提高超高壓交流輸電線路的輸送能力（一）內(nèi)容簡介

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，并可節(jié)省走廊；針對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500～1000"para" label-module="para">

為提高短線路的輸送能力，研制了可長期運(yùn)行于150℃的高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線，其綜合指標(biāo)高于國內(nèi)研發(fā)的同型耐熱導(dǎo)線；研制了國內(nèi)第一條900"para" label-module="para">

本書可供高等院校電力系統(tǒng)專業(yè)的研究生以及從事電力系統(tǒng)運(yùn)行、規(guī)劃設(shè)計(jì)和科學(xué)研究的人員參考。

書名：提高超高壓交流輸電線路的輸送能力（一）

書號：9787302240518

作者：梁曦東、姜齊榮、曾嶸、董新洲等

定價：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)的繁榮與社會的進(jìn)步，與充足的能源供應(yīng)息息相關(guān)，而電能更是國家安全、穩(wěn)定與高速發(fā)展必不可少的重要因素。近年來，我國的電力需求日益增長，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，我國電力裝機(jī)容量將達(dá)到16億千瓦。

我國幅員遼闊，能源與負(fù)荷分布不均勻。我國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。

對于不同輸送距離與輸送容量的目標(biāo)，具有與之對應(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區(qū)域，還是一片空白，此前沒有成熟的輸電模式。

國家重點(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，本課題針對進(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)用于長線路，則要對其經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行核算。此外,對改善線路電磁環(huán)境的擴(kuò)徑導(dǎo)線進(jìn)行了研究。

本課題研究內(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，懇請廣大讀者批評指正

第1章 緒論1

1.1 緊湊型輸電技術(shù)1

1.1.1 國外研究現(xiàn)狀1

1.1.2 我國研究現(xiàn)狀3

1.1.3 緊湊型輸電線路提高線路輸送能力的優(yōu)勢與局限5

1.2 串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)娜嵝暂旊娂夹g(shù)5

1.2.1 串聯(lián)電容補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展6

1.2.2 串聯(lián)電容補(bǔ)償提高線路輸送能力的局限6

1.3 柔性緊湊型輸電技術(shù)6

第2章 緊湊型輸電線路建模參數(shù)特性研究8

2.1 緊湊型輸電線路電氣參數(shù)的工頻特性9

2.2 緊湊型輸電線路電氣參數(shù)的頻變特性10

2.3 地線與接地方式對緊湊型電氣參數(shù)的影響11

2.4 大地電阻率對緊湊型輸電線路電氣參數(shù)的影響11

2.5 本章小結(jié)12

第3章 緊湊型輸電線路自然功率特性研究13

3.1 影響線路自然功率的主要因素13

3.2 緊湊型輸電線路相間距離的研究16

3.2.1 操作過電壓限制的最小相間距離分析16

3.2.2 工頻過電壓限制的最小相間距離分析17

3.2.3 導(dǎo)線不同步運(yùn)動的最小相間距離18

3.2.4 國內(nèi)外架空線路設(shè)計(jì)規(guī)程中對相間距的要求19

3.2.5 電磁環(huán)境指標(biāo)對緊湊型線路相間距離的限制21

3.2.6 V型絕緣子串對特高壓緊湊型線路相間距的限制21

3.2.7 緊湊型輸電線路相間距離結(jié)論22

3.3 遠(yuǎn)距離緊湊型輸電線路的相參數(shù)平衡問題23

3.3.1 線路相參數(shù)平衡問題計(jì)算方法24

3.3.2 線路相參數(shù)平衡問題計(jì)算結(jié)果25

3.3.3 遠(yuǎn)距離緊湊型線路相參數(shù)平衡問題結(jié)論27

第4章 緊湊型輸電線路的電磁環(huán)境28

4.1 電磁環(huán)境限值28

4.1.1 工頻電場28

4.1.2 工頻磁場29

4.1.3 無線電干擾30

4.1.4 可聽噪聲31

提高超高壓交流輸電線路的輸送能力（一）目 錄 4.2 電磁環(huán)境計(jì)算方法與計(jì)算條件31

4.2.1 無線電干擾31

4.2.2 可聽噪聲32

4.2.3 電暈損失33

4.2.4 電磁環(huán)境計(jì)算條件39

4.3 緊湊型輸電線路參數(shù)對電磁環(huán)境的影響40

4.3.1 分裂間距對緊湊型線路導(dǎo)線表面電場強(qiáng)度的影響40

4.3.2 導(dǎo)線外徑對緊湊型線路電磁環(huán)境的影響41

4.3.3 導(dǎo)線分裂數(shù)對緊湊型線路電磁環(huán)境的影響41

4.3.4 導(dǎo)線高度對緊湊型線路電磁環(huán)境的影響42

4.3.5 相序?qū)νp回緊湊型線路電磁環(huán)境的影響43

4.4 緊湊型輸電線路子導(dǎo)線排列的優(yōu)化45

4.4.1 緊湊型線路子導(dǎo)線表面電場強(qiáng)度均勻性分析45

4.4.2 緊湊型線路子導(dǎo)線不均勻排列優(yōu)化方法45

4.4.3 緊湊型線路子導(dǎo)線的優(yōu)化方案46

4.5 海拔高度對輸電線路電磁環(huán)境影響的試驗(yàn)研究49

4.5.1 高海拔電暈效應(yīng)試驗(yàn)49

4.5.2 海拔高度對導(dǎo)線電暈可聽噪聲的影響52

4.5.3 海拔高度對導(dǎo)線電暈無線電干擾的影響55

4.5.4 海拔對電磁環(huán)境影響小結(jié)59

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)59

第5章 串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)妮旊娋€路次同步振蕩(SSR)問題61

5.1 概述61

5.1.1 SSR問題的提出及我國的多模態(tài)SSR問題61

5.1.2 SSR的形成機(jī)理62

5.1.3 SSR的危害63

5.2 SSR問題的研究方法64

5.2.1 頻域分析法64

5.2.2 時域仿真法64

5.2.3 多機(jī)多模態(tài)SSR特征值分析方法65

5.3 抑制SSR問題的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀68

5.3.1 SSR的典型抑制措施68

5.3.2 附加勵磁阻尼控制的研究現(xiàn)狀及問題70

5.3.3 靜止無功補(bǔ)償器抑制SSR的研究現(xiàn)狀72

5.4 本章小結(jié)72

第6章 附加勵磁阻尼控制抵制SSR的研究73

6.1 基于遺傳-模擬退火算法的SEDC優(yōu)化設(shè)計(jì)73

6.1.1 SEDC控制器設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀和問題73

6.1.2 基于獨(dú)立模態(tài)空間控制思想的SEDC控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)76

6.1.3 基于GASA的SEDC控制參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)82

6.1.4 SEDC控制參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的驗(yàn)證87

6.2 SEDC與勵磁系統(tǒng)的配合93

6.2.1 SEDC控制信號對勵磁系統(tǒng)的通過性要求94

6.2.2 SEDC對勵磁系統(tǒng)主要常規(guī)功能的影響95

6.2.3 硬件測試試驗(yàn)101

6.3 SEDC工業(yè)裝置研制和現(xiàn)場試驗(yàn)分析112

6.3.1 應(yīng)用SEDC抑制上都電廠多模態(tài)SSR的工程應(yīng)用情況113

6.3.2 現(xiàn)場試驗(yàn)主要結(jié)果分析114

6.3.3 現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果與仿真計(jì)算的對比研究118

6.4 本章小結(jié)121

第7章 靜止無功補(bǔ)償器抑制SSR的研究123

7.1 SVC抑制SSR的機(jī)理研究123

7.1.1 SVC主電路123

7.1.2 SVC濾波器設(shè)計(jì)124

7.1.3 SVC容量設(shè)計(jì)126

7.1.4 SVC抑制SSR機(jī)理研究127

7.2 SVC次同步阻尼控制器的優(yōu)化設(shè)計(jì)129

7.2.1 SVC SSDC總體設(shè)計(jì)129

7.2.2 SVC SSDC的特點(diǎn)129

7.2.3 SVC SSDC的設(shè)計(jì)目標(biāo)130

7.2.4 SVC SSDC的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)130

7.2.5 SVC SSDC的參數(shù)設(shè)計(jì)132

7.3 優(yōu)化SVC SSDC效果驗(yàn)證133

7.3.1 GASA優(yōu)化SVC SSDC參數(shù)133

7.3.2 優(yōu)化后SVC SSDC效果驗(yàn)證133

7.3.3 SVC控制對系統(tǒng)的影響分析136

7.4 本章小結(jié)141

第8章 柔性緊湊型線路的工頻電磁暫態(tài)特性142

8.1 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)接地系數(shù)的特點(diǎn)及其對工頻過電壓的影響142

8.1.1 接地系數(shù)對工頻過電壓特性的影響142

8.1.2 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)接地系數(shù)特點(diǎn)144

8.1.3 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)不對稱接地電壓升高的限制措施146

8.2 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)并聯(lián)電抗器及其中性點(diǎn)小電抗的選擇149

8.2.1 緊湊型線路高抗中性點(diǎn)小電抗選擇的困難149

8.2.2 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)對高抗及其中性點(diǎn)小電抗選擇的考慮150

8.3 本章小結(jié)151

第9章 柔性緊湊型線路的操作電磁暫態(tài)問題153

9.1 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)的正常和故障操作過電壓及防護(hù)方法研究153

9.1.1 空載線路合閘過電壓特性的建模分析與仿真驗(yàn)證154

9.1.2 單相重合閘過電壓特性的建模分析與仿真驗(yàn)證159

9.1.3 甩負(fù)荷操作過電壓特性的建模分析與仿真驗(yàn)證164

9.1.4 綜合優(yōu)化限制措施的研究167

9.2 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)的故障清除過電壓對帶電作業(yè)的影響168

9.2.1 緊湊型線路的帶電作業(yè)問題168

9.2.2 柔性緊湊型輸電的故障清除過電壓特性169

9.3 本章小結(jié)170

第10章 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)的潛供電流與恢復(fù)電壓171

10.1 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)電氣參數(shù)特點(diǎn)對潛供電弧特性的影響171

10.1.1 輸電線路的潛供電弧參數(shù)171

10.1.2 緊湊型線路參數(shù)特性對潛供電弧參數(shù)的影響172

10.1.3 串聯(lián)補(bǔ)償裝置對潛供電弧參數(shù)的影響172

10.2 線路長度增加對串補(bǔ)輸電系統(tǒng)潛供電弧參數(shù)的改變173

10.2.1 遠(yuǎn)距離長線路輸電的仿真試驗(yàn)173

10.2.2 仿真結(jié)果的電路參數(shù)解析分析176

10.3 設(shè)置開關(guān)站的遠(yuǎn)距離柔性緊湊型輸電系統(tǒng)潛供電弧參數(shù)特性177

10.3.1 設(shè)置開關(guān)站的遠(yuǎn)距離柔性緊湊型輸電系統(tǒng)仿真試驗(yàn)178

10.3.2 仿真結(jié)果的電路參數(shù)解析分析179

10.4 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)潛供電流和恢復(fù)電壓參數(shù)優(yōu)化探討181

10.5 本章小結(jié)182

第11章 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)的繼電保護(hù)183

11.1 柔性緊湊型線路模型分析183

11.1.1 基于分布參數(shù)線路和集中補(bǔ)償元件的兩端口網(wǎng)絡(luò)183

11.1.2 線路參數(shù)及典型仿真系統(tǒng)185

11.2 傳統(tǒng)繼電保護(hù)應(yīng)用于柔性緊湊型輸電系統(tǒng)的分析與改進(jìn)187

11.2.1 分相差動保護(hù)187

11.2.2 距離保護(hù)193

11.2.3 方向保護(hù)201

11.2.4 相差高頻保護(hù)206

11.2.5 故障測距208

11.3 行波故障檢測在柔性緊湊型線路中的應(yīng)用211

11.3.1 基于波阻抗繼電器的行波方向保護(hù)212

11.3.2 基于初始行波的故障識別與選相217

11.4 本章小結(jié)227

第12章 柔性緊湊型輸電的關(guān)鍵參數(shù)選取及典型配置230

12.1 各種措施對提高暫態(tài)穩(wěn)定條件下極限輸送能力的理論分析與計(jì)算230

12.1.1 各電壓等級常規(guī)及緊湊型線路輸電能力計(jì)算曲線231

12.1.2 增加輸電線路回?cái)?shù)對長距離傳輸線傳輸極限提高的作用231

12.1.3 減少故障切除時間對傳輸極限提高的作用232

12.1.4 減少切除線路長度對傳輸極限提高的作用233

12.1.5 固定串聯(lián)補(bǔ)償(FSC)與晶閘管控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償(TCSC)對傳

輸極限的作用234

12.1.6 SVC與靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)對傳輸極限影響的分析235

12.2 柔性緊湊型輸電技術(shù)提高遠(yuǎn)距離輸送能力的效果及論證分析237

12.2.1 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定條件下輸送能力分析與比較237

12.2.2 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)面對的綜合性技術(shù)問題237

12.3 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)暫穩(wěn)條件下的仿真和參數(shù)選取238

12.3.1 EPRI(China)-7節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)送、受端系統(tǒng)背景下的仿真238

12.3.2 鯉魚江水電廠2015年送出工程背景仿真239

12.3.3 暫態(tài)穩(wěn)定條件下的仿真結(jié)論241

12.4 遠(yuǎn)距離大容量的柔性緊湊型輸電線路典型配置241

第13章 大截面導(dǎo)線研究244

13.1 圓線同心絞大截面導(dǎo)線研究244

13.1.1 國內(nèi)大截面導(dǎo)線開發(fā)歷史244

13.1.2 圓線同心絞大截面導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)思路244

13.1.3 大截面導(dǎo)線生產(chǎn)工藝研究244

13.1.4 圓線同心絞大截面導(dǎo)線截面等級研究245

13.2 新型型線同心絞架空導(dǎo)線研究245

13.2.1 新型型線同心絞大截面導(dǎo)線特點(diǎn)研究245

13.2.2 型線同心絞架空導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)及性能研究246

13.2.3 型線同心絞導(dǎo)線國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀247

13.3 大截面導(dǎo)線試制247

13.4 本章小結(jié)251

第14章 耐熱鋁合金導(dǎo)線的研究252

14.1 耐熱鋁合金的耐熱機(jī)理研究252

14.1.1 耐熱鋁合金長期運(yùn)行溫度研究253

14.1.2 導(dǎo)電率60%IACS耐熱鋁合金技術(shù)改進(jìn)研究255

14.2 高強(qiáng)度耐熱鋁合金研究開發(fā)256

14.2.1 高強(qiáng)度耐熱鋁合金的生產(chǎn)工藝研究256

14.2.2 高強(qiáng)度耐熱鋁合金試制257

14.2.3 耐熱鋁合金導(dǎo)線截面等級研究258

14.3 本章小結(jié)259

第15章 碳纖維復(fù)合加強(qiáng)芯材料及導(dǎo)線研究261

15.1 碳纖維復(fù)合加強(qiáng)芯導(dǎo)線特性及國內(nèi)外應(yīng)用情況261

15.1.1 碳纖維復(fù)合加強(qiáng)芯導(dǎo)線特性261

15.1.2 國內(nèi)外使用情況264

15.2 碳纖維復(fù)合芯鋁導(dǎo)線試驗(yàn)研究265

15.2.1 導(dǎo)線常規(guī)試驗(yàn)265

15.2.2 導(dǎo)線型式試驗(yàn)269

15.2.3 工程應(yīng)用性研究試驗(yàn)273

15.3 碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)比較分析274

15.3.1 工程概況274

15.3.2 導(dǎo)線選型比較方案274

15.3.3 經(jīng)濟(jì)比較分析275

15.4 本章小結(jié)278

參考文獻(xiàn)279

第7章 靜止無功補(bǔ)償器抑制SSR的研究123

7.1 SVC抑制SSR的機(jī)理研究123

7.1.1 SVC主電路123

7.1.2 SVC濾波器設(shè)計(jì)124

7.1.3 SVC容量設(shè)計(jì)126

7.1.4 SVC抑制SSR機(jī)理研究127

7.2 SVC次同步阻尼控制器的優(yōu)化設(shè)計(jì)129

7.2.1 SVC SSDC總體設(shè)計(jì)129

7.2.2 SVC SSDC的特點(diǎn)129

7.2.3 SVC SSDC的設(shè)計(jì)目標(biāo)130

7.2.4 SVC SSDC的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)130

7.2.5 SVC SSDC的參數(shù)設(shè)計(jì)132

7.3 優(yōu)化SVC SSDC效果驗(yàn)證134

7.3.1 GASA優(yōu)化SVC SSDC參數(shù)134

7.3.2 優(yōu)化后SVC SSDC效果驗(yàn)證134

7.3.3 SVC控制對系統(tǒng)的影響分析137

7.4 本章小結(jié)142

第8章 柔性緊湊型線路的工頻電磁暫態(tài)特性143

8.1 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)接地系數(shù)的特點(diǎn)及其對工頻過電壓的影響143

8.1.1 接地系數(shù)對工頻過電壓特性的影響143

8.1.2 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)接地系數(shù)特點(diǎn)145

8.1.3 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)不對稱接地電壓升高的限制措施147

8.2 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)并聯(lián)電抗器及其中性點(diǎn)小電抗的選擇150

8.2.1 緊湊型線路高抗中性點(diǎn)小電抗選擇的困難150

8.2.2 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)對高抗及其中性點(diǎn)小電抗選擇的考慮151

8.3 本章小結(jié)152

第9章 柔性緊湊型線路的操作電磁暫態(tài)問題154

9.1 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)的正常和故障操作過電壓及防護(hù)方法研究154

9.1.1 空載線路合閘過電壓特性的建模分析與仿真驗(yàn)證155

9.1.2 單相重合閘過電壓特性的建模分析與仿真驗(yàn)證160

9.1.3 甩負(fù)荷操作過電壓特性的建模分析與仿真驗(yàn)證165

9.1.4 綜合優(yōu)化限制措施的研究168

9.2 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)的故障清除過電壓對帶電作業(yè)的影響169

9.2.1 緊湊型線路的帶電作業(yè)問題169

9.2.2 柔性緊湊型輸電的故障清除過電壓特性170

9.3 本章小結(jié)171

第10章 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)的潛供電流與恢復(fù)電壓172

10.1 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)電氣參數(shù)特點(diǎn)對潛供電弧特性的影響172

10.1.1 輸電線路的潛供電弧參數(shù)172

10.1.2 緊湊型線路參數(shù)特性對潛供電弧參數(shù)的影響173

10.1.3 串聯(lián)補(bǔ)償裝置對潛供電弧參數(shù)的影響173

10.2 線路長度增加對串補(bǔ)輸電系統(tǒng)潛供電弧參數(shù)的改變174

10.2.1 遠(yuǎn)距離長線路輸電的仿真試驗(yàn)174

10.2.2 仿真結(jié)果的電路參數(shù)解析分析177

10.3 設(shè)置開關(guān)站的遠(yuǎn)距離柔性緊湊型輸電系統(tǒng)潛供電弧參數(shù)特性178

10.3.1 設(shè)置開關(guān)站的遠(yuǎn)距離柔性緊湊型輸電系統(tǒng)仿真試驗(yàn)179

10.3.2 仿真結(jié)果的電路參數(shù)解析分析180

10.4 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)潛供電流和恢復(fù)電壓參數(shù)優(yōu)化探討182

10.5 本章小結(jié)183

第11章 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)的繼電保護(hù)184

11.1 柔性緊湊型線路模型分析184

11.1.1 基于分布參數(shù)線路和集中補(bǔ)償元件的兩端口網(wǎng)絡(luò)184

11.1.2 線路參數(shù)及典型仿真系統(tǒng)186

11.2 傳統(tǒng)繼電保護(hù)應(yīng)用于柔性緊湊型輸電系統(tǒng)的分析與改進(jìn)188

11.2.1 分相差動保護(hù)188

11.2.2 距離保護(hù)194

11.2.3 方向保護(hù)202

11.2.4 相差高頻保護(hù)207

11.2.5 故障測距209

11.3 行波故障檢測在柔性緊湊型線路中的應(yīng)用212

11.3.1 基于波阻抗繼電器的行波方向保護(hù)213

11.3.2 基于初始行波的故障識別與選相218

11.4 本章小結(jié)228

第12章 柔性緊湊型輸電的關(guān)鍵參數(shù)選取及典型配置231

12.1 各種措施對提高暫態(tài)穩(wěn)定條件下極限輸送能力的理論分析與計(jì)算231

12.1.1 各電壓等級常規(guī)及緊湊型線路輸電能力計(jì)算曲線232

12.1.2 增加輸電線路回?cái)?shù)對長距離傳輸線傳輸極限提高的作用232

12.1.3 減少故障切除時間對傳輸極限提高的作用233

12.1.4 減少切除線路長度對傳輸極限提高的作用234

12.1.5 固定串聯(lián)補(bǔ)償(FSC)與晶閘管控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償(TCSC)對傳

輸極限的作用235

12.1.6 SVC與靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)對傳輸極限影響的分析236

12.2 柔性緊湊型輸電技術(shù)提高遠(yuǎn)距離輸送能力的效果及論證分析238

12.2.1 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定條件下輸送能力分析與比較238

12.2.2 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)面對的綜合性技術(shù)問題238

12.3 柔性緊湊型輸電系統(tǒng)暫穩(wěn)條件下的仿真和參數(shù)選取239

12.3.1 EPRI(China)-7節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)送、受端系統(tǒng)背景下的仿真239

12.3.2 鯉魚江水電廠2015年送出工程背景仿真240

12.3.3 暫態(tài)穩(wěn)定條件下的仿真結(jié)論242

12.4 遠(yuǎn)距離大容量的柔性緊湊型輸電線路典型配置242

第13章 大截面導(dǎo)線研究245

13.1 圓線同心絞大截面導(dǎo)線研究245

13.1.1 國內(nèi)大截面導(dǎo)線開發(fā)歷史245

13.1.2 圓線同心絞大截面導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)思路245

13.1.3 大截面導(dǎo)線生產(chǎn)工藝研究245

13.1.4 圓線同心絞大截面導(dǎo)線截面等級研究246

13.2 新型型線同心絞架空導(dǎo)線研究246

13.2.1 新型型線同心絞大截面導(dǎo)線特點(diǎn)研究246

13.2.2 型線同心絞架空導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)及性能研究247

13.2.3 型線同心絞導(dǎo)線國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀248

13.3 大截面導(dǎo)線試制248

13.4 本章小結(jié)252

第14章 耐熱鋁合金導(dǎo)線的研究253

14.1 耐熱鋁合金的耐熱機(jī)理研究253

14.1.1 耐熱鋁合金長期運(yùn)行溫度研究254

14.1.2 導(dǎo)電率60%IACS耐熱鋁合金技術(shù)改進(jìn)研究256

14.2 高強(qiáng)度耐熱鋁合金研究開發(fā)257

14.2.1 高強(qiáng)度耐熱鋁合金的生產(chǎn)工藝研究257

14.2.2 高強(qiáng)度耐熱鋁合金試制258

14.2.3 耐熱鋁合金導(dǎo)線截面等級研究259

14.3 本章小結(jié)260

第15章 碳纖維復(fù)合加強(qiáng)芯材料及導(dǎo)線研究262

15.1 碳纖維復(fù)合加強(qiáng)芯導(dǎo)線特性及國內(nèi)外應(yīng)用情況262

15.1.1 碳纖維復(fù)合加強(qiáng)芯導(dǎo)線特性262

15.1.2 國內(nèi)外使用情況265

15.2 碳纖維復(fù)合芯鋁導(dǎo)線試驗(yàn)研究266

15.2.1 導(dǎo)線常規(guī)試驗(yàn)266

15.2.2 導(dǎo)線型式試驗(yàn)270

15.2.3 工程應(yīng)用性研究試驗(yàn)274

15.3 碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)比較分析275

15.3.1 工程概況275

15.3.2 導(dǎo)線選型比較方案275

15.3.3 經(jīng)濟(jì)比較分析276

15.4 本章小結(jié)279

參考文獻(xiàn)2802100433B

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 地線與接地方式對緊湊型電氣參數(shù)的影響

2.4 大地電阻率對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)程中對相間距的要求

3.2.5 電磁環(huán)境指標(biāo)對緊湊型線路相間距離的限制

3.2.6 V型絕緣子串對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

4.1.2 工頻磁場

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)對電磁環(huán)境的影響

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

4.3.2 導(dǎo)線外徑對緊湊型線路電磁環(huán)境的影響

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

4.3.4 導(dǎo)線高度對緊湊型線路電磁環(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 海拔高度對導(dǎo)線電暈可聽噪聲的影響

4.5.3 海拔高度對導(dǎo)線電暈無線電干擾的影響

4.5.4 海拔對電磁環(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)

經(jīng)濟(jì)的繁榮與社會的進(jìn)步，與充足的能源供應(yīng)息息相關(guān)，而電能更是國家安全、穩(wěn)定與高速發(fā)展必不可少的重要因素。近年來，我國的電力需求日益增長，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，我國電力裝機(jī)容量將達(dá)到16億千瓦。

我國幅員遼闊，能源與負(fù)荷分布不均勻。我國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。

對于不同輸送距離與輸送容量的目標(biāo)，具有與之對應(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區(qū)域，還是一片空白，此前沒有成熟的輸電模式。

國家重點(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，本課題針對進(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)用于長線路，則要對其經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行核算。此外,對改善線路電磁環(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

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，并可節(jié)省走廊；針對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)高于國內(nèi)研發(fā)的同型耐熱導(dǎo)線；研制了國內(nèi)第一條900mm2的大截面導(dǎo)線，且該導(dǎo)線作為國內(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，對復(fù)合加強(qiáng)芯導(dǎo)線在國內(nèi)的應(yīng)用前景進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)與技術(shù)分析。