浅谈中国式坚强型智能电网之特高压课件

浅谈中国式坚强型智能电网之特高压输电什么是中国式坚强智能电网智能电网的广义：

智能电网就是通过传感器把各种设备、资产连接到一起，形成一个客户服务总线，从而对信息进行整合分析，以此来降低成本，提高效率，提高整个电网的可靠性，使运行和管理达到最优化。

抛去所有难懂的专业术语来说，就我个人理解，智能电网就是要把过去“死的”电网通过各种先进的现代技术改造成有思考、“活的”高智商电网机器人，它能通过自己的思考解决电网运行中所有可能出现的问题，而且能与人交流。

中国式坚强智能电网：

中国式坚强智能电网指的就是结合中国自身特点（各地能源分配不均、电能输送效率有限等）发展起来的以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的统一的坚强智能化电网。

中国式坚强智能电网的坚强所在

——

以特高压电网为骨架的网络

从定义出发，我们可以看出特高压输电在中国式智能电网里占有很重要的地位。因此，下面我就着重谈一下我对智能电网的特高压输电方面的理解。从基础出发了解特高压输电

特高压输电是指比交流500kV输电能量大、输电距离更远的新的输电方式。它包括两个不同的内涵：一是交流特高压（UHC），二是高压直流（HVDC）。特高压输电具有输电成本经济、电网结构简化、短路电流小、输电走廊占用少以及提高供电质量等优点。根据国际电工委员会的定义：交流特高压是指1000kV以上的电压等级。在我国，一般是指1000kV及以上的交流和800kV及以上的直流。解剖特高压输电的主要优缺点

总的来说，特高压输电交、直流输电主要优缺点如下：

特高压交流输电的优点：

（1）提高传输容量和传输距离。

一个例子就足以说明这个优点存在性。50万伏超高压输电线路的经济输送距离一般为600～800公里，而100万伏特高压输电线路因为电压提高了，线路损耗减少了，它的经济输送距离也就加大了，能达到1000～1500公里甚至更长。

可见，所需电网电压等级越高，紧凑型输电的效果越好，该优点越突出。

（2）提高电能传输的经济性。

输电电压越高传递的能量损失的就越小，电能的利用率高，所以输电电压越高就比输电电压越低的造价低。因此，输电电压越高输送单位容量的价格越低。

（3）节省线路走廊和变电站面积。

据估计，1条1150千伏输电路的输电能力可代替5～6条500千伏线路,或3条750千伏线路;可减少铁塔用材三分之一,节约导线二分之一,节省包括变电所在内的电网造价10～15%。1150千伏特高压线路走廊约仅为同等输送能力的500千伏线路所需走廊的四分之一，这对于人口稠密、土地宝贵或走廊困难的国家和地区会带来重大的经济和社会效益。

（4）减少线路的功率损耗。就我国而言,

电压每提高1

％

,

每年就相当于新增加500万kW

的电力,

500

kV输电比1200

kV的线损大5倍以上。

（5）有利于连网，简化网络结构，减少故障率。特高压交流输电的主要缺点：特高压输电的主要缺点是系统的稳定性和可靠性问题不易解决。自1965-1984年世界上共发生了6次交流大电网瓦解事故，其中4次发生在美国，2次在欧洲。这些严重的大电网瓦解事故说明采用交流互联的大电网存在着安全稳定、事故连锁反应及大面积停电等难以解决的问题。特别是在特高压线路出现初期，不能形成主网架，线路负载能力较低，电源的集中送出带来了较大的稳定性问题。下级电网不能解环运行，导致不能有效降低受端电网短路电流，这些都威胁着电网的安全运行。另外，特高压交流输电对环境影响较大。

直流输电技术的优点：经济方面：(1)线路造价低。对于架空输电线，交流用三根导线，而直流一般用两根，采用大地或海水作回路时只要一根，能节省大量的线路建设费用。对于电缆，由于绝缘介质的直流强度远高于交流强度，如通常的油浸纸电缆，直流的允许工作电压约为交流的3倍，直流电缆的投资少得多。(2)年电能损失小。直流架空输电线只用两根，导线电阻损耗比交流输电小;没有感抗和容抗的无功损耗;没有集肤效应，导线的截面利用充分。另外，直流架空线路的“空间电荷效应”使其电晕损耗和无线电干扰都比交流线路小。所以，直流架空输电线路在线路建设初投资和年运行费用上均较交流经济。技术方面：(1)不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联，而交流电力系统中所有的同步发电机都保持同步运行。由此可见，在一定输电电压下，交流输电容许输送功率和距离受到网络结构和参数的限制，还须采取提高稳定性的措施，增加了费用。而用直流输电系统连接两个交流系统，由于直流线路没有电抗，不存在上述稳定问题。因此，直流输电的输送容量和距离不受同步运行稳定性的限制.还可连接两个不同频率的系统，实现非同期联网，提高系统的稳定性。(2)限制短路电流。如用交流输电线连接两个交流系统，短路容量增大，甚至需要更换断路器或增设限流装置。然而用直流输电线路连接两个交流系统，直流系统的“定电流控制’，将快速把短路电流限制在额定功率附近，短路容量不因互联而增大。直流输电技术的不足：

(1)换流装置较昂贵。这是限制直流输电应用的最主要原因。在输送相同容量时，直流线路单位长度的造价比交流低;而直流输电两端换流设备造价比交流变电站贵很多。这就引起了所谓的“等价距离”问题。

(2)消耗无功功率多。一般每端换流站消耗无功功率约为输送功率的40%～60%,需要无功补偿。(3)产生谐波影响。换流器在交流和直流侧都产生谐波电压和谐波电流，使电容器和发电机过热、换流器的控制不稳定，对通信系统产生干扰。(4)就技术和设备而言，直流波形无过零点，灭弧困难。目前缺乏直流开关而是通过闭锁换流器的控制脉冲信号实现开关功能。若多条直流线路汇集一个地区，一次故障也可能造成多个逆变站闭锁，而且在多端供电方式中无法单独地切断事故线路而需切断全部线路，从而会对系统造成重大冲击。(5)从运行维护来说，直流线路积污速度快、污闪电压低，污秽问题较交流线路更为严重。与西方发达国家相比，目前我国大气环境相对较差，这使直流线路的清扫及防污闪更为困难。设备故障及污秽严重等原因使直流线路的污闪率明显高于交流线路。(6)不能用变压器来改变电压等级。直流输电主要用于长距离大容量输电、交流系统之间异步互联和海底电缆送电等。与直流输电比较，现有的交流500kV输电(经济输送容量为1000kW,输送距离为300~500km)已不能满足需要，只有提高电压等级，采用特高压输电方式，才能获得较高的经济效益。1、可见，特高压交直流输电各有其优缺点，那么在我国的智能电网的建设中应该选用哪种方式呢？2、

而我国建设智能电网一定要用特高压输电这种方式吗？3、甚至有专家说我国建设智能电网不应该用特高压输电，这又是怎么一回事呢？

带着这些疑问，我展开了进一步的探讨。Question~~交流OR直流？

从输电线路发展历程出发：人们对电能的应用和认识是首先从直流开始的。法国物理学家和电气技师M.德普勒于1882年将装设在米斯巴赫煤矿中的3马力直流发电机所发的电能,以1500～2000伏直流电压,送到了57公里以外的慕尼黑国际博览会上，完成了第一次输电试验。此后在20世纪初，试验性的直流输电的电压、功率和距离分别达到过125千伏、20兆瓦和225公里。但由于采用直流发电机串联获得高压直流电源，受端电动机也是用串联方式运行，不但高压大容量直流电机的换向困难而受到限制,串联运行的方式也比较复杂，可靠性差,因此直流输电在近半个世纪的时期里没有得到进一步发展。20世纪50年代,高压大容量的可控汞弧整流器研制成功,为高压直流输电的发展创造了条件；同时电力系统规模的扩大，使交流输电的稳定性问题等局限性也表现得更明显，直流输电技术又重新为人们所重视。1972年建成第一回330kV线路，1981年建成第一回500kV交流线路，1989年建成第一回±500kV直流线路，2005年前将在西北电网建成第一回750kV交流线路。随着电网电压等级的提高，网络规模也在不断扩大，我国已经形成6个夸省的大型区域电网，即东北电网、华北电网、华中电网、华东电网、西北电网和南方电网。全国联网基本形成。为了实现能源资源优化配置，在六大区域电网的基础上展开了全国联网工作。1989年投运的±500kV葛沪直流输电工程，实现了华中—华东电网的互联，拉开了夸大区联网的序幕。2001年5月，华北与东北电网通过500kV线路实现了第一个跨大区交流联网。2002年5月，川电东送工程实现了川渝与华中联网。2003年9月，华中—华北联网