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由于超导技术的突破主要取决于物理学和材料学基础研究的进展,具有很大的不确定性,而基于新型直流输电的直流输电网技术已经取得阶段性成果,预期在可以预见的将来会有较大突破,我国在远期( 2030 -2050年)实现采用常规导体的主干直流输电网的可能性更大。
在我国西部构建送端直流输电网的必要性和优越性:1、能够更好地满足未来电力由西部向中东部地区远距离、大容量输送的重大需求;2、能够在西部送端实现风电、太阳能发电、水电、煤电等不同特性电源之间补偿调节,解决新能源出力的随机性和波动性;3、可以充分利用输电走廊和线路资源,提高输电系统资产利用效率;4、能实现西部广大地区各交流电网的异步连接,提高运行的稳定性,满足西部的用电需求。
四、面向未来电网的关键技术
近中期我国主要发展超/特高压交直流输电网模式,需要研究安全可靠、经济合理、技术先进,能满足输电需求的交直流输电网结构;要研究相应的电网运行控制技术,提高系统的输电能力及电网的安全性、可靠性和经济性,特别要注重研究受端电网接收大量直流输电的安全稳定问题。
针对中长期我国有可能形成西部送端直流输电网与中东部受端超/特高压交流电网有效融合的输电网模式,需要提前重点部署新型直流输电及直流输电网技术的研究,包括基础性前瞻性研究和高技术开发。
设备级的技术需求有:高压直流断路器,切断时间要求在3 - 5ms以下断路器,比交流系统断路器提高一个数量级;DC/DC变压器,目前尚处于电路拓扑、仿真计算、原理样机阶段,尚未实现工业样机研发的技术突破;直流电缆,研究大容量高电压等级直流电缆制造技术。
系统级的技术需求有:直流电网广域测量及故障检测,在传统交流电网检测技术基础上,缩短检测时间,提高响应速度;直流电网仿真,建立仿真模型,较交流电网更小步长的电磁
暂态仿真;直流电网运行控制与保护,适用于直流电网的新型运行控制原理和控制、保护方法,具有快速响应能力的直流电网的调度、运行控制系统。
上述新型直流输电和直流输电网相关理论和关键技术一旦突破,除有助于改变未来国家主干电网及未来联网的形态之外,对近期电网的发展也会产生重要影响。电压源直流( VSC-HVDC)技术十分适合对风能、太阳能等分散化、小型化的电能迸行组网,通过经济、环保的方式将这些电能反馈回电网。随着电压源直流技术的研究开发,其容量将不断增大,将有可能利用电压源换流装置( VSC)和常规电流源换流装置(CSC)各自优点,形成大容量的混合连接直流输电系统。直流输电网的各项关键技术还可用于配电系统。
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