探索超遠(yuǎn)距離大容量新型輸電技術(shù)占領(lǐng)世界電力科技制高點(diǎn)

半波長(zhǎng)交流輸電技術(shù)(ha1f-wave-1ength a1ternating current transmission，HWACT)(簡(jiǎn)稱半波長(zhǎng)輸電)是指輸電的電氣距離接近一個(gè)工頻半波，即3000km(50Hz)或2500km(60Hz)的超遠(yuǎn)距離的三相交流輸電技術(shù)。特高壓半波長(zhǎng)交流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性和暫態(tài)穩(wěn)定研究是特高壓半波長(zhǎng)交流輸電技術(shù)可行性應(yīng)用研究的基礎(chǔ)。發(fā)表在2011年第31期《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》上，在鄭健超院士的帶領(lǐng)下，中國(guó)電力科學(xué)研究院秦曉輝、張志強(qiáng)等撰寫(xiě)的論文《基于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型的特高壓半波長(zhǎng)交流輸電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性與暫態(tài)穩(wěn)定研究》對(duì)此相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。

在半波長(zhǎng)條件下，交流輸電系統(tǒng)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：聯(lián)系阻抗極小，電氣距離很短，單回線輸電能力較高；全線無(wú)功自平衡，無(wú)需無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備；輸變電設(shè)備大幅減少，且基于交流輸電的自然特性，無(wú)控制設(shè)備，簡(jiǎn)單可靠；經(jīng)濟(jì)性較好，在超長(zhǎng)距離輸電領(lǐng)域，可與大容量直流輸電相比；可應(yīng)用線路抽能技術(shù)向沿途貧困地區(qū)分流一部分電力，幫助該地區(qū)脫貧致富，這是當(dāng)前直流技術(shù)難以辦到的。

半波輸電技術(shù)作為一種遠(yuǎn)距離、大容量的交流輸電方式，具有很強(qiáng)的吸引力和前瞻性，近年來(lái)許多國(guó)家對(duì)此都展開(kāi)了積極的研究。例如：巴西為把亞馬遜流域的大水電送到負(fù)荷中心，把半波輸電技術(shù)作為十分有競(jìng)爭(zhēng)力的備選方案進(jìn)行了研究；韓國(guó)也研究通過(guò)使用半波輸電技術(shù)把西伯利亞的水電送至本國(guó)。

由于我國(guó)能源資源與負(fù)荷呈逆向分布，所以在我國(guó)電力發(fā)展戰(zhàn)略中，遠(yuǎn)距離、大容量的輸電方式不可避免。例如：一些西部的能源基地到沿海負(fù)荷中心距離約為3000km，輸電距離恰好接近半波輸電要求的工頻半波長(zhǎng)范圍，因此可以考慮將半波輸電技術(shù)作為這些大容量電力送出的一種方案進(jìn)行可行性研究。我國(guó)特高壓試驗(yàn)示范工程的成功也為特高壓半波長(zhǎng)交流輸電的工程應(yīng)用創(chuàng)造了條件。完善特高壓半波長(zhǎng)輸電技術(shù)的理論研究，不僅對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)的規(guī)劃和運(yùn)行具有十分重大的意義，而且定將在世界范圍內(nèi)具有重要的影響。

國(guó)家電網(wǎng)公司立項(xiàng)，組織中國(guó)電力科學(xué)研究院、國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院、國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院、華北電力大學(xué)等單位，在鄭健超院士的帶領(lǐng)下，對(duì)特高壓半波長(zhǎng)交流輸電的一系列關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)的專題研究。

《基于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型的特高壓半波長(zhǎng)交流輸電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性與暫態(tài)穩(wěn)定研究》一文，推導(dǎo)出可用于潮流和穩(wěn)定工程計(jì)算的特高壓半波長(zhǎng)交流線路的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型；首次對(duì)半波長(zhǎng)線路的特殊電壓分布特性從理論角度進(jìn)行了深入分析，給出了科學(xué)合理的解釋，有助于進(jìn)一步深刻理解交流輸電技術(shù)的本質(zhì)；首次發(fā)現(xiàn)了半波長(zhǎng)輸電線路的最嚴(yán)重故障點(diǎn)在距首端75%～90%之間，并首次研究了最嚴(yán)重故障點(diǎn)和頻率變化對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定極限的影響；在大量暫態(tài)穩(wěn)定工程計(jì)算的基礎(chǔ)上，首次提出了特高壓半波長(zhǎng)交流輸電系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定極限和輸電能力（點(diǎn)對(duì)網(wǎng)單回線可達(dá)5600～5700MW）。

該研究成果對(duì)于進(jìn)一步加深對(duì)交流輸電技術(shù)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)有深遠(yuǎn)的意義，并對(duì)特高壓半波長(zhǎng)交流輸電系統(tǒng)的可行性研究和未來(lái)試驗(yàn)工程的實(shí)施提供了有力的技術(shù)支撐。

未來(lái)如果能夠結(jié)合西部能源基地的電力送出，在我國(guó)適時(shí)建成這種超長(zhǎng)距離的大容量交流輸電工程，將是世界電網(wǎng)發(fā)展歷程中的又一個(gè)重要里程碑。