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电力系统自动化是一项综合性质的技术,包含内容广泛,并且随着时代的发展,经济水平的提高,生活质量的提升,对于电力的需求和利用也就越来越大。下文是我为大家搜集整理的关于电力系统自动化毕业论文范文的内容,欢迎大家阅读参考! 电力系统自动化毕业论文范文篇1 试析电力系统调度自动化 【摘 要】阐述了我国电网的现状、电力系统调度运营所包含的内容、所要实现的目标以及电力系统自动化的组成和目前所存在问题的解决方案,并对电力系统调度自动化的未来进行了展望。 【关键词】电力系统;调度自动化;信息 一、传统配电网实现电力系统自动化研究现状分析 电力系统的自动化发展主要是在配电网的上加强其自动化,因此为了提高其供点质量以及供电的可靠性,在进行电力系统自动化分析的时候,主要从配电网上实现其自动化,使得整个电力系统的发展符合当前的科技要求。目前配电网在实现自动化下,通常在10kv辐射线或者是树状的线路进行重合器以及分段器的方式来构成配电网,由于这种方式在现实自动化的过程中,不需要在配置通道上与主站的系统组成上,需要依靠重合器以及分段器本身的功能来实现电力的隔离和恢复功能,从而到电力系统的自动化,此种方法不仅具备相应容易实施的特点,而且还有节省投资的优点。同时还有其他实现电力系统自动化的接线方式,对于这些配电网的接线方式以及整个系统的构成,都具有一定的缺陷性,因此随着科学技术的提高,目前计算机网络技术正在快速的发展,使得在实现电力系统自动化发展的阶段可以对其进行改进,期改进的状态也在不断的发生着变化。 二、电力系统调度与运营包含的内容和要实现的目标 (一)电力系统调度的任务。 电力系统的调度就是对电力系统中所有的设备及其运行状态进行监控和调节,是一个指挥者。目前电力调度涵盖的范围较大,有自动化系统、继电保护等等。电力系统调度的任务主要是:尽设备最大能力满足负荷需要,使整个电网安全可靠连续供电,保证电能质量,经济合理利用能源,保证发电、供电、用电各方合法利益。 (二)调度自动化的必要。 电力系统是一个庞大而且复杂的系统,有几十个到几百个发电厂、变电所和成千上万个电力用户,通过多种电压等级的电力线路,互相连接成网进行生产运行。电能的生产输送过程是瞬间完成的,而且要满足发电量和用户用电量的平衡。现在电力系统的发展趋势是电网日益庞大,运行操作日益复杂,所以当电网发生故障后其影响也越来越大。另一方面,用户对供电可靠性和供电质量的要求日趋严格,这就对电力系统运行调度人员和电力系统调度的自动化水平提出了更高的要求。电网调度自动化具有较大的经济效益,可以提高电网的安全运行水平。当发生事故时调度员能及时掌握情况,迅速进行处置,防止事故扩大,减少停电损失。地调采用自动化调度系统能减少停电率。当装备有直接监护用户的自动装置以后,可压低尖峰负荷。若采用分时和交换电价自动计量等经济办法管理电网,经济效益更大。因此,电网调度自动化是一项促进电力生产技术进步和有显著经济效益的重要工作,是电力系统不可缺少的组成部分。 (三)电网调度自动化的组成部分及其功能。 电网调度自动化系统,其基本结构包括控制中心主站系统、厂站端(RTU)和信息通道三大部分。根据功能的不同,可以将此系统划分为信息采集和执行子系统、信息传输子系统、信息处理子系统和人机联系子系统。信息采集和执行子系统的基本功能是在各发电厂、变电所采集各种表征电力系统运行状态的实时信息,此外还负责接收和执行上级调度控制中心发出的操作、调度或控制命令。信息传输子系统为信息采集和执行子系统与调度控制中心提供了信息交换的桥梁,其核心是数据通道,它经调制解调器与RTU及主站前置机相连。信息处理子系统是整个调度自动化系统的核心,以计算机为主要组成部分。该子系统包含大量直接面向电网调度、运行人员的计算机应用软件,完成从采集到信息的各种处理及分析计算,乃至实现对电力设备的自动控制与操作。人机联系子系统将传输到调度控制中心的各类信息进行加工处理,通过各种显示设备、打印设备和其他输出设备,为调度人员提供完整实用的电力系统实时信息。调度人员发出的遥控、遥调指令也通过此系统输入,传送给执行机构。 我国调度自动化水平与世界上先进的国家相比,还有一些差距。尽管在近几年新投入运行的变电所采取了比较新的技术,但是总体而言,电网调度系统还存在一些需要解决问题。例如:系统计算机CPU负载率问题,即便是目前计算机容量和运算速度成倍或成几十倍提高的情况下,其负载率仍很高;CDT和Polling远动规约的选用问题,CDT和Polling两类规约在我国得到了广泛应用,并且这两类规约远动装置并存使用的现状将持续下去,选用哪一类规约的远动装置,原则上应视通道的质量与数量及本电网的调度自动化系统现状来决定,不宜盲目追求采用Polling远动;系统的开放性问题,系统应该是开放的,能够支持不同的硬件平台,支持平台采用国际标准开发,所有功能模块之间的接口标准应统一,支持能过户应用软件程序开发,保证能和其他系统互联和集成一体或者方便实现与其他系统间的接口,系统应能提供开放式环境。此外,现在的电力系统由于还依赖高压机械开关(油断路器、六氟化硫断路器、真空开关等)实现线路、设备、负荷的投切,尚不能做到完全可控。这是因为机械的慢过程不可能控制电的快过程引起的。“电网控制”目前只能做到部分控制,本质上仍然是一个调度员的决策支持系统。如果电力系统的高压机械开关一旦被大功率的电子开关取代,则电力系统真正的灵活调节控制便将成为现实 三、电力系统调度自动化存在问题的解决方法 (一)管理方面 统一思想,加强调度管理,提高认识。必须杜绝人为的一切误调度、误操作事故以及不服从调度指令擅自投停运设备。抓好防治误操作的思想教育工作,增强广大调度人员的安全意识、责任心和技术素质,最大限度避免误操作事故的发生。加大奖惩力度,严格考核,加强安全监督检查。认真落实各级安全生产责任制;严格执行“两票三制”制度,严把安全关。加强调度专业培训,提高调度员业务水平。 (二)技术方面 积极开发更高级实用的装置和软件,努力提高自动化水平和保证通信的清晰畅通,避免工作中出现因电话不清楚、自动化画面显示不正确而造成的错误。 随着计算机技术、通信技术的发展以及电力系统控制技术的不断进步,在不远的将来,电力系统调度自动化将会取得飞速的发展。以这些科学技术的进步为依托,能更好地维持供需平衡,保证良好的电能质量。 电力系统自动化毕业论文范文篇2 浅析电力系统自动化技术 【摘 要】随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 【关键词】电力自动化;现场总线;无线通讯技术;变频器 0 引言 现今,创新的自动化系统控制着复杂的工艺流程,并确保过程运行的可靠及安全,为先进的维护策略打造了相应的基础。 电力过程自动化技术的日新月异和控制水平的不断提高搜企网版权所有,为电力工业解决能源资源和环境约束的矛盾创造了条件。随着社会及电力工业的发展,电力自动化的重要性与日剧增。传统的信息、通信和自动化技术之间的障碍正在逐渐消失。最新的技术,包括无线网络、现场总线、变频器及人机界面、控制软件等,大大提升了过程系统的效率和安全性能。 电力系统自动化系统一般是指电工二次系统,即电力系统自动化指采用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置并通过信号系统和数据传输系统对电力系统各个元件、局部系统或全系统进行就地或远方自动监视、协调、调节和控制以保证电力系统安全稳定健康地运行和具有合格的电能质量[1]。 1 电力自动化的发展 我国是从20世纪60年代开始研制变电站自动化技术。变电站自动化技术经过数十年的发展已经达到一定的水平,在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,降低了变电站建设的总造价,这已经成为不争的事实。然而,技术的发展是没有止境的,随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响,全数字化的变电站自动化系统即将出现。 2 电力自动化的实现技术 现场总线(Fieldbus)被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技术的飞速发展,引起了自动化系统结构的变革,随着工业电网的日益复杂工业自动化网版权所有,人们对电网的安全要求也越来越高,现场总线控制技术作为一门新兴的控制技术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。 3 无线技术 无线通讯技术因其不必在厂区范围内进行繁杂、昂贵的布线,因而有着诱人的特质。位于现场的巡视和检修维护人员借此可保持和集中控制室等控制管理中心的联系,并实现信息共享。此外,无线技术还具有高度灵活性、易于使用、通过远程链接可实现远方设备或系统的可视化、参数调整和诊断等独特功能。无线技术的出现及快速进步,正在赋予电力工业领域以一种崭新的视角来观察问题,并由此在电力流程工业领域及资产管理领域,开创一个激动人心的新纪元。 尽管目前存在多种无线技术汉阳科技,但仅有几种特别适用于电力流程工业。这是因为无线信号通过空间传播的过程、搭载的数据容量(带宽)、抗RFI(射频干扰)/EMI(电磁干扰)干扰性、对物理屏障的易感性、可伸缩性、可靠性,还有成本,都因无线技术网络的不同而不同。因此,很多用户都倾向于“依据具体的应用场合,来选定合适的无线技术”。控制用的无线技术主要有GSM/GPRS(蜂窝)、9OOMHzRadios、wi-Fi()、WIMAX()、ZigBee()、自组织网络等,其中尤以Wi-Fi和WIMAX应用增长速度最快,这是因为其在带宽和安全性能方面较优、在数据集中和网络化方面具备卓越的安全框架、具有主机数据集成的高度灵活性、高的鲁棒性及低的成本。 4 信息化技术 电力信息化包括电力生产、调度自动化和管理信息化两部分。厂站自动化历来是电力信息化的重点,大部分水电厂、火力发电厂以及变电站配备了计算机监控系统;相当一部分水电厂在进行改造后还实现了无人值班、少人值守。发电生产自动化监控系统的广泛应用大大提高了生产过程自动化水平。电力调度的自动化水平更是国际领先,目前电力调度自动化的各种系统,如SCADA、AGC以及EMS等已建成,省电力调度机构全部建立了SCADA系统,电网的三级调度100%实现了自动化。华北电力调度局自动化处处长郭子明说,早在20世纪70年代华北电力调度局就用晶体管计算机调度电力,从国产121机到176机,再到176双机,华北电力调度局全用过,到1978年已经基本实现了电网调度自动化。 5 安全技术 电力是社会的命脉之一,当今人类社会对电力系统的依赖已到了难以想象的程度。电力系统发生大灾变对于社会的影响是不可估量的,因此电力系统最重要的是运行的安全性,但这个问题在全世界均未得到很好解决,电力系统发生大灾变的概率小但后果极其严重,我国电力系统也出现过稳定破坏的重大事故。由于我国经济快速发展的需求,电力工业将会继续以空前的速度和规模发展。随着三峡电站、西电东送、南北互供和全国联网等重大工程的实施,我国必将出现世界上最大规模的电力系统。 6 传动技术 实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成。变频器作为节能降耗减排的利器之一,在电力设备中的应用已经极为广泛而成熟。对于变频器厂商而言,在未来30年,变频器,尤其是高压变频器在电力节能降耗中的作用极为明显,变频器也成为越来越多电力行业改造技术的首选。 在业内,以ABB为首的电力自动化技术领导厂商,ABB建立了全球最大的变压器生产基地及绝缘体制造中心。自1998年成立以来,公司多次参与国家重点电力建设项目,凭借安全可靠、高效节能的产品性能而获得国内外用户的好评。其公司多种产品,包括:PLC、变流器、仪器仪表、机器人等产品都在电力行业中得到很好的应用。 7 人机界面 发电站、变电站、直流电源屏是十分重要的设备,随着科学技术的不断发展,搜企网,单片机技术的日趋完善,电力行业中对发电站、变电站设备提出了更高精密、更高质量的要求,直流电源屏是发电站、变电站二次设备中非常重要的设备,直流电源屏承担着向发电站、变电站提供直流控制保护电源的作用,同时提供给高压开关及断路器的操作电源,因此直流电源屏的可靠性将直接关系到发电站的安全运行,直流电源屏的发展已经经历了很长的时间,从早期的直流发电机、磁饱和直流充电机到集成电路可控硅控制直流充电机、单片机控制可控硅充电机、高频开关电源充电机等,至目前直流电源屏已很成熟。 直流电源屏整流充电部分仍然采用目前国际最流行的软开关技术,将工频交流经过多级变换,最后形成稳定的直流输出,直流电源屏系统控制的核心部件是V80系列可编程控制器PLC,它将系统采集的输入输出模拟量以及开关量经过运算处理,最终控制高频开关电源模块使其按电池曲线及有人为设置的工作要求更可靠地工作。 8 结束语 电气自动化技术是当今世界最活跃、最充满生机、最富有开发前景的综合性学科与众多高新技术的合成。其应用范围十分广泛,几乎渗透到国民经济各个部门,随着我国科技技术的发展,电气自动化技术也随之提高。 【参考文献】 [1]汪秀丽.中国电力系统自动化综述[J].水利电力科技,2005(02). [2]唐亮.论电力系统自动化中智能技术的应用[J].硅谷,2008(02). [3]夏永平,唐建春.浅议电力系统自动化[J].硅谷,2010(06). 猜你喜欢: 1. 电力系统自动化论文范文 2. 电力工程自动化专业论文范文 3. 电力系统毕业论文范文 4. 电气自动化专业毕业论文范文 5. 电力工程自动化论文优秀范文
末末很烦躁
特高压直流输电具有输送距离长、容量大、控制灵活、调度方便、损耗低、输电走廊占用少等诸多优点,这些优点为我国各领域的快速发展提供了有利的电力能源条件。下面是我整理的特高压输电技术论文2017年,希望你能从中得到感悟!
特高压输电线路的关键技术分析
摘要:主要研究了特高压输电线路中的三个关键,即电晕效应、过电压、电磁场。在满足电网运行需要的基础上,特高压输电线路还要考虑诸多生态、安全和影响问题。通过对这些问题的研究和借鉴先进经验,分析了特高压输电线路的设计和建设中如何在解决这些问题。
关键词:特高压;输电线路;电晕;过电压
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:
0 引言由于电能无法大规模储存的特点,电能的生产、输送、使用必须在同一时间完成,这就决定了电能输送的重要性。遵循欧姆定律,为了降低输送过程中的损耗,一方面是降低电阻,另一个方面便是提高电压。由于我国资源分布和经济发展的不平衡,导致我国电网的发展,不得不采取大规模远距离输电,因此特高压输电成为了我国电网发展的必然选择[1]。本文以特高压输电线路为分析研究对象,介绍特高压输电中的关键技术。
1 特高压输电的问题
在我国,特高压输电是指交流1000kV和直流±800kV的输电工程及技术。特高压输电是为了满足远距离、大容量输电的需求而产生的,其技术基础是已经成熟应用的超高压输电技术。根据超高压输电的运行、设计经验,已经目前已经应用的特高压工程与技术,高电压应用与发展必须深入研究和解决三个关键问题,即电晕效应、绝缘要求、电磁场及其影响[2-4]。
1)电晕问题。在天气不好的情况下,特高压导线表面的电场强度超过临界值后,将会使周围空气分子电离,形成正、负带电粒子,离子碰撞和复合过程,会产生光子和电晕放电。电晕放电的危害有功率损耗、噪声和信号干扰。由于电压等级更高,特高压线路电晕现象比超高压线路更为严重,因此需要合理的选择导线数目、导线结构等,使电晕放电的影响尽量降低。
2)电磁场问题。输电线路会在周围和地面产生工频电场和磁场。由于电压高、电流大,特高压输电线路的电磁场影响成为了公众关心的关键问题,特别是对周围的建筑、人员生产生活的影响等方面。
3)过电压问题。过电压问题,指的是有雷击导致的感应过电压、直击雷过电压以及各种操作引起的过电压。特高压电网的各种过电压在现象上与超高压电网相类似,但特性上有较大差异。特高压电网中的过电压将决定绝缘水平和绝缘系统的设计,而这些将直接影响到建设的成本和运行的可靠性。
2 特高压电网研究的主要结论
在对三大关键问题进行深入研究的基础上,得到了大量的结论,主要有以下几方面。
1)在提高输送能力和减少线路阻抗的基础上,如何降低可听噪声、满足环境要求成为特高压线路设计应考虑的关键因素。应该按照可听噪声标准进行线路设计,对信号(无线电和电视信号)的干扰水平应达到满意的结果,并尽量降低电晕功率损失。
2)工频过电压和操作过电压成为选择和设计绝缘系统的关键。因此,如何限制工频过电压成为了特高压输电的一个重要问题,通过并联电抗器,避雷器,分合闸电阻,线路分段等方法,可以限制操作过电压水平。
3)可以将特高压输电线路下以及线路走廊边缘的地面工频电场强度设计为与超高压线路在同一水平,按照可听噪声标准进行设计的输电线路,将形成与超高压线路相类似的电场强度,其环境影响也与超高压线路在同一水平。因此电磁场问题不再成为线路设计的关键,但应当考虑生态方面的不利影响以及公众的接受程度。
3 特高压输电线路的关键技术
为了解决特高压电网存在的重要问题,在大量的研究、试验的基础上,特高压电网进行了建设和运行工作,在运行工作中,部分问题得到了进一步解决,成为了特高压电网运行的关键,现在就输电线路方面的关键问题进行分析。
电晕及其解决电晕问题中的可听噪声、无线电信号干扰、电晕损失都与线路表面电场强度关系密切。特高压输电线路的电压高,导线上的电荷量大,因此表面场强也大,为了控制导线表面场强,特高压输电线路的导线分裂数更多,子导线的直径也远大于超高压线路。在运行情况确定的条件下,影响导线表面场强的关键因素为线路结构和气候条件。其中线路结构包括导线结构、分裂数、子导线直径、相距、极面场强。而气候对于表面场强的影响非常复杂,一般需要试验进行研究。对于可听噪声,按照国家噪声标准,特高压输电线路的可听噪声不应超过55dB(A)。相当于GB3096-1993《城市区域环境噪声标准》中1类标准白天和2、3类标准夜晚的噪声限值。对于无线电干扰,同时适当选择导线分裂数和子导线直径,可以将特高压输电线路的干扰水平与超高压输电线路相当。特高压输电线路的电晕损失与诸多因素有关,其中最主要的是气象条件。由于电晕损失主要来自于坏天气,因此导线表面电场强度所产生的影响,也通过坏天气的损失表现出来。考虑到人们最关心的事年平均电晕损失和最大电晕损失,而坏天气的电晕损失又可能是好天气电晕损失的数百倍,而长距离输电线路上,各段的天气原因又可能各不相同,复杂多变,因此电晕损失的计算具有极大的分散性,因此电晕损失进行了多年的研究,至今没有一个国际公认的估算方法。
工频电场和磁场工频电场受输电线路布置形式、对地距离、相间距离、分裂根数、相序变换等多方面的影响。其中地线对电场的影响程度与地线离相导线的距离以及相导线离地地面的高度都有关系。导线距离地面越远,则地面的电场强度越低,当导线对地距离增加到一定程度,则能够降低的电场强度有限,而经济投入则会很大。相比之,减少分裂导线的根数,能够比较明显的减小地面场强,但同时会增大导线表面场强,增大无线电信号干扰和可听噪声。过电压及其限制操作过电压是决定特高压输电线路绝缘水平的重要依据,主要考虑三种类型的操作过电压,即合闸、分闸、接地短路过电压。其中,对于接地短路时在正常相产生的过电压,唯一的解决办法就是在靠近线路两端采用金属氧化物避雷器(MOA)。因此,限制操作过电压的核心便是如何限制分合闸过程中过电压,其目标是将其限制在水平以下。其主要方法有采用MOA、断路器合闸电阻、控制断路器合闸相角三种方法。近年来MOA制造水平不断提高,限制过电压的能力也不断增强,成为了当前限制操作过电压的主要手段。而断路器合闸电阻如图1所示,在合闸时,先将辅助触头和尚,经过一段时间(合闸电阻接入时间)后将主触头闭合,从而达到限制合闸过电压的目的。合闸相位控制技术是在电压过零点附近进行合闸,以降低合闸导致的操作过电压。图1 断路器分合闸电阻示意图
4 结语
本文主要研究了特高压输电线路中的三个关键,即电晕效应、过电压、电磁场及它们的影响和解决,应当注意到,特高压输电线路的问题远不止这些方面。如对于架空线路的安全性,需要考虑振动、张力等多方面的原因,再比如输电线路的结构形式,还需要考虑经济电流密度、发热条件等。在我国的特高压电网建设中,既借鉴了国外的先进经验,又结合我国国情和电力系统发展的特点,具有相当的特殊性。只有在长期的运行实践和进一步的深入研究的基础上,才能够将特高压电网的优势充分发挥出来。
辛忠国1961年9月19日出生 本科 生产管理工程师 现任 公主岭市农电有限公司经理
刘振亚.特高压电网[M].北京,中国经济出版社,2005
【2】 杜玉清.日本1000kV特高压送点线路设计介绍[J].华北电力技术,【3】 陈勇,万启发,谷莉莉等.关于我国特高压导线和杆塔结构的探讨[J].高电压技术,2004,30(6),38-41【4】 , , A. Giorgi. et al. Evaluation of possible impacts of the new limits for human exposure to magnetic fields under consideration in ITALY, CIGRE,2002 seseion, 369-106
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诗诗雨天
特高压技术是指1000kV及以上电压等级的交流输电工程及相关技术。下面是我整理的,希望你能从中得到感悟!
特高压输电技术分析
摘 要:作为我国正在重点发展的输电工程专案,特高压输电在电力系统中引起了广泛的关注。文章对特高压输电工程发展的必要性进行阐述,在此基础上从无功平衡、过电压抑制以及绝缘配合等技术层面对特高压输电进行探讨,最后对交、直流特高压输电的优缺点进行了分析总结,以期推动我国特高压输电工程技术的发展。
关键词:特高压;输电;经济评价
中图分类号:TM723 文献标识码:A 文章编号:1006-8937***2015***24-0087-02
电力输电系统有不同的电压等级,直流±800 kV及以上、交流1 000 kV及以上电压等级的输电技术称为特高压输电技术。特高压输电技术的优点主要表现在输送容量大和输电距离长,这对于解决我国能源和负荷分布的极度不均衡问题具有重要意义。众所周知,我国国土面积大,负荷中心分布在华东和华南经济发达地区,而能源则大量集中在西部欠发达地区,发展特高压输电技术,可以最大效率地实现大范围、大容量的能量转移,是我国输电系统发展的必然趋势。
1 特高压输电技术发展的必要性
结合我国电力系统现状以及经济、社会发展的趋势,下文从电能需求量增加、电力负荷和资源分布不均衡、综合联网效益以及减轻对输电线路周边的环境污染几方面对特高压输电技术发展的必要性进行分析阐述。
电力能源需求量的增加
伴随着我国经济的快速发展,电力能源的消耗也在逐年攀升,并且将在很长一段时间内保持稳步增长的趋势。根据2015年初中国电力企业联合会释出的《2014年电力工业执行简况》,2014年,全国用电量55 233亿kWh,同比增长;全口径发电量55 459 亿kWh,同比增长。截至2014年底,全国发电装机容量 亿kW,比上年增长,其中,水电30 183 万kW***含抽水蓄能2 183 万kW***,占全部装机容量的;火电91 569 万kW***含煤电82 524 万kW、气电5 567 万kW***,占全部装机容量的,比上年降低;核电1 988 万/kW,并网风电9 581 万kW,并网太阳能发电2 652 万kW。
可见,在我国经济蓬勃发展以及全面建设小康社会的带动下,我国对于电力能源的需求量逐年增加,这就对电力系统的电能输送能力提出了更高的要求。
电力负荷和资源分布不均衡
在我国经济快速增长和工业生产的大力推动下,使用者对于电能的需求量稳步快速增长,然而资源和电力使用者的地域分布差异大大制约了电能的高效开发和传输。从全国资源分布情况来看,煤炭等传统资源以及太阳能、风能等新能源大量分布在我们中西部地区,距离用电负荷中心东南沿海地区很远,这就需要电力系统充分整合资源,实现电能的高效率、大容量和远距离传输。
综合联网效益
特高压输电具有优良的经济性,并且能够节约线路走廊空间,具有很好的综合联网效益。
首先,特高压输电可以降低电力传输的执行费用。这是因为在同等条件下,高电压等级的输电线路的输送容量大于低电压等级的,例如和500 kV输电线路相比,1 000 kV特高压输电线路的输送功率可以达到其5倍,但是其投资成本远不足前者的5倍,这就意味着特高压输电线路的单位输送电能投资较低。另外,高电压等级对于降低线路损耗具有重要作用,因此采用特高压输电技术具有很好的经济性。
其次,特高压输电能够有效降低线路走廊宽度。由于线路走廊宽度通常是按照地面电场强度来设定,而输电线路的自然输送功率和线路的波阻抗成反比例关系,与输送电压的平方成正比例关系。用线路的自然输送功率作参照,一回1 000 kV特高压输电线路相当于五回500 kV线路。按照我国环保标准规定的线路走廊宽度,一回1 000 kV特电压输电线路的走廊宽度仅为五回500 kV线路走廊宽度的40%。
最后,通过特高压输电线路将大范围内的电网联络起来,将会产生巨大的经济效益,具体表现在:互联于特高压线路的各个电网能够更加灵活地调整电力输出,实现错峰填谷。另外,参与联网的各电网由于共享了备用容量,将大大降低输电成本。通过各电网间的相互支援执行,使用者供电可靠性也将大大提高。
减轻对环境的污染
众所周知,火力发电对环境具有一定程度的污染,特别是对于人口稠密的用电负荷中心,发电厂产生的污染不可忽视。当采用特高压输电技术后,负荷中心将获得清洁的电能供应,不再需要在当地设定发电厂,甚至同时减小了煤炭等一次能源运输过程中产生的汽车尾气污染。因此,特高压输电能够有效减轻电力生产过程对环境的污染程度。
2 特高压输电的若干关键技术
为了确保特高压输电工程能够达到预期的大容量、远距离输送电能的作用,诸如过电压抑制、无功平衡、绝缘配合以及外绝缘设计等关键技术问题值得深入探究。
过电压抑制措施
当电气装置进行开关操作或出现内部短路故障时,往往会造成短时间或持续一定时间的高压,称为过电压现象。另外,当装置处于雷击环境中,也有可能出现过电压,对装置的正常执行极其不利。特高压输电工程由于自身电压等级较高,对绝缘要求很高,如果线路上产生过电压往往对线路绝缘产生致命伤害。因此,在进行特高压输电改造过程中,需要对各种型别的过电压进行研究并采取相对的抑制措施,以确保降低绝缘投入和线路的安全稳定执行。
无功功率平衡技术
根据前文内容的分析,可知特高压输电的输送容量很大,相应地其无功功能部分就变得非常大,对无功功率进行平衡也是一个非常重要的环节。采用传统的限制线路容升效应的措施,例如线上路上注入固定值的电抗,可以改善空载线路的容升效应,但是会一定程度降低特高压输电线路的功能输送极限。因此,需要有针对性的研究特高压线路无功功率平衡的各种措施,保证线路电压稳定。 绝缘配合以及外绝缘设计
对输电线路的导体部分和非导电部分进行有效绝缘是保证电能安全传输的必要条件。特高压输电系统线路电压等级高,绝缘投资在整个输电线路投资中占据较大的份额,科学地选择各种电气装置的绝缘水平就显得非常重要。针对这种情况,需要重点研究特高压输电线路上可能出现的各种过电压,并进行相应的绝缘设计。
另外,特高压输电线路的外绝缘设计也是需要重要研究的物件,考虑防雷、防污秽以及带电作业等各种复杂情况下的外绝缘是重点研究物件。
3 特高压输电的优缺点综合分析
特高压输电的优点
在对特高压输电关键技术阐述的基础上,下文将以特高压交流输电为物件对特高压输电进行评价分析。特高压输电的优点主要表现在以下几个方面。
电能输送距离远,输送容量大
特高压输电由于输送电压等级高,因此具有输送功率大以及输送距离长的优势,这对于应对日益增长的电能需求具有重要意义,并且可以达到紧凑型输电的效果。
电能输送成本低,经济性好
采用特高压线路进行电能的输送,单位容量的输送成本较低,这将使电网企业和使用者都受益。
线路占地面积小,走廊宽度变窄
采用特高压输电线路输电,虽然绝缘距离需要增大,但是同时其输送功率大大提高,从单位输送容量所需的线路走廊宽度来看,采用特高压输电对于节省占地面积是有利的。
输电过程中的功率损耗较小
特高压输电系统电压等级高,对于降低系统电流和功率损耗都是非常有利的。我国电能消耗量很大,减少电能输送过程中的功率损耗会带来非常大的经济效益,这对于提高能源利用率、建设绿色环保城市都具有积极作用。
特高压输电的缺点
但是,特高压输电在带来上述几方面优点的同时也不可避免地产生了如下缺点:
首先,特高压输电对系统的稳定性造成较大影响。
另外,系统的可靠性问题也更突出。这是由于特高压线路长,故障发生率高,很容易造成连锁事故给系统的安全稳定性造成不利影响。
特别是在特高压输电线路建设初期,由于主网架尚未建成,线路的负载能力差,这给系统可靠性带来了较大的隐患。最后仍需注意的是,特高压输电对环境的干扰也更大。
4 结 语
在我国经济繁荣发展的环境下,特高压输电工程的建设也越来越势在必行。结合我国用电负荷和能源的分布情况,我国的特高压输电以及大范围电网互联工程将持续建设。本文从发展特高压输电的必要性分析入手,对特高压输电过程中需要解决的几个关键问题进行分析,并在此基础上对其优缺点进行了总结评价,可见特高压输电技术将在我们电力系统中有广阔的应用前景。发展特高压输电、加强电网的互联,对建设资源节约型社会将起到重要作用。
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小昕总理
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