【推荐】面向全球能源互联网的半波长输电技术及展望！-北极星输配电网

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全球能源互联网对半波长输电技术的需求：目前世界能源面临巨大的挑战，从以化石能源为主转变到以清洁能源为主的能源结构将成为未来世界能源可持续发展的必由之路。全球能源互联网计划构建连接北极地区风电基地、赤道地区太阳能发电基地和各洲大型可再生能源基地与主要负荷中心，由于大规模远距离输电和跨国跨洲联网的需求，目前亟需发展远距离、大容量的输电技术。

半波长输电线路（Half-wavelengthTransmissionLines，HWTL），是一种新型的输电方式，在超远距离输电方面具有非常好的应用前景。它是当输电线路的距离接近或者等于半个工频波长，即3000km（50Hz）或2500km（60Hz）的一种超远距离交流输电方式。与常规交流输电线路相比，半波长输电线路具有十分显著的技术与经济优势，主要体现在：

1）沿线无需安装无功补偿设备，线路电容发出的无功会被线路本身的电感所消耗。

2）首末端的电压稳定性极好。若采用半波长输电方案，即使发生严重的三相永久性故障，系统仍可保持较好的稳定运行。

3）从功率传输角度而言，等同于一条短距离线路，其极限传输功率值很大。

4）经济特性优异。因无需安装无功补偿设备，且全线没有开关站，输电设备数量大幅度减少，因而造价较低，使得超/特高压半波长交流输电的经济性比常规超/特高压交流输电线路大幅提高，甚至优于长距离的特高压直流输电。

5）可靠性较高。半波长交流输电系统和特高压直流输电系统的可靠性水平相当，甚至比特高压直流系统更为可靠。

随着全球能源互联网的建设和未来特高压线路的发展，半波长交流输电技术目前来看是解决超长距离输电问题的最好方案。国家电网公司在2015年度对半波长输电项目进行了一系列立项，将重点针对其输电系统构建技术、电磁暂态特性及控制措施、系统运行特性分析与控制技术、继电保护理论关键技术、波传输特性分析及柔性控制技术、工程实验方案等若干问题展开系统研究。目前对半波长输电技术的研究，对将来超远距离输电工程的实际运用和全球能源互联网的构建有着重要的科学意义。

半波长输电技术及未来发展

1.人工调谐技术及其优化

半波长交流输电线路的自然长度为3000km（50Hz）或2500km（60Hz），当线路长度不足或过长时，需要人工将实际线路调谐成半波长线路。现有的调谐方法有两种：在线路中增加串联电感和并联电容（π型或T型）；仅增加并联电容。以上两种调谐方式均可将不足半波长的线路从电气上调谐为半波长。其中电容调谐能够减小线路的波阻抗，使得线路的自然功率值增加，即对于给定的过电压限值，电容调谐线路上可以传输更大的功率，同时，在过负载或功率因数变化引起工频电压升高时，电容调谐线路上的整体过电压水平较之T型、π型调谐线路要低。而在故障条件下，π型、T型调谐线路中的工频过电压相对较小，有功损耗相对较小，比电容调谐线路的传输效率更高。

在双回线路上增加π型或T型调谐网络，可采用共用调谐或单独调谐方式。若使用电容调谐，宜采用单独的调谐网络来实现。采用共用调谐的π型网络时，当某单回线路发生故障而切除时，健全回路将会失去半波长的特性，从而使得系统失稳。如何增加该类系统的稳定性还有待进一步研究。而采用单独调谐的π型网络，系统的稳定性较好，但当线路发生故障而切除时，应当连同其对应的调谐网络一并切除，否则可能在调谐设备的电抗器上产生很高的过电压。电容调谐系统的暂态稳定性较好，在发生故障将整条线路切除时都可保持暂态稳定性。

综合来看，现有半波长输电的人工调谐方案仍需要进一步完善，综合考虑经济性、对系统传输功率和沿线过电压等的影响，进一步加以改进。

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