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ii.与直流输电比:直流输电在故障切断线路后,不会产生故障转移功率的冲击,受端缺额功率最后靠全网功率自动平衡恢复正常电力供应,直流输电比交流特高压输电安全。
2)不经济:根据设计资料,都要比超高压(或直流)输电方案贵过一倍。我们统计了全部八条交流特高压输电线的设计资料,单价都约为5元/(千瓦*公里)左右,而根据设计通用资料数据,交流超高压输电的单价为1.8~2元/(千瓦*公里)。如果和直流输电比,八条输电线贵约一倍。如果输电距离长到1500公里,交流特高压输电比直流输电要贵约二倍。根据这样估算,已获准新建的七条交流特高压输电线总工程费为1205亿元,而比较方案仅505.32亿元,节约700亿元(58.1%)。
3.受端网架:如批准的七条输电线建成,将形成华北和华东的特高压受端网架。国网提出有以下的提高作用:可以提高输电能力和电网安全;可以解决超高压电网的短路超标问题;可以解决大容量直流输电的安全。分析如下:
1)不安全:国网以为,建成特高压受端网后,特高压输电线可以得到更多电源支撑,提高静稳极限对安全有利。但输电功率是受暂稳极限限制的,它不可避免地因高低压电磁环网仍使输电功率达不到设计值。受端特高压网架让华北电网和华东电网分别形成11个和10个分段点,如果在超高压电压及以下的电网相互电隔离,如此多的分段区很难避免只剩下一个通过特高压变电所与外来电源联系,一旦故障切断,与原超高压受端网多路外来输电(一般都有6、7路)比,面临重大安全隐患。如果特高压段间存在并联的超高压输电线,就会出现高低压电磁环网,当故障切断一回特高压线路,受并联超高压线路功率的限制,使特高压输电线暂稳极限达不到设计功率(600万千瓦),出现安全隐患。
2)用特高压网解决超高压网的短路电流超标,理论上就错误,实践上世界电网也没有这样做:特高压网架增加了超高压电网相互电联系,理论上就是降低了互电抗,只会增加短路电流。该问题是2013年国网在华东北半环咨询会上提出的,并附有华东电网短路电流仿真计算结果比较表。与会代表当即指出,特高压网架仿真的短路电流下降是超高压电网结构解环后的结果,而不是电网升压到特高压的作用。只要在原华东超高压电网解环,不新建华东特高压北半环也可以解决短路电流超标问题。电网的短路电流超标是电网发展的普遍遇到的问题,它和电网容量和密度强相关,世界大超高压电网容量为我国的3、4倍,密度也大,都可以用常规方法解决,没有一个电网为短路电流超标新建特高压电网。在华东北半环咨询后,国网再也没有提出用特高压电网来解决短路电流超标问题。
3)大容量直流输电不需要交流特高压输电解决安全问题:问题是国网提出的,相当大功率输电线切除后对电网的干扰,切除容量愈大、受端电网无功容量愈小,干扰后电网失稳的可能性愈大。于是国网采用了两路大容量(800万千瓦)同时双极换向失败故障切除的仿真案例,说明需要切除一千万负荷才能恢复正常运行。但安全故障设置是有规范的,不能任意加重严重等级,否则就会过分反应造成浪费。安全规范要求N-1故障情况下,电网能自动恢复正常运行。直流单极故障切除相当于N-1,而两路直流故障切除相当于N-2、N-3级严重故障,由于发生概率极小,可以采取切负荷措施。根据南网统计,珠三角是我国直流输电集中地,共6条外来直流,近四年(2011年到2014年)共发生了59次直流强迫退出故障,其中57次是单极故障退出运行,两次为一路双极故障退出,从来没有发生过两路直流同时发生双极故障退出运行。世界远距输电都采取直流输电,也都没有新建特高压电网,包括今年国网为巴西新建的直流输电就是输电800万千瓦的大容量工程,国网也没有要求巴西新建交流特高压受端电网来保证直流输电安全。
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