特高壓直流輸電

UHVDC一般采用高可靠性的雙極兩端中性點(diǎn)接線方式。

UHVDC系統(tǒng)中間不落點(diǎn)，可點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、大功率、遠(yuǎn)距離直接將電力輸送至負(fù)荷中心;

UHVDC控制方式靈活、快速，可以減少或避免大量過(guò)網(wǎng)潮流，按照送、受兩端運(yùn)行方式變化而改變潮流;

UHVDC的電壓高、輸送容量大、線路走廊窄，適合大功率、遠(yuǎn)距離輸電;

在交直流混合輸電的情況下，利用直流有功功率調(diào)制可以有效抑制與其并列的交流線路的功率振蕩，包括區(qū)域性低頻振蕩，提高交流系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性;

當(dāng)發(fā)生直流系統(tǒng)閉鎖時(shí)，UHVDC兩端交流系統(tǒng)將承受很大的功率沖擊。

?在我國(guó)特高壓電網(wǎng)建設(shè)中，將以1000kV交流特高壓輸電為主形成特高壓電網(wǎng)骨干網(wǎng)架，實(shí)現(xiàn)各大區(qū)電網(wǎng)的同步互聯(lián);±800kV特高壓直流輸電則主要用于遠(yuǎn)距離、中間無(wú)落點(diǎn)、無(wú)電壓支撐的大功率輸電工程。

主要包括:換流閥、換流變壓器、平波電抗器、交流濾波器、直流濾波器、直流避雷器、交流避雷器、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備、控制保護(hù)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)通信設(shè)備等。

相對(duì)于傳統(tǒng)的高壓直流輸電，特高壓直流輸電的直流側(cè)電壓更高。容量更大，因此對(duì)換流閥、換流變壓器、平波電抗器、直流濾波器和避雷器等設(shè)備提出了更高的要求。

2013年9月20日，哈密南～鄭州±800kV特高壓直流輸電線路全線架通。2014年1月18日，哈密南—鄭州±800千伏特高壓直流輸電工程投入運(yùn)營(yíng)。

2015年7月6日，準(zhǔn)東—華東（皖南）±1100千伏特高壓直流輸電工程確認(rèn)啟動(dòng)。這標(biāo)志著世界上首個(gè)±1100千伏特高壓直流輸電工程正式進(jìn)入建設(shè)準(zhǔn)備階段。

如何提高特高壓直流的可靠性?

所有提高常規(guī)直流輸電可靠性的措施對(duì)于提高特高壓直流輸電的可靠性依然有效，并且要進(jìn)一步予以加強(qiáng)。主要包括:降低元部件故障率;采取合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如模塊化、開(kāi)放式等;廣泛采用冗余的概念，如控制保護(hù)系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)的并行冗余和晶閘管的串行冗余等;加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視和設(shè)備自檢功能等。

針對(duì)常規(guī)直流工程中存在的問(wèn)題，如曾經(jīng)導(dǎo)致直流系統(tǒng)極或者雙極停運(yùn)的站用電系統(tǒng)、換流變本體保護(hù)繼電器、直流保護(hù)系統(tǒng)單元件故障等薄弱環(huán)節(jié)，在特高壓直流輸電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)中將采取措施進(jìn)行改進(jìn)。此外，還將加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)人員的培訓(xùn)，適當(dāng)增加易損件的備用。

提高特高壓直流輸電工程可靠性，還可以在設(shè)計(jì)原則上確保每一個(gè)極之間以及每極的各個(gè)換流器之間最大程度相互獨(dú)立，避免相互之間的故障傳遞。其獨(dú)立性除了主回路之外，還需要考慮:閥廳布置、供電系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、電纜溝、控制保護(hù)系統(tǒng)等。

特高壓直流輸電可靠性指標(biāo)如何?

在我國(guó)計(jì)劃建設(shè)的西南水電外送特高壓直流輸電工程電壓為±800千伏，其主接線方式和我國(guó)已有的直流工程不同，每極采用兩個(gè)12 脈動(dòng)換流器串聯(lián)。如果出現(xiàn)一個(gè)12脈動(dòng)換流器故障，健全的換流器仍然可以和同一個(gè)極對(duì)端換流站的任意一個(gè)換流器共同運(yùn)行，因此單極停運(yùn)的概率將顯著降低，考慮到第一個(gè)特高壓直流工程缺乏經(jīng)驗(yàn)，可行性研究報(bào)告中初步提出了與三峽-上海直流工程相同的可靠性指標(biāo)。技術(shù)成熟后，預(yù)計(jì)停運(yùn)次數(shù)可以降低到 2 次/(每極·年)以下。雙極停運(yùn)的概率也將大幅下降，可以控制在 0.05 次/年。另外由于系統(tǒng)研究水平、設(shè)備制造技術(shù)、建設(shè)和運(yùn)行水平的提高，由于直流工程數(shù)量的增加和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的積累，換流器平均故障率預(yù)計(jì)可以控制在 2 次/(每換流器·年)?？傮w來(lái)說(shuō)，特高壓直流工程將會(huì)比常規(guī)直流更加可靠。

直流輸電系統(tǒng)的可靠性有哪些具體的指標(biāo)?

直流輸電系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)總計(jì)超過(guò) 10 項(xiàng)，這里只介紹停運(yùn)次數(shù)、降額等效停運(yùn)小時(shí)、能量可用率、能量利用率四項(xiàng)主要可靠性指標(biāo)。停運(yùn)次數(shù):包括由于系統(tǒng)或設(shè)備故障引起的強(qiáng)迫停運(yùn)次數(shù)。對(duì)于常用的雙極直流輸電系統(tǒng)，可分為單極停運(yùn)，以及由于同一原因引起的兩個(gè)極同時(shí)停運(yùn)的雙極停運(yùn)。對(duì)于每個(gè)極有多個(gè)獨(dú)立換流器的直流輸電系統(tǒng)，停運(yùn)次數(shù)還可以統(tǒng)計(jì)到換流器停運(yùn)。不同的停運(yùn)代表對(duì)系統(tǒng)不同水平的擾動(dòng)。

降額等效停運(yùn)小時(shí):直流輸電系統(tǒng)由于全部或者部分停運(yùn)或某些功能受損，使得輸送能力低于額定功率稱為降額運(yùn)行。

降額等效停運(yùn)小時(shí)是:將降額運(yùn)行持續(xù)時(shí)間乘以一個(gè)系數(shù)，該系數(shù)為降額運(yùn)行輸送損失的容量與系統(tǒng)最大連續(xù)可輸送電容量之比。

能量可用率:衡量由于換流站設(shè)備和輸電線路(含電纜)強(qiáng)迫和計(jì)劃停運(yùn)造成能量傳輸量限制的程度，數(shù)學(xué)上定義為統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)直流輸電系統(tǒng)各種狀態(tài)下可傳輸容量乘以對(duì)應(yīng)持續(xù)時(shí)間的總和與最大允許連續(xù)傳輸容量乘以統(tǒng)計(jì)時(shí)間的百分比。

能量利用率:指統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)直流輸電系統(tǒng)所輸送的能量與額定輸送容量乘以統(tǒng)計(jì)時(shí)間之比。

為什么要對(duì)直流輸電系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)進(jìn)行定期統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià)?

直流輸電系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的自成體系的工程系統(tǒng)，多數(shù)情況下承擔(dān)大容量、遠(yuǎn)距離輸電和聯(lián)網(wǎng)任務(wù)。因此，需要設(shè)定一些直流輸電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，用于衡量直流輸電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)要求和功能的可靠程度，評(píng)價(jià)直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行性能。直流系統(tǒng)可靠性直接反映直流系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、工程建設(shè)以及運(yùn)行等各個(gè)環(huán)節(jié)的水平。通過(guò)直流系統(tǒng)可靠性分析，可以提出改善工程可靠性的具體措施，對(duì)新建工程提出合理的指標(biāo)要求。國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議專門成立一個(gè)直流輸電系統(tǒng)可靠性工作組，每?jī)赡陮?duì)全世界所有直流輸電工程進(jìn)行一次可靠性的綜合統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià)。

如何確定特高壓直流輸電線路的走廊寬度和線路鄰近民房時(shí)的房屋拆遷范圍?

特高壓直流輸電線路的走廊寬度主要依據(jù)兩個(gè)因素確定:1. 導(dǎo)線最大風(fēng)偏時(shí)保證電氣間隙的要求;2.滿足電磁環(huán)境指標(biāo)(包括電場(chǎng)強(qiáng)度、離子流密度、無(wú)線電干擾和可聽(tīng)噪聲)限值的要求。根據(jù)線路架設(shè)的特點(diǎn)，在檔距中央影響最為嚴(yán)重。研究表明，對(duì)于特高壓直流工程，線路鄰近民房時(shí)，通過(guò)采取拆遷措施，保證工程建成后的電氣間隙和環(huán)境影響滿足國(guó)家規(guī)定的要求。通常工程建設(shè)初期進(jìn)行可行性研究時(shí)就要計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度、離子流密度、無(wú)線電干擾和可聽(tīng)噪聲的指標(biāo)，只有這些指標(biāo)滿足國(guó)家相關(guān)規(guī)定時(shí)，工程才具備核準(zhǔn)條件。

如何進(jìn)行特高壓直流輸電線路導(dǎo)線型式的選擇?

在特高壓直流輸電工程中，線路導(dǎo)線型式的選擇除了要滿足遠(yuǎn)距離安全傳輸電能外，還必須滿足環(huán)境保護(hù)的要求。其中，線路電磁環(huán)境限值的要求成為導(dǎo)線選擇的最主要因素。同時(shí)，從經(jīng)濟(jì)上講，線路導(dǎo)線型式的選擇還直接關(guān)系到工程建設(shè)投資及運(yùn)行成本。因此特高壓直流導(dǎo)線截面和分裂型式的研究，除了要滿足經(jīng)濟(jì)電流密度和長(zhǎng)期允許載流量的要求外，還要在綜合考慮電磁環(huán)境限值以及建設(shè)投資、運(yùn)行損耗的情況下，通過(guò)對(duì)不同結(jié)構(gòu)方式、不同海拔高度下導(dǎo)線表面場(chǎng)強(qiáng)和起暈電壓的計(jì)算研究，以及對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度、離子流密度、可聽(tīng)噪聲和無(wú)線電干擾進(jìn)行分析，從而確定最終的導(dǎo)線分裂型式和子導(dǎo)線截面。對(duì)于±800 千伏特高壓直流工程，為了滿足環(huán)境影響限值要求，尤其是可聽(tīng)噪聲。