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纯技术:特高压交直流输电系统技术经济分析

2015-02-13 16:22来源:中国电力科学研究院作者:曾庆禹关键词:特高压直流输电技术特高压交流技术特高压经济性收藏点赞

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紧急安全稳定控制情况下应在静态稳定和N-1 故障暂态稳定极限输送功率内运行。它们中最小的极限输送功率是保持电网稳定的输送功率,是实际利用的额定输送功率或实际利用的输电能力。在优化电网充裕度情况下,基于实际利用的额定输送功率的建设成本和运行成本,称为稳定性成本。以稳定性成本最小优选的输电系统及方案,不需切机切负荷,不存在可靠性损失成本风险,保持电网稳定运行,产生显著的电网和社会经济效益。

8.1 1 000 kV 输电系统稳定性成本

1 000 kV 输电系统具备的静稳定裕度大于500 kV输电系统。当500 kV电网N-1故障时,它可提供更多的动态有功和无功支持,因而它的接入可提高电网运行的稳定性。

单回路1 000 kV/4 410 MW 输电系统尽管能保持电网静态稳定性,若不采取切机切负荷,N-1故障不能保持电网暂态稳定性。如前所述电网充裕度,它的N-1故障暂态稳定输送的功率为1 100 MW,比静态稳定输送的功率低得多。1 000 kV,1 500 km及以上距离的输电采用双回路输电系统,由于N-1故障只涉及1 个回路的部分线段,在如前所述电网充裕度下,满足电网静态稳定和N-1故障暂态稳定实际的额定输送功率可达原单回路输电系统的2倍,即8 820 MW;双回路输电系统建设总成本可略小于单回路的2倍,单位输电建设成本可达到原单回输电系统同一水平,即1 900元/km×MW。

8.2 ±800 kV 输电系统稳定性成本

±800 kV/6 400 MW 输电系统,在电网任意N-1故障时,因其结构和功率控制方法,不能对故障做出动态有功和无功响应,提供稳定性紧急支援,而且在电网N-1故障,逆变站交流母线电压降到一定数值并持续一定时间时,存在连续换相失败导致双极闭锁,强迫停运,进一步扩大电网故障,形成故障连锁反应风险。系统N-1 故障后单极运行的直流电流入地进入交流变压器,使其严重偏磁,存在引起电网故障的风险。它的接入将降低电网稳定性。系统N-1 故障切机切负荷造成可靠性损失成本风险超过年回收成本。如不切机切负荷,在如前所述电网充裕度下,±800 kV输电系统N-1 故障暂态稳定输送功率为1 600 MW,比按晶闸管额定电流确定的输送功率低得多。±800 kV 输电系统单极闭锁(N-1 故障)满足电网暂态稳定性要求,同时提高输电能力的有效措施是:以单极闭锁联动调制安稳措施,充分利用晶闸管的短时过负荷能力[8]。在如前所述电网充裕度下,±800 kV输电系统采用联动调制

安稳措施,实际的可利用输送功率可达4 800 MW,为晶闸管额定电流输送功率的75%。按实际利用的输电能力4 800 MW估算,±800 kV,6×720 mm2分裂导线,1 500 km直流输电系统,单位输电建设成本为2 373 元/km×MW;8×720 mm2分裂导线,2 000 km直流输电系统,单位输电建设成本为2 288 元/km×MW。

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