新型输电技术

1、新型输电技术 主要内容2无线输电技术3高压直流输电技术4柔性交流输电技术1新型输电技术简介一、 新型输电技术简介能源基地与用电负荷中心的地理分布不均衡；城镇集中化、工业中心建设快速发展；出于降低损耗、安全高效、环境保护的考虑，新能源技术不断进步。以上因素为新型输电技术的理论研究与工程应用提供了机遇和动力。主要的新型输电技术紧凑型线路技术同塔多回输电技术大截面导线输电技术耐热导线输电技术高温超导输电技术高压直流输电技术柔性交流输电技术无线输电技术二、 无线输电技术1. 无线输电的简介主要内容2. 无线输电的原理3.无线输电的应用4. 无线输电的优缺点1 无线输电的简介无线输电无线电通讯发射与接收

2、技术无本质区别传输能量能量上的信息（1）什么是无线输电技术 ？电能以电磁波形式发射距离短，传输效率低电能以微波或激光形式远程传输方向性强，能量集中电能以非辐射型谐振“磁耦合”中程传输辐射小，传输距离远、效率高（2）无线输电技术的形式1 无线输电的简介当你在图书馆，笔记本电脑没有电了，公共插座都被别人占用当你站在宿舍里看到乱成一团的电线21世纪，手机、电脑已经成为生活不可或缺的一部分如果有无线供电该多好！（3）为什么我们需要无线输电？1 无线输电的简介v 尼古拉尼古拉特斯拉特斯拉1891年提出无线输电方法低频高压电流高频电流空气输电省却输电线缆成本免去电阻损耗1904年兴建了特斯拉电塔失败辐射模

3、式进行，能量浪费太大，传输效率低（4）无线输电技术的发展1 无线输电的简介v 美国麻省理工学院物理学家马林绍利亚契奇 v MIT WiTricity研究团队2006年11月发起一项代号为WiTricity的研究计划 2008年成功地把一盏距发射器2.13米开外的60瓦电灯点亮 1 无线输电的简介2009年，全球科技、娱乐及设计（TED Global）大会上，美国无线电力现场为一部谷歌G1手机和iPhone隔空充电，并开启了一台没有接电线的电视机v 美国无线电力v 海尔2010年1月，海尔在第四十三届国际消费类电子产品展览会(CES展)上推出全球首台“无尾电视”1 无线输电的简介1)输电线中的电

4、能传入用铜制造的天线中2)天线以10MHz的频率振动，产生电磁波3)天线发出的能量传播到2米(6.5英尺)外4)同样以10MHz的频率震动的接收线圈，能量充入设备中5)没有转换成能接收的能量不会被线圈重新吸收。不能产生10MHz共振的人和其他物体不会对它产生干扰2 无线输电的原理系统运作方式第一个线圈放置在家用电源的接线盒内，而后嵌入墙壁或房顶第二个线圈安装在电视机或电脑等装置内辐射能量接收能量能量传递只要让电磁能发射器同接收设备在相同频率上产生共振，它们之间就可以进行能量互换 2 无线输电的原理为移动电子设备充电：手机、笔记本电脑（不影响使用，随时随地的充电）为固定电子设备提供电能（不需要繁

5、杂的线路）消费电子产品3 无线输电的应用为电动汽车充电取代有线，直接进行无线能量传输3 无线输电的应用v 偏远或危险地区的电能输送偏远或危险地区的电能输送v 太阳能电站、风力电站的电太阳能电站、风力电站的电能输出能输出v 从太空向地面传输能量从太空向地面传输能量3 无线输电的应用为植入的医疗设备充电，如心脏起搏器为军用设备充电，如可回收探测器、机器人、飞行器智能卡的无线充电机器人等设备的无线充电其它应用3 无线输电的应用u 无需繁杂的连线u 减少输电成本u 减少能量消耗u 能量损失小u 对人体健康的影响小u 比电磁感应更高效u 成本低4 无线输电的优缺点优点：u传输距离短u能量效率较低，目前仅

6、约为40%u能量传输和接受端的电磁共振频率必须精确相同u容易受到铁磁性物质的干扰u 增大发射器和接收器的接收效率u 较大的电器也能无线供电u 扩大供电距离进一步深入研究方向缺点：4 无线输电的优缺点三、 高压直流输电技术1. 直流输电的基本原理主要内容2. 直流输电的分类3. 高压直流输电的发展4. 高压直流输电的优缺点1 直流输电的基本原理HVDC系统的主要元件如下图所示，以双极系统为例，其它结构的元件与该图所示基本类同。2 直流输电的分类由于目前各种类型的直流断路器技术有限，致使直流输电系统还不能像交流系统一样构成各种复杂的网络，所以目前直流输电大多是两端供电系统。（1）单极线路方式用一根

7、架空导线或电缆线，以大地或海水作为返回线路组成的直流输电系统。2 直流输电的分类（2）双极线路方式 双极线路方式有两根不同极性（即正、负极）的导线，可具有大地回路或中性线回路。双极两线中性点两端接地方式双极两线中性点单端接地方式C双极中性线方式D “背靠背”( back-to-back ）换流方式；没有直流输电线路，而将整流站和逆变站建在一起的直流系统称为“背靠背”换流站。3 高压直流输电的发展 1989年，我国自行研制的舟山直流输电工程(100kV，100MW，54km)投入运行；葛洲坝上海(葛上线)是我国的第一个高压直流输电工程（500kV，1200MW，1064km）1990年投运。 3

8、 高压直流输电的发展90年代末，开始建设三广直流工程、三峡常州直流工程和贵广直流工程。三广直流工程于2004年投运；三常直流工程（ 500kV，3000MW， 962km ）于2004年5月投入运行。三广直流工程 惠州换流阀3 高压直流输电的发展云南广东800kV直流输电工程，额定容量5000MW，2010年实现双极投运。向家坝-上海800千伏特高压直流输电示范工程起于四川复龙换流站，止于上海奉贤换流站。额定输送功率640万千瓦，最大输送功率700万千瓦；直流输电线路途经八省市，全长约2000公里。特高压直流示范工程高压阀厅500kVGIS交流滤波器组低压阀厅高端换流变户外直流场主控楼低端换流

9、变高压阀厅直流滤波器本期建设规模：换流变压器28台，每台32.1万千伏安；交流滤波器及无功补偿装置4组，总容量308万千乏；500kV出线9回，备用1回，采用GIS设备高压阀厅低压阀厅交流滤波器组500kVGIS平波电抗器直流滤波器高端换流变低端换流变主控楼备用换流变站用变本期建设规模：换流变压器28台，每台29.7万千伏安；交流滤波器及无功补偿装置4组，总容量390万千乏；500kV出线3回，采用GIS设备；近期将开工的直流工程：（1）呼盟辽宁直流工程：这是我国第八个长距离、大容量高压直流输电工程。额定直流电压为500kV、额定直流电流3kA，通过此工程，内蒙地区的富裕能源将源源不断地送往东

10、北工业基地。（2）宁东山东直流工程：这将是是我国第九个长距离、大容量高压直流输电工程。此工程额定直流电压为500kV，通过此工程，西北地区的富裕能源将源源不断地送往东部工业基地。（3）葛沪直流工程：这是我国第十个长距离、大容量高压直流输电工程，额定直流电压为 500kV，直流线路西起湖北宜昌荆门换流站、东至上海沪西换流站，全长约976km。（4）宝鸡德阳直流工程：这是我国第十一个长距离、大容量高压直流输电工程，额定直流电压为500kV，直流线路北起陕西宝鸡、南至四川德阳，全长约550km。水火互济作用明显。（5）灵宝直流背靠背2期工程：这是我国第四个高压直流背靠背联网工程。扩大西北电网和华中电

11、网功率交换的能力。（6）锦屏苏南工程：这是我国第三个长距离、大容量特高压直流输电工程。也是第十一个西电东送的高压直流输电工程。3 高压直流输电技术的发展东北西藏西北华北南方华中华东台湾近期开工的直流输电工程锦屏苏南灵宝2宝鸡德阳呼辽宁东山东葛沪4 高压直流输电技术的优缺点高压直流输电技术的优点输送相同功率时，线路造价低。线路有功损耗小适宜于海下输电没有系统的稳定问题调节速度快，运行可靠能限制系统的短路电流4 高压直流输电技术的优缺点高压直流输电技术的缺点换流站的设备较昂贵换流装置要消耗大量的无功功率换流装置是一个谐波源，在运行中要产生谐波，影响系统的运行。换流装置几乎没有过载能力，所以对直流系

12、统的运行不利由于目前高压直流断路器还处于研制阶段，所以阻碍了多端直流系统的发展。以大地作为回路的直流系统，运行时会对沿途的金属构件和管道有腐蚀作用，以海水作为回路时，会对航海导航仪表造成影响。四、 柔性交流输电技术1. 柔性交流输电技术（FACTS）定义主要内容2. FACTS在智能电网中的重要性3. FACTS发展历程4. FACTS的控制类型分类1 FACTS的定义FACTS定义：柔性交流输电技术就是采用电力电子设备装置，对电力系统 中的电压、电流等特征分量按需进行动态控制。FACTS在智能电网建设中的广泛应用，有效改善了电网的运行工况和供电质量，在很大程度上大力推进了智能电网的建设发展。

13、柔性交流输电技术在智能电网中起到调节、 控制的作用， 改善了智能电网的输电环境，同时提高了交流电的质量，降低了智能电网中的消耗。2 FACTS在智能电网中的重要性现代智能电网在建设的过程中，存在很多不稳定的因素，而柔性交流输电技术，能够最大程度的控制智能电网中的不稳定因素，把控电网系统的功率控制，有效利用交流电的电能资源，消除了智能电网中的电能损耗，最主要的是提供高质量的交流电。 500kV、220kV 智能电网中柔性交流输电技术使用前后效益对比：2 FACTS在智能电网中的重要性3 FACTS的发展历程柔性交流输电技术 （FACTS ） 自上世纪 80 年代开始提出到现在， 经过多年的不断发

14、展和革新， 特别是微处理技术、 电子技术、 控制技术的深入应用， 已使得柔性交流输电技术的稳定性和可控性获得了进一步增强， 也逐步实现了在电力高压输变电系统中的广泛应用。第一代： 静 止 无 功 补偿 装 置（SVC ）的应用在早期的输电控制系统中， 常常采用以晶闸管为开关控制的电容器和电抗器， 来实现对动态电压的支持和控制， 如，通过一系列电容器组的串接来实现对线路阻抗的控制， 从而提高输电系统的稳定性。 第二代： 静止同步补偿器（STATCOM） 的应用在第一代 SVC 系统装置的基础上， 通过引入门极可关断设备， 来实现了对整个输电中电压和功率的控制， 降低了系统成本， 对系统性能上实现了有效的提高。 2 FACTS的发展历程第三代： UPFC 统一潮流控制器的应用如将静止无功发生器STATCOM 装置和静止同步串联补偿器 SSSC组合成统一潮流控制器 UPFC ，既可以实现对整个电力线路的阻抗控制，还能够对来自电压或功角的有功和无功潮流