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研究纪实丨全球能源互联网研究院灵活交流输电技术

2016-09-27 11:47来源:国家电网报作者:张洋关键词:能源互联网电网技术输电技术收藏点赞

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运用灵活交流输电解决电网互联关键技术问题

全球能源互联网研究院作为国家电网公司重要研发平台,紧密围绕全球能源互联网构建与发展,推动战略创新和技术创新,实现系列重大关键技术突破。这些技术,将深刻改变未来电网形态。

新型灵活交流输电技术——支撑跨国、跨洲远距离输电

在全球能源互联的大背景下,新型灵活交流输电技术将有效支撑跨国、跨洲远距离输电,解决传统交流输电受制于输送功率极限、无功电压控制、系统安全稳定等因素带来的安全问题。

在新型灵活交流输电装置关键技术方面,国外重点研究可控串补、静止同步补偿器、统一潮流控制器、可转换静止补偿器、分布式串联补偿器等FACTS技术并产业化,实现了在超高压电网的应用。

全球能源互联网研究院在基于晶闸管器件的FACTS技术研究、装置研制和工程应用等多项技术均处于国际领先水平。2015年4月,国网联研院成功研制了代表灵活交流输电技术制高点的UPFC换流阀和控制保护系统,通过了中国电机工程学会的技术鉴定,填补了我国统一潮流控制器技术空白,实现了从“中国制造”到“中国创造”的重大跨越。

半波长输电——大大减少输电设备,跨区输电竞争力强

半波输电(HWACT,halfwavelengthACtransmission)是指输电的电气距离接近1个工频半波,即3000千米(50赫兹)或2600千米(60赫兹)的超远距离的三相交流输电。作为一种新的点对点、超远距离、大容量输电形式,半波输电线路无需安装无功补偿装置,全线无需设置中间开关站,输电设备数量可大大减少,因而造价很低、经济性好,对于跨洲、跨国输电以及偏远地区供电具有很强竞争力。

国外方面,巴西为把亚马孙河流域的大水电送到负荷中心,把半波输电技术作为一种备选方案开展详细理论研究和仿真计算,并制定了500千伏半波输电“北电南送”的工程方案。韩国也曾经研究过用半波输电将西伯利亚的水电送到韩国。

中国自2006年以来已开始研究半波输电,并以1000千伏特高压半波输电、±800千伏直流输电、±1000千伏直流输电作为西电东送的备选方案开展经济性分析。但对于输电线路调谐、潜供电流抑制、绝缘配合、沿线取电、保护安控等,均没有成熟的研究成果。

目前,国网联研院半波输电方案基于无源PI型或T型网络开展输电线路调谐,项目提出采用电力电子换流技术对输电线路开展柔性化调谐,未来有望在解决偏远地区超远距离供电问题上实现突破。

柔性变电站——实现不同国家、地区不同电制电网的互联互通

能源互联网的智能控制,关键在于对枢纽变电站的控制。

柔性变电站是以电力电子广泛应用为特征的新一代变电站。在技术上,柔性变电站以电力电子技术、控制保护技术及信息通信技术等融合为特征;在设备形态上,设备功能高度集中,设备界限逐渐模糊;在角色定位上,不仅是能量传输节点,而且是电网调控节点,还是一个负荷调控节点;在运行方式上,变电站既可以接入大电网并网运行,亦可以脱离大电网孤立运行。在信息交互上,变电站不但可以作为接收和执行信息的节点,而且可以实现电气设备与信息的深度融合。

柔性变电站作为电网能量交换控制节点,旨在提高电网状态参数及潮流的精确灵活控制;具有灵活的连接与协同控制能力,能实现交直流电网柔性互联、变电站“即插即用”、分散协同调控等站点综合控制功能;具有继电保护快速响应、快速灵活拓扑重构能力,实现故障限流、故障快速切除与自愈。

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原标题:改变未来电网形态的关键技术
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