提高超高壓交流輸電線路的輸送能力

第1章 緒論

1.1 緊湊型輸電技術(shù)

1.1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

1.1.2 我國(guó)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(guó)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(guó)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)

為解決遠(yuǎn)距離、大容量的電能輸送問題，本研究提出了柔性緊湊型輸電方式。研究中將柔性技術(shù)與緊湊型技術(shù)有機(jī)結(jié)合，利用柔性技術(shù)縮短線路電氣距離，并抑制緊湊型技術(shù)帶來的過電壓及潛供電流問題；利用緊湊型技術(shù)提高線路自然功率，有效地規(guī)避了高串補(bǔ)度帶來的次同步振蕩風(fēng)險(xiǎn)，并可節(jié)省走廊；針對(duì)柔性緊湊型線路特有的線路參數(shù)特性，給出了可行的繼電保護(hù)方案。通過上述關(guān)鍵問題的研究及各環(huán)節(jié)的全方面論證，給出了可直接應(yīng)用的典型配置，使500-1000km線路的輸送容量達(dá)到常規(guī)線路的1.5-1.8倍為提高短線路的輸送能力，研制了可長(zhǎng)期運(yùn)行于150℃的高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線，其綜合指標(biāo)高于國(guó)內(nèi)研發(fā)的同型耐熱導(dǎo)線；研制了國(guó)內(nèi)第一條900mm2的大截面導(dǎo)線，且該導(dǎo)線作為國(guó)內(nèi)主干線路第一次使用四層鋁股絞制技術(shù)，減小了導(dǎo)線交直流電阻比。此外，對(duì)復(fù)合加強(qiáng)芯導(dǎo)線在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用前景進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)與技術(shù)分析。

書名：提高超高壓交流輸電線路的輸送能力（一）

書號(hào)：9787302240518

作者：梁曦東、姜齊榮、曾嶸、董新洲等

定價(jià)：75元

出版日期：2010-12-1

出版社：清華大學(xué)出版社

前 言

經(jīng)濟(jì)的繁榮與社會(huì)的進(jìn)步，與充足的能源供應(yīng)息息相關(guān)，而電能更是國(guó)家安全、穩(wěn)定與高速發(fā)展必不可少的重要因素。近年來，我國(guó)的電力需求日益增長(zhǎng)，電力工業(yè)發(fā)展迅速，發(fā)電裝機(jī)容量每年都以超過10%的速度增加，預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)電力裝機(jī)容量將達(dá)到16億千瓦。

我國(guó)幅員遼闊，能源與負(fù)荷分布不均勻。我國(guó)水力資源主要分布在西南各省，煤炭資源主要分布在山西、陜西、內(nèi)蒙古等西北省份。而負(fù)荷中心主要分布在以京、滬、穗為中心的東部及東南沿海。根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，我國(guó)以北、中、南三條通道實(shí)現(xiàn)西電東送。因此，大容量、遠(yuǎn)距離的電能輸送是很有必要的。

對(duì)于不同輸送距離與輸送容量的目標(biāo)，具有與之對(duì)應(yīng)的輸電模式。

不同輸送距離與容量下適用的輸電模式

千公里以上的輸送距離，一般使用超、特高壓直流輸電；較短的輸送距離(百公里上下)，可以使用常規(guī)交流輸電；若在短距離輸送更大的電能，可以使用同塔雙回或多回輸電方式；而隨著輸電電壓等級(jí)的提高，輸送距離與容量均隨之增加。

為進(jìn)一步提高輸送距離，滿足數(shù)百到千公里的電能輸送需求，需要使用串聯(lián)電容補(bǔ)償，否則輸電線路將面臨穩(wěn)定、過電壓等重重問題。但受制于串補(bǔ)投資、串補(bǔ)帶來的SSR問題等，難以在遠(yuǎn)距離的前提下滿足大容量的要求。在數(shù)百到千公里的輸送距離下輸送較高的容量這個(gè)區(qū)域，還是一片空白，此前沒有成熟的輸電模式。

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃( "973”計(jì)劃)“提高大型互聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的基礎(chǔ)研究”設(shè)置了子課題“提高超高壓交流輸電線路輸送能力的研究”，通過研究工作探索適合于大容量遠(yuǎn)距離的輸電模式，即研究目標(biāo)為在500～1000"_blank" href="/item/緊湊型輸電線路/5205391" data-lemmaid="5205391">緊湊型輸電線路，并進(jìn)行電磁環(huán)境方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)；以串聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備縮短線路電氣距離保證靜態(tài)穩(wěn)定輸送能力和部分提高暫態(tài)穩(wěn)定下的輸送能力。并且通過其他多種先進(jìn)的柔性設(shè)備、大截面導(dǎo)線等措施，實(shí)現(xiàn)綜合性目標(biāo)最優(yōu)。柔性緊湊型輸電技術(shù)的提出，填補(bǔ)了500～1000"para" label-module="para">

柔性緊湊型輸電線路的定位

提高超高壓交流輸電線路的輸送能力（一）前 言同時(shí)，本課題針對(duì)進(jìn)一步提高短線路輸送容量進(jìn)行了研究。由于限制短線路輸送容量的瓶頸是熱穩(wěn)定，所以在百公里或更短的線路上，可以使用耐熱導(dǎo)線，但由于其電阻損耗較高，不適用于長(zhǎng)線路，它可以顯著提高短距離送電容量。復(fù)合加強(qiáng)芯導(dǎo)線由于具有更好的機(jī)械性能、大截面導(dǎo)線允許較高的電流通流量，也可提高短線路熱穩(wěn)定極限，但如果將其應(yīng)用于長(zhǎng)線路，則要對(duì)其經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行核算。此外,對(duì)改善線路電磁環(huán)境的擴(kuò)徑導(dǎo)線進(jìn)行了研究。

本課題研究?jī)?nèi)容結(jié)構(gòu)本課題的研究結(jié)構(gòu)，整體上從兩方面展開，即在500～1000"para" label-module="para">

在本課題的研究過程中，李巖博士生、柴旭崢博士、劉世宇博士、黃國(guó)飛工程師、張波博士、丁磊博士、田旭博士生、徐睿工程師、張赟博士、孔瑋博士、季世澤工程師、唐劍博士等為課題的理論、試驗(yàn)研究及本書撰寫做了大量工作，在此表示感謝！

限于編者水平，文中難免不當(dāng)之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正

經(jīng)濟(jì)的繁榮與社會(huì)的進(jìn)步，與充足的能源供應(yīng)息息相關(guān)，而電能更是國(guó)家安全、穩(wěn)定與高速發(fā)展必不可少的重要因素。近年來，我國(guó)的電力需求日益增長(zhǎng)，電力工業(yè)發(fā)展迅速，發(fā)電裝機(jī)容量每年都以超過10%的速度增加，預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)電力裝機(jī)容量將達(dá)到16億千瓦。

我國(guó)幅員遼闊，能源與負(fù)荷分布不均勻。我國(guó)水力資源主要分布在西南各省，煤炭資源主要分布在山西、陜西、內(nèi)蒙古等西北省份。而負(fù)荷中心主要分布在以京、滬、穗為中心的東部及東南沿海。根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，我國(guó)以北、中、南三條通道實(shí)現(xiàn)西電東送。因此，大容量、遠(yuǎn)距離的電能輸送是很有必要的。

對(duì)于不同輸送距離與輸送容量的目標(biāo)，具有與之對(duì)應(yīng)的輸電模式。

千公里以上的輸送距離，一般使用超、特高壓直流輸電；較短的輸送距離(百公里上下)，可以使用常規(guī)交流輸電；若在短距離輸送更大的電能，可以使用同塔雙回或多回輸電方式；而隨著輸電電壓等級(jí)的提高，輸送距離與容量均隨之增加。

為進(jìn)一步提高輸送距離，滿足數(shù)百到千公里的電能輸送需求，需要使用串聯(lián)電容補(bǔ)償，否則輸電線路將面臨穩(wěn)定、過電壓等重重問題。但受制于串補(bǔ)投資、串補(bǔ)帶來的SSR問題等，難以在遠(yuǎn)距離的前提下滿足大容量的要求。在數(shù)百到千公里的輸送距離下輸送較高的容量這個(gè)區(qū)域，還是一片空白，此前沒有成熟的輸電模式。

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃( "973”計(jì)劃)“提高大型互聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的基礎(chǔ)研究”設(shè)置了子課題“提高超高壓交流輸電線路輸送能力的研究”，通過研究工作探索適合于大容量遠(yuǎn)距離的輸電模式，即研究目標(biāo)為在500～1000"_blank" href="/item/緊湊型輸電線路/5205391" data-lemmaid="5205391">緊湊型輸電線路，并進(jìn)行電磁環(huán)境方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)；以串聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備縮短線路電氣距離保證靜態(tài)穩(wěn)定輸送能力和部分提高暫態(tài)穩(wěn)定下的輸送能力。并且通過其他多種先進(jìn)的柔性設(shè)備、大截面導(dǎo)線等措施，實(shí)現(xiàn)綜合性目標(biāo)最優(yōu)。柔性緊湊型輸電技術(shù)的提出，填補(bǔ)了500～1000"para" label-module="para">

提高超高壓交流輸電線路的輸送能力（一）前 言同時(shí)，本課題針對(duì)進(jìn)一步提高短線路輸送容量進(jìn)行了研究。由于限制短線路輸送容量的瓶頸是熱穩(wěn)定，所以在百公里或更短的線路上，可以使用耐熱導(dǎo)線，但由于其電阻損耗較高，不適用于長(zhǎng)線路它可以顯著提高短距離送電容量。復(fù)合加強(qiáng)芯導(dǎo)線由于具有更好的機(jī)械性能、大截面導(dǎo)線允許較高的電流通流量，也可提高短線路熱穩(wěn)定極限，但如果將其應(yīng)用于長(zhǎng)線路，則要對(duì)其經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行核算。此外,對(duì)改善線路電磁環(huán)境的擴(kuò)徑導(dǎo)線進(jìn)行了研究。

整體上從兩方面展開，即在500～1000