淺議提高電網(wǎng)輸送能力的技術(shù)決策

范　曄

中圖分類(lèi)號(hào)：TN

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-0992(2009)03-0062-01

摘要：隨著用電負(fù)荷的快速增長(zhǎng)和近幾年成批大容量機(jī)組的集中投運(yùn)，電網(wǎng)建設(shè)滯后問(wèn)題日顯突出。為提高電網(wǎng)輸送能力以緩解電力供需形勢(shì)緊張的局面，我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)力度也日漸加大。本文主要探討提高電網(wǎng)輸送能力的技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)輸送能力技術(shù)

我國(guó)地域廣闊，發(fā)電一次能源主要集中在我國(guó)的中西部地區(qū)，電力負(fù)荷主要集中在東南部沿海和中部地區(qū)。輸電距離長(zhǎng)、輸送規(guī)模大是我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中的主要特點(diǎn)。由此，在怎樣提高電網(wǎng)輸電能力方面出現(xiàn)了一些急待解決的技術(shù)問(wèn)題，諸如：(1)需要對(duì)利用超高壓交流輸電和直流輸電技術(shù)進(jìn)行大容量、遠(yuǎn)距離的功率傳輸進(jìn)行研究。以適應(yīng)電網(wǎng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)、快速發(fā)展；(2)對(duì)于受暫態(tài)穩(wěn)定限制的輸電線，急需提高電網(wǎng)穩(wěn)定極限的技術(shù)。同時(shí)，隨著電網(wǎng)互聯(lián)和遠(yuǎn)距離輸電規(guī)模的擴(kuò)大。電網(wǎng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題日漸突出。(3)新建輸電線路面臨路徑選取困難、投資日益增高和建設(shè)周期加長(zhǎng)等難題。電網(wǎng)建設(shè)急需能節(jié)省輸電投資、提高單位走廊輸電能力、有利于環(huán)境保護(hù)的輸電技術(shù)，以適應(yīng)電網(wǎng)高速和可持續(xù)發(fā)展的需要；(4)為保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，急需增加電壓和無(wú)功控制手段，改善潮流分布、降低網(wǎng)損的技術(shù)。

1、電網(wǎng)目前存在的問(wèn)題

1電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱

網(wǎng)內(nèi)主干聯(lián)絡(luò)線均為單回，承受和抵御自然、外力破壞的能力較差，抗干擾能力不強(qiáng)，電網(wǎng)從結(jié)構(gòu)上不滿(mǎn)足N-1要求。發(fā)生垮網(wǎng)或電網(wǎng)瓦解可能性較大，降低了電網(wǎng)的供電可靠性，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱。

2網(wǎng)內(nèi)電源點(diǎn)布局不合理

電力遠(yuǎn)距離輸送，線損大，能源損耗高，企業(yè)利益受損，網(wǎng)內(nèi)電源點(diǎn)布局不合理。

3網(wǎng)內(nèi)有些TA飽和度不滿(mǎn)足要求

隨著輸變電工程投入運(yùn)行，解決了電力供應(yīng)短缺問(wèn)題，同時(shí)致使阿勒泰電網(wǎng)的短路水平大大增大。導(dǎo)致網(wǎng)內(nèi)有些TA飽和度不滿(mǎn)足要求，影響繼電保護(hù)正確動(dòng)作，威脅電網(wǎng)安全。

4無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量漸顯不足

隨著用電負(fù)荷的增加。無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量漸顯不足，電網(wǎng)無(wú)功無(wú)法實(shí)現(xiàn)就地平衡，遠(yuǎn)距離輸送無(wú)功功率增大，增加了線損和電網(wǎng)運(yùn)行成本。

2、提高電網(wǎng)輸電能力的技術(shù)措施

目前，我國(guó)正在研究和推廣應(yīng)用的輸電技術(shù)有：

1通過(guò)理論分析、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和試驗(yàn)、事故模擬分析以及實(shí)驗(yàn)室模擬等方式研究系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性。采用經(jīng)研究推薦的負(fù)荷模型后，計(jì)算出在東北一華北聯(lián)網(wǎng)條件下，2005年黑龍江省和吉林省電網(wǎng)之間斷面(簡(jiǎn)稱(chēng)黑吉斷面)的穩(wěn)定極限提高了300MW。

2對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。要求機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)必須滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3根據(jù)系統(tǒng)分析結(jié)果，在一些關(guān)鍵發(fā)電機(jī)上安裝穩(wěn)定控制器(PSS)。提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。目前，我國(guó)已在200多臺(tái)發(fā)電機(jī)上安裝了PSS。

4推廣應(yīng)用同桿并架和緊湊型輸電技術(shù)，提高單位走廊的輸電能力。目前。我國(guó)在三峽輸電工程的政平一宜興500KV線路上采用了同桿雙回500KV緊湊型輸電線路技術(shù)，可有效提高線路的自然功率、節(jié)省線路走廊、改善電磁環(huán)境。

5研究采用大截面導(dǎo)線和耐熱導(dǎo)線技術(shù)，提高線路熱容量。對(duì)于已運(yùn)行的線路，通過(guò)理論和試驗(yàn)研究，適當(dāng)提高線路最高運(yùn)行溫度。提高輸電能力。如為了挖掘現(xiàn)有輸電線路在提高輸送能力方面的潛力，華東電網(wǎng)公司通過(guò)研究把導(dǎo)線溫升標(biāo)準(zhǔn)從70℃提高到了80℃，使線路輸送能力提高20％左右。

(6)采用基于半控型器件的串并聯(lián)柔性交流輸電(FACTS)技術(shù)。靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置(SVC)能夠改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，提高輸送能力，在我國(guó)有廣闊的應(yīng)用前景。

3、應(yīng)用串聯(lián)電抗器提高輸電能力的方法

目前聯(lián)網(wǎng)方式下電網(wǎng)最突出的問(wèn)題是動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題，要解決動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題，一方面可以增加系統(tǒng)阻尼，另一方面可以考慮減小嚴(yán)重故障沖擊。在雙母接線的變電站線路出口發(fā)生三相故障時(shí)，如果能夠維持另一母線電壓，則能夠在較大程度上減小故障沖擊，提高穩(wěn)定極限。提高電網(wǎng)輸送能力的可行方案一是雙母接線變電站分母運(yùn)行。但分母運(yùn)行可能造成潮流分布不均、電磁環(huán)網(wǎng)、供電可靠性下降等問(wèn)題；二是在分段母線中串聯(lián)1個(gè)電抗，作用是穩(wěn)態(tài)時(shí)保持通路。暫態(tài)時(shí)盡量維持另一母線電壓。

在系統(tǒng)中，電抗器有母線聯(lián)絡(luò)和線路端接人2種接線方式。在現(xiàn)有變電站母線可分段的情況下，可采用母線聯(lián)絡(luò)方式，提高電網(wǎng)輸送能力。

串聯(lián)電抗器包括不可控串聯(lián)電抗器和可控串聯(lián)電抗器，傳統(tǒng)的限制短路電流的措施是裝設(shè)不可控串聯(lián)電抗器，其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行方式簡(jiǎn)單、安全可靠。缺點(diǎn)是增加無(wú)功損耗及有功損耗，降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并需對(duì)現(xiàn)有線路上的距離保護(hù)方案進(jìn)行修改。隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、新材料等的發(fā)展，出現(xiàn)了可控串聯(lián)電抗器，在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響很小，系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)又能快速限制短路電流。根據(jù)工作原理可分為串聯(lián)諧振型和并聯(lián)諧振型。正常工作時(shí)導(dǎo)通控制器件關(guān)斷，VC諧振，阻抗為0；短路故障時(shí)導(dǎo)通控制器件快速導(dǎo)通，電路諧振狀態(tài)改變，呈現(xiàn)出很大的阻抗，從而限制短路電流。

4、結(jié)束語(yǔ)

為了滿(mǎn)足大容量、長(zhǎng)距離輸電和電力負(fù)荷快速增長(zhǎng)的需求，電網(wǎng)公司采取了多種技術(shù)措施以提高電網(wǎng)的輸送能力，包括現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等方法對(duì)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性和負(fù)荷模型進(jìn)行研究、采用PSS等電網(wǎng)穩(wěn)定控制措施、SVC和串補(bǔ)技術(shù)、STATCOM和SSSC技術(shù)及對(duì)發(fā)電機(jī)設(shè)備的測(cè)試和管理等技術(shù)措施。