提高超高壓交流輸電線路的輸送能力(一)[孫海順書籍]

提高超高壓交流輸電線路的輸送能力(一)[孫海順書籍]

為解決遠距離、大容量的電能輸送問題,本研究提出了柔性緊湊型輸電方式。研究中將柔性技術與緊湊型技術有機結合,利用柔性技術縮短線路電氣距離,並抑制緊湊型技術帶來的過電壓及潛供電流問題;利用緊湊型技術提高線路自然功率,有效地規避了高串補度帶來的次同步振盪風險,並可節省走廊;針對柔性緊湊型線路特有的線路參數特性,給出了可行的繼電保護方案。通過上述關鍵問題的研究及各環節的全方面論證,給出了可直接套用的典型配置,使500~1000?km線路的輸送容量達到常規線路的1.5~1.8倍。

圖書簡介

為提高短線路的輸送能力,研製了可長期運行於150℃的高強度耐熱鋁合金導線,其綜合指標高於國內研發的同型耐熱導線;研製了國內第一條900?mm?2的大截面導線,且該導線作為國內主幹線路第一次使用四層鋁股絞制技術,減小了導線交直流電阻比。此外,對複合加強芯導線在國內的套用前景進行了經濟與技術分析。

本書可供高等院校電力系統專業的研究生以及從事電力系統運行、規劃設計和科學研究的人員參考。

前 言

經濟的繁榮與社會的進步,與充足的能源供應息息相關,而電能更是國家安全、穩定與高速發展必不可少的重要因素。近年來,我國的電力需求日益增長,電力工業發展迅速,發電裝機容量每年都以超過10%的速度增加,預計到2020年,我國電力裝機容量將達到16億千瓦。

我國幅員遼闊,能源與負荷分布不均勻。我國水力資源主要分布在西南各省,煤炭資源主要分布在山西、陝西、內蒙古等西北省份。而負荷中心主要分布在以京、滬、穗為中心的東部及東南沿海。根據相關規劃,我國以北、中、南三條通道實現西電東送。因此,大容量、遠距離的電能輸送是很有必要的。

對於不同輸送距離與輸送容量的目標,具有與之對應的輸電模式,如圖0-1所示。

圖0-1 不同輸送距離與容量下適用的輸電模式

由圖0-1可見,千公里以上的輸送距離,一般使用超、特高壓直流輸電;較短的輸送距離(百公里上下),可以使用常規交流輸電;若在短距離輸送更大的電能,可以使用同塔雙回或多回輸電方式;而隨著輸電電壓等級的提高,輸送距離與容量均隨之增加。

為進一步提高輸送距離,滿足數百到千公里的電能輸送需求,需要使用串聯電容補償,否則輸電線路將面臨穩定、過電壓等重重問題。但受制於串補投資、串補帶來的SSR問題等,難以在遠距離的前提下滿足大容量的要求。由圖0-1可見,在數百到千公里的輸送距離下輸送較高的容量這個區域,還是一片空白,此前沒有成熟的輸電模式。

國家重點基礎研究計畫( "973”計畫)“提高大型互聯電網運行可靠性的基礎研究”設定了子課題“提高超高壓交流輸電線路輸送能力的研究”,通過研究工作探索適合於大容量遠距離的輸電模式,即研究目標為在500~1000?km的輸送距離條件下,提高交流線路輸送容量為常規交流線路的1.5~1.8倍。考慮到這種輸電模式在提升輸送能力的同時,要滿足資源節約、環境友好的技術要求,研究提出了“柔性緊湊型”輸電模式,即採用自然功率高且節省走廊占地的緊湊型輸電線路,並進行電磁環境方面的最佳化設計;以串聯補償設備縮短線路電氣距離保證靜態穩定輸送能力和部分提高暫態穩定下的輸送能力。並且通過其他多種先進的柔性設備、大截面導線等措施,實現綜合性目標最優。如圖0-2所示,柔性緊湊型輸電技術的提出,填補了500~1000?km大容量輸電技術的空白。

圖0-2 柔性緊湊型輸電線路的定位

提高超高壓交流輸電線路的輸送能力(一)前 言同時,本課題針對進一步提高短線路輸送容量進行了研究。由於限制短線路輸送容量的瓶頸是熱穩定,所以在百公里或更短的線路上,可以使用耐熱導線,但由於其電阻損耗較高,不適用於長線路,如圖0-2所示,它可以顯著提高短距離送電容量。複合加強芯導線由於具有更好的機械性能、大截面導線允許較高的電流通流量,也可提高短線路熱穩定極限,但如果將其套用於長線路,則要對其經濟成本進行核算。此外,對改善線路電磁環境的擴徑導線進行了研究。

圖0-3 本課題研究內容結構本課題的研究結構如圖0-3所示,整體上從兩方面展開,即在500~1000?km的輸送距離下提高交流線路輸送容量為常規交流線路的1.5~1.8倍,以及提高短距離輸電線路熱穩定極限。

同名圖書(1)

基本信息

提高超高壓交流輸電線路的輸送能力(2) 提高超高壓交流輸電線路的輸送能力(2)

《提高超高壓交流輸電線路的輸送能力(2) 》

作 者:孫海順, 等 著

出 版 社:清華大學出版社

ISBN:9787302240525

出版時間:2010-12-01

頁 數:196

字 數:308000

所屬分類:電子書 > 工程 > 電力工程

正文語種:中文

內容簡介

傳統的電力系統穩定器(pss)抑制大型互聯電力系統輸電斷面上所發生的區域間功率低頻振盪的效果不理想,針對這一現象,《大型互聯電網運行可靠性研究系列圖書:提高超高壓交流輸電線路的輸送能力(2)》提出了一種新的通過抑制電力系統低頻振盪以提高超高壓交流輸電線路輸送能力的電力系統穩定控制裝置。該裝置以儲能原理為基礎,能有效抑制電力系統區域間低頻振盪。所開展的研究工作分兩方面進行。首先在理論分析方面建立了詳細的儲能裝置數學模型,通過特徵值分析和時域仿真,詳細分析了儲能裝置對大區間低頻振盪的抑制作用,探索有效抑制系統低頻振盪的穩定控制器的控制策?,同時初步闡述了基於儲能原理的電力系統穩定控制基礎理論。其次,在試驗研究方面,研製了兩種基於不同儲能原理的電力系統穩定控制裝置。通過電力系統動態模擬試驗研究,驗證了控制樣機抑制低頻振盪的效果並證實了實驗結果與理論分析結果的一致性。此外,《大型互聯電網運行可靠性研究系列圖書:提高超高壓交流輸電線路的輸送能力(2)》還以一個實際電力系統為背景,分析了利用基於儲能原理的電力系統穩定控制器抑制低頻振盪的可行性。

《大型互聯電網運行可靠性研究系列圖書:提高超高壓交流輸電線路的輸送能力(2)》可供高等院校電力系統專業的研究生以及從事電力系統運行、規劃設計和科學研究的人員參考。

圖書目錄

第1章 概述

1.1 引言

1.2 未來電力系統面臨的問題

1.3 電能存儲技術

1.4 基於儲能技術的電力系統穩定控制

1.5 研究內容簡介

第2章 基於儲能原理穩定控制裝置及互聯電力系統的數學模型

2.1 引言

2.2 fpc的靜態等值電路

2.3 fpc的工作方式及其能量傳遞關係

2.4 多種坐標系中的儲能單元模型

2.4.1 相關假設和參數

2.4.2 三相靜止坐標系中的儲能單元模型

2.4.3 坐標變換

2.4.4 兩相坐標系中的儲能單元模型

2.4.5 關於數學模型的討論

2.5 使用暫態參數表示的儲能單元模型

2.6 fpc的矢量勵磁控制

2.6.1 三相vsc整流器的數學模型和控制策略

2.6.2 三相vsc逆變器的數學模型和控制策略

2.7 fpc的勵磁控制

2.7.1 fpc的定子磁鏈定向控制

2.7.2 fpc的轉速控制

2.7.3 fpc勵磁控制系統的綜合

2.8 小結

第3章 基於儲能原理電力系統穩定控制裝置的運行特性分析

3.1 引言

3.2 fpc運行特性仿真分析

3.2.1 fpc的基本運行特性的仿真研究

3.2.2 fpc勵磁控制策略的性能比較

3.2.3 考慮變頻器的仿真結果

3.3 fpc的勵磁系統特性分析

3.4 考慮轉子勵磁約束的fpc靜態運行極限

3.4.1 轉子側電流限制

3.4.2 轉子側電壓限制

3.4.3 轉子側功率限制

3.4.4 轉子側綜合限制

3.5 fpc控制系統穩定性分析

3.5.1 fpc的固有穩定性

3.5.2 包含勵磁控制系統的fpc穩定性

3.6 fpc穩態工作點的選取

3.7 小結

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