印度电力建设及其特高压交直流输电规划

1、何大愚:印度电力建设及其特高压交直流输电规划第2期国外电力印度电力建设及其特高压交直流输电规划何大愚(国电信息中心,北京100761摘要:印度的电力工业和输电电网的发展也较快速,但更引人注意的是近2a 中在其输电电网规划中的巨大变化:由2005年公布的“发展765kV 输电网和国际联网”改变为2007年的大力发展特高压交、直流输电组成的全国电网,并在几个五年计划水平上提出了远景特高压输电的全国电网结构,以及该电网中的主要运行问题及其解决途径。关键词:印度电网;特高压直流输电;特高压交流输电;全国电网;电网控制中图分类号:TM715文献标识码:A文章编号:1004-9649(200802-006

2、5-04收稿日期:2007-11-13作者简介:何大愚(1931-,男,陕西西安人,高级工程师(教授级,前总工程师,兼职教授,CSEE 和IEEE 高级会员,从事电力信息调研和分析工作。E -mail :dayuhe17170引言印度由分别包括几个邦(相当于我国的省的东部(ER 、北部(NR 、西部(WR 、南部(SR 和东北部(NER 5个大区组成。东北部大区和北部大区之间由一狭长地区相连,称为“鸡脖地区(Chicken Neck Area ”,即印度将发展形成的“输电走廊”。其能源丰富,以煤炭和水电为主,太阳能和风力资源也较充足。将建成雅鲁藏布江下游大型2100万kW 水电厂,200万kW

3、 左右的大火电厂也已建成十多座,以及百万千瓦级的核电厂多座,并计划于2007年将核电发展到730万kW ;到2010年发展到2000万kW ,达到总装机量的7%10%1-2。由于主要电源位于东北部地区和东部地区,还有建在不丹境内的电厂;电力负荷又主要集中在南部、西部和北部地区。所以印度全国电网中的输电方向主要为“东电西送”,再辅以“北电南送”。印度的电力工业由其“电力部(M inistry of Pow er ”全面负责,其所属的“中央电业管理局(Central Electricity Authority ,CEA ”负责技术,金融和经济方面以及协调统一方面的决策。全国行政区划分为21个邦,各

4、设有“邦电力局(State Electricity Board,SEB ”,再分别组成5个大区的大区电网。直到20世纪90年代,因个别地区频率不同和联网效益,大区电网以背靠背的HVDC 装置和主干线路,异步互联成初期的全国电网3。1印度的电力建设和改革印度于1947年独立时,只有电力装机1360M W ,也未形成电网,只有几处由发电机孤立供给用户的供电系统(见图1。到20世纪60年代才先后建成SEB 负责的邦电网,后来通过增建火电和电网互联,直到70、80年代中期才先后建成北部(NorthernRegion,NR 和WR 、SR 、ER 以及NER 5个大区电网。此后以20万kW 和50万kW

5、 机组以及400kV 输电进一步发展了大区电网,到90年代形成了异步互联的全国电网。其中NER 与NR 为同步互联,SR 则以各种HVDC 联络线与其他大区电网实现互联。电力工业的改革和市场化是在90年代中开始的。发、输、配电部分皆单独分开,由一些私营企业接收配电网,组成了配电公司。在国家和各邦的水平上皆组成了监管机构,以便在参与者众多的市场环境中,使电价保持平稳。输电部分因其天然垄断性质,以部门合营企业方式参与市场竞争,遂形成了市场化的电力交易局面。市场中出现的阻塞管理等问题,也进一步促进了建立足够应用输电网的发展前景2。2印度电力系统现状及发展2,42.1发电和输电的发展至2007年1月3

6、1日印度全国装机达到140GW (峰荷需求100GW ,大区电网间交换功率约18中国电力ELECTRIC POWER第41卷第2期2008年2月Vol.41,No.2Feb.200865第41卷中国电力国外电力GW 。第十一个五年计划期间(20082012年,装机将达210GW ,峰荷约157GW ,大区间交换量增至37GW ,此时,输电电压将采用765kV 和±800kVHVDC 。“十三五”末装机将达600GW ,其中新增水电80GW ,火电80GW ,沿海采用进口燃料电厂90GW ,核电90GW ,分布式电源50GW 。此时的峰荷约达450GW ,大区间交换140GW ,400

7、kV 输电将达25000km ,765kV 线可达20000km ,输电方式中将出现1200kV UHVAC 和±800kV UHVDC 。发展情况如图24所示。发电和输电规划皆以五年计划方式制订,并由CEA 会同“印度电网公司”在政府计划部门和有关监管部门的监察下进行具体工作2,4。2.2特高压交、直流输电将主要用于“鸡脖地区”由于电源和负荷分布不平衡,地理上的“鸡脖地区”也将成为输送大容量输电的集中地区。总输送容量将达50GW ,还要加上15%的输送裕度。在规划中对此分析了3个方案:即8回±800kVUHVDC 方案;5回±800kV+6回765kV 方案;以

8、及4回±800kV+2回1200kV UHVAC 方案。决定建立特高压1200kV 输电的基本依据是其输送能力;其热输送极限可达12GW ,而其自然功率则为6.5GW ;此外还可大量节约走廊和减少损耗。最后“鸡脖地区”建设的输电方案为2回1200kV+5回±800kV+2回400kV (见图5,这样加上原来已造成的9.5GW 输送能力,才可达到未来的输电需求。正在兴建的第1条800kV UHVDC 线路位于鸡脖地区,它将把NER 中的6GW 水电输往印度中部的负荷区。图11947年的地方供电系统Fig.1Local power supply systems in 1947图

9、2装机容量的计划增长Fig.2Projected growth in installed capacity图3规划中的输电扩展Fig.3Projected expansion in transmission lines图4变电站容量的增长Fig.4Projected addition to substation capacity图5通过“鸡脖地方”的输电建设方案Fig.5Power transmission project through "Chicken Neck Area"66何大愚:印度电力建设及其特高压交直流输电规划第2期国外电力2.3印度“十四五”中期(2025年

10、左右的电网自目前的印度电网(见图6,再向前发展到“十三五”的末尾时,电网的尖峰负荷和装机总容量将皆比2012年的增大3倍,从NER和ER送NR、WR 和SR的电力也将达到8090GW,即增大4倍,大区间交换容量也将增大4倍。因此必需进一步发展特高压1200kV和±800kV输电,即进一步建设全国电网中的主干线路,那时765kV和±500kV输电将转为支持性输电网,而400kV将用作次输电网,此水平上的全国电网(约在2025年的规划结线情况见图7。如果将图1、6、7对比来观察,即可看出印度电力网随着国家经济发展而发展的巨大变化。3印度电网发展中的主要技术问题及其解决途径3,5

11、印度的电力和电网发展增长较快速,故在提高输送能力和加强控制功能方面的需求也日益突出。为此,近些年来印度CEA和SEB进行了大量技术改进和技术开发工作;例如增设输电和变电站的串、并补偿及其动态控制的技术,以线路升压或增容、置换导线或增加导线分裂数量提高输电能力和热极限;多回路同杆并架,以及输电线路紧凑化;变电站的GIS改造;采用高分子化合物绝缘;采用直升飞机和机载“红外成像仪”进行检修维护;EM S系统的应用和改进;变电站综合自动化技术等。但除已有大量66kV,110kV和220kV的高压输电外,在未来更多采用EHV输电(已有约5万km的400kV、在建设中的765kV、±500kV及

12、其多处背靠背装置和UHV交、直流输电。对这样一个大型全国电网的运行来说,还应大力研究解决以下3个重要问题。3.1短路电流水平当前各大区电网的短路水平已较突出,将来会更大,ER中最大达100kA,NR和SR中达87kA, WR中达80kA,将对电网构成威胁。除了提高开关的遮断能力外,还将采用一些限制短路电流的措施,如由晶闸管控制的串联电抗器,用背靠背直流装置隔离和分层电网,以及各种限流措施的开发和应用等。3.2电网中无功功率、潮流管理和动态控制此问题在有特高压输电的电网中将更加突出,每千米的UHVAC线路将产生6M var的无功,而UHVAC的线路总长度将达到2万km,其单线段输送3GW有功时,

13、还将产生1500M var的无功功率,这将对高层电网中的潮流产生不良影响。对此将采用常规SVC和可动态控制的串、并联补偿以及可对线路和导线进行动态配置(Spacing5的措施之外,还将采用:在关键地点以背靠背HVDC调节400kV和765kV电网间的交换功率;利用±500kV和±800kV HVDC控制电网中的电流;在UHV电网中采用基于晶闸管的“潮流控制器”,如图8所示。3.3电网运行和安全控制技术为了保证未来复杂电网的正常运行,正在研究设计和试验开发一些未来必需的新型控制技术、维修技术和供电技术等。正在发展的基本技术是图62007年印度电网现状Fig.6Existing

14、 India's power system in2007图72025年的印度电网Fig.7India's power system in202567第41卷中国电力国外电力图8维持1200kV 电网潮流平稳用的电力电子控制器Fig.8Power electronic controllers for power flowequilibrium in 1200kV gridReviewon India 'selectricpower construction and planningofUHVDC &UHVAC transmissionsHE Da -yu(Chin

15、a Electric Power Information Center,Beijing 100761,China Abstract:India s power industry and transmission grids are also growing rapidly.In recent 2years India s Central Electricity Authority(CEA changed its transmission planning from “to develop 765kV transmission grid and international interconnec

16、tion ”in 2005to thedevelopment of UHVDC and UHVAC transmissions in 2007,meanwhile proposed the schemes of future National Grid for different “5-year plan ”levels,and described its main technical problems as well as the technical measures to be taken.Key words:India s power grid ;UHVDC ;UHVAC ;nation

17、al grid ;power grid controlWAM S (Wide Area M onitory System 系统,加上足够的控制能力后,可最终建成“智能电网”,以期达到具有自动管理发电和需求平衡,自适应型的主动解列和电网自愈等能力,使电网中可实时了解运行和安全现状,可预测事故的发生,预见事故时应采取的防护措施,以及防止或减轻连锁故障的危害后果。此系统的技术内容是在收集和处理所有PM U 数据的前提下,借助于先进的软件和控制设备,对数据进行修正和再处理,以达到使电网“智能化”的目的。除上述基本控制技术系统外,还在研究开发一系列其他技术:(1应用直升飞机进行线路和变电站的带电操作,可

18、进行绝缘子串清洗,由地面或车吊斗箱中控制的横担安装,安全巡查、线路联结点状况检测、设备绘图、导线应力检测等工作。(2应用机器人进行监视和维修工作,以减少停电事故、增强人身安全、减少运行和维修费用等。它更有利于地下输电的隧洞中进行工作,或在有环保或走廊的严格限制条件下的操作,也可用于发生火灾或爆炸情况下的必要操作。(3在配电网中取消变电站的技术,即直接将400kV /11kV 的电压换流器安装在杆塔上,以达到此目的。(4采用微型网(M icro Grid 技术,用直流输电建成部分配电网。其优点不仅可直接向数字型设备供电,还可用以直接接入分布式电源,节省AC/DC 换流器。还可与其他管道系统同穴安

19、装、节约投资,也有利提高供电安全性和可控性。(5其他技术,如专用的雷电信息系统、超导技术、VSC-HVDC (已建成±150kV 530M W 装置等。4结语印度的电力工业有了巨大的发展,尤其在近2a中在输电电网的发展规划中出现了明显的大变化:在文献6中,还只提到印度输电电网的发展前景是在其“十一五”(20082012年中,“将建成大容量的765kV 的环形总干线,具有覆盖所有大区电网的多条交叉的互联通道”;以及“印度电网发展的远景是国际联网”,即联入包括南亚七国的大联网3。但在2007年的初期5和中期2正式发表的资料中又公布了应用特高压交、直流输电的较完整规划。变化巨大、令人注目。

20、明显的,在中印两国的电力工作者之间,存在着相互学习和交流的机会,应予关注。致谢:感谢王秀亭、朱亚华同志协助搜集资料及田菁菁同志对成文的有效支持!参考文献:1张钦芝.印度的电力工业J .国际电力,2001(增刊:世界电力工业手册:107-112.ZHANG Qin -zhi.Electric power of India J .International Electric Power for China,2001(S0:107-112.2MUKHOPADHYAY S.Towards electricity for all -transmission plan-ning for the growth of India