡問題計(jì)算方法

3.3.2 線路相參數(shù)平衡問題計(jì)算結(jié)果

3.3.3 遠(yuǎn)距離緊湊型線路相參數(shù)平衡問題結(jié)論

第4章 緊湊型輸電線路的電磁環(huán)境

4.1 電磁環(huán)境限值

4.1.1 工頻電場(chǎng)

4.1.2 工頻磁場(chǎng)

4.1.3 無線電干擾

4.1.4 叫聽噪聲

4.2 電磁環(huán)境計(jì)算方法與計(jì)算條件

4.2.1 無線電干擾

4.2.2 可聽噪聲

4.2.3 電暈損失

4.2.4 電磁環(huán)境計(jì)算條件

4.3 緊湊型輸電線路參數(shù)對(duì)電磁環(huán)境的影響

4.3.1 分裂間距對(duì)緊湊型線路導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度的影響

4.3.2 導(dǎo)線外徑對(duì)緊湊型線路電磁環(huán)境的影響

4.3.3 導(dǎo)線分裂數(shù)對(duì)緊湊型線路電磁環(huán)境的影響

4.3.4 導(dǎo)線高度對(duì)緊湊型線路電磁環(huán)境的影響

4.3.5 相序?qū)νp回緊湊型線路電磁環(huán)境的影響

4.4 緊湊型輸電線路子導(dǎo)線排列的優(yōu)化

4.4.1 緊湊型線路子導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度均勻性分析

4.4.2 緊湊型線路子導(dǎo)線不均勻排列優(yōu)化方法

4.4.3 緊湊型線路子導(dǎo)線的優(yōu)化方案

4.5 海拔高度對(duì)輸電線路電磁環(huán)境影響的試驗(yàn)研究

4.5.1 高海拔電暈效應(yīng)試驗(yàn)

4.5.2 海拔高度對(duì)導(dǎo)線電暈可聽噪聲的影響

4.5.3 海拔高度對(duì)導(dǎo)線電暈無線電干擾的影響

4.5.4 海拔對(duì)電磁環(huán)境影響小結(jié)

4.6 本章小結(jié)(基于大輸送容量目標(biāo)和電磁環(huán)境限制的柔性緊湊型輸電線路推薦導(dǎo)線方案)

第5章串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)妮旊娋€路次同步振蕩

5.1 概述

5.1.1 SSR問題的提出及我國的多模態(tài)SSR問題

5.1.2 SSR的形成機(jī)理

5.1.3 SSR的危害

5.2 SSR問題的研究方法

5.2.1 頻域分析法

5.2.2 時(shí)域仿真法

5.2.3 多機(jī)多模態(tài)SSR特征值分析方法

5.3 抑制SSR問題的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

5.3.1 SSR的典型抑制措施

5.3.2 附加勵(lì)磁阻尼控制的研究現(xiàn)狀及問題

5.3.3 靜止無功補(bǔ)償器抑制SSR的研究現(xiàn)狀

5.4 本章小結(jié)

第6章 附加勵(lì)磁阻尼控制抵制SSR的研究

6.1 基于遺傳一模擬退火算法的SEDC優(yōu)化設(shè)計(jì)

第7章　靜止無力補(bǔ)償器抑制SSR的研究

第8章　柔性緊湊型線路的工頻電磁暫態(tài)特性

第9章 柔性緊湊型線路的操作電磁暫態(tài)問題

第10章 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)的潛供電流與恢復(fù)電壓

第11章 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)的繼電保護(hù)

第12章 柔性緊湊型輸電的關(guān)鍵參數(shù)選取及典型配置

第13章 大截面導(dǎo)線研究

第14章 耐熱鋁合金導(dǎo)線的研究

第15章 碳纖維復(fù)合加強(qiáng)芯材料及導(dǎo)線研究

參考文獻(xiàn)