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「特高压电网」的建设和普通电网建设的区别是什么?

 pgl147258 2014-03-17

【FrancisQu的回答(7票)】:

「特高压电网」分为特高压交流电网特高压直流电网

「特高压电网」的建设和普通电网建设的区别是什么?

[图片来自网络][图片来自网络]

(1) 特高压交流电网

单纯来看,特高压交流电网与普通交流电网的区别仅在于电压等级的差别。

110kV~220kV电压等级,称为高压;

330kV~750kV电压等级,称为超高压;

交流1000kV、直流±800kV及以上电压等级,称为特高压。

[ @慕容二胖 感谢指出电压等级划分的错误]

虽然只是电压等级的差别,但随之面临的将是开关设备、变压器和电抗器等电力设备的耐压问题、线路的高压绝缘问题、建造成本和电网调控技术问题等。

(2) 特高压直流电网

高压直流电网(HVDC)由换流站和高压直流线路组成,与普通电网的区别在于:普通电网一般不包含换流站,并且普通电网中电能传输的形式是交流。

关于为何采用直流输电而不采用交流输电,可参照[如何看待爱迪生和特斯拉的直流交流电之争?]

下面以单级高压直流电网为例进行说明。

「特高压电网」的建设和普通电网建设的区别是什么?

在建造时,特高压直流电网的前级交流系统1和后级交流系统2与一般高压交流电网一样,区别在于直流系统部分。其中,换流站1是将交流电变为直流电进行传输,而换流站2则是将直流电变为交流电。在建造时,特高压直流电网的前级交流系统1和后级交流系统2与一般高压交流电网一样,区别在于直流系统部分。其中,换流站1是将交流电变为直流电进行传输,而换流站2则是将直流电变为交流电。

===========建造特高压电网的关键技术================

  1. 直流输电的的关键元件——换流阀(耐压值和过流量)

  2. 特高压输电线继电保护技术

  3. 特高压输变电设备技术——特高压变压器、可控电抗器、特高压开关、特高压避雷器等

  4. 特高压绝缘技术

  5. 高低压电磁环网技术

  6. 特高压电网的安全稳定运行、调度管理和实时控制技术

  7. 。。。

===========什么情况下考虑布局特高压================

  1. 电力负荷的不断增长使现有的输电系统在当前的运行控制技术下已不能满足长距离大容量输送电能的需要;

  2. 经济发展与能源资源分布的不平衡性,需求更高电压等级电网以实现能源资源的优化配置;

  3. 大功率电力电子元器件的制造技术日益发展,价格日趋低廉,使得柔性输电技术来改造已有电力系统在经济上成为可能;

  4. 计算技术和控制技术方面的快速发展,为柔性输电技术发挥其对电力系统快速、灵活的调整、控制的作用;

  5. 电力系统运营机制的市场化使得电力系统的运行方式更加复杂多变,为尽可能地满足市场参与者各方面的技术经济要求,电力系统必须具有更强的自身调控能力。

  6. 。。。

===========我国特高压电网的建设情况================

到2020年底,我国将建成覆盖华北、华中、华东地区的特高压交流同步电网,以“三华”特高压电网为核心,通过直流线路或直流背靠背与东北、西北、南方电网互联。

同时,建成±800向家坝-上海、锦屏-苏南、溪洛渡-株洲、溪洛渡-浙西等特高压直流工程15个,线路约2.6万千米,输送量达9440万千米,成为世界上拥有直流输电工程最多、输送线路最长、容量最大的国家。

「特高压电网」的建设和普通电网建设的区别是什么?

[图片来自网络-2020年我国特高压电网布局图][图片来自网络-2020年我国特高压电网布局图]

感谢知友们指出的错误及提供的帮助!

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参考资料:

[1]于群, 曹娜. MATLABSimulink 电力系统建模与仿真[M]. 机械工业出版社, 2012.

[2]杨冬. 特高压输电网架结构优化与未来电网结构形态研究[D]. 山东大学, 2013.

[3]刘振亚.特高压直流输电理论[M]. 中国电力出版社, 2009.

【知乎用户的回答(2票)】:

特高压直流输电分为CSC类型和VSC类型,CSC一般是大容量长距离的输电,例如从三峡到上海的±800的特高压项目,VSC目前最大也就500MW,所以VSC一般是灵活输电和提高电能质量,例如海上风力发电等。

【知乎用户的回答(2票)】:

谢谢邀请,只能尽自己微薄的知识来抛出一块“砖”,来引出更好的“玉”。

特高压电网是500kV以上的电压等级,目前在中国,交流电压最高已经达到1000kV(1000kV长治起点的特高压传输线路已经正式投运,终点是在湖北荆门),直流电压目前我已知的是有+-800kV。电压高了,设备、线路的绝缘,电压的补偿,以及开断此电压等级故障的断路器,都是大难题。综合来看,最大的难点就是电网的稳定性,因为这种电压等级一旦出故障,后果异常严重!

为什么要高压送电?因为高电压传输下远距离传输功率比低电压效率更高,特高压电网能够将功率进行更远距离的输送,并且具有最少的损耗。特高压电网建设用意就是加强各地区电网的远距离互联,完成电能的超远距离输送。

国家电网公司有自己的规划和考虑,一般是省级电网互联会用到特高压。而且已经有“三华”电网的概念了,感兴趣可以去搜搜,不多加引文了。

最后多说一嘴:刘总推行特高压,不仅仅是由于一种雄心壮志,更是一种高层的战略考虑,用意就是将全国的电网都连在一起。然而,高层的考虑,往往不仅仅落在在技术层面。

【熊伟的回答(0票)】:

大容量,远距离,损耗小,单位成本不够低,系统不够稳。最大的问题就是系统稳定性。

【石投诚的回答(0票)】:

本人就职于国内一家业内有名的电力系统二次设备企业,有幸去国内一些特高压项目做过工程服务工作。

特高压分为交流特高压和直流特高压两种,技术上讲,特高压项目由于系统电压高,传输容量大,传输距离远,用于连接能源中心与电力负荷中心,是系统当中最重要的节点,影响范围巨大。特高压建设使用的核心设备可大概分为一次设备和二次设备两种。一次核心设备比如超高压变压器、断路器,隔离开关,直流使用的超高压逆变器、整流器等。特高压对一次设备的耐压和安全有很高要求,因此此类设备大多选用国外知名电力巨头产品,如西门子,ABB,阿尔斯通等,国内著名一次设备厂商设备也有大量使用。二次设备方面,由于国内厂商通过技术的引入吸收,已经取得了核心的技术,因而特高压二次设备供应商主要为国内厂商,鄙人所在公司就是主要供应商之一。

【陈强的回答(0票)】:

难点技术:直流架空线路与交流架空线路相比,在机械结构的设计和计算方面,并没有显著差别。但在电气方面,则具有许多不同的特点,需要进行专门研究。对于特高压直流输电线路的建设,尤其需要重视以下三个方面的研究:

1. 电晕效应。直流输电线路在正常运行情况下允许导线发生一定程度的电晕放电,由此将会产生电晕损失、电场效应、无线电干扰和可听噪声等,导致直流输电的运行损耗和环境影响。特高压工程由于电压高,如果设计不当,其电晕效应可能会比超高压工程的更大。通过对特高压直流电晕特性的研究,合理选择导线型式和绝缘子串、金具组装型式,降低电晕效应,减少运行损耗和对环境的影响。

2. 绝缘配合。直流输电工程的绝缘配合对工程的投资和运行水平有极大影响。由于直流输电的“静电吸尘效应”,绝缘子的积污和污闪特性与交流的有很大不同,由此引起的污秽放电比交流的更为严重,合理选择直流线路的绝缘配合对于提高运行水平非常重要。由于特高压直流输电在世界上尚属首例,国内外现有的试验数据和研究成果十分有限,因此有必要对特高压直流输电的绝缘配合问题进行深入的研究。

3. 电磁环境影响。采用特高压直流输电,对于实现更大范围的资源优化配置,提高输电走廊的利用率和保护环境,无疑具有十分重要的意义。但与超高压工程相比,特高压直流输电工程具有电压高、导线大、铁塔高、单回线路走廊宽等特点,其电磁环境与±500千伏直流线路的有一定差别,由此带来的环境影响必然受到社会各界的关注。同时,特高压直流工程的电磁环境与导线型式、架线高度等密切相关。因此,认真研究特高压直流输电的电磁环境影响,对于工程建设满足环境保护要求和降低造价至关重要。

成本:一回1 100 kV特高压输电线路的输电能力可达到500 kV常规输电线路输电能力的4 倍以上,即4-5回500 kV输电线路的输电能力相当于一回1 100 kV输电线路的输电能力。显然,在线路和变电站的运行维护方面,特高压输电所需的成本将比超高压输电少得多。线路的功率和电能损耗,在运行成本方面占有相当的比重。在输送相同功率情况下,1 100 kV线路功率损耗约为500 kV线路的1/16左右。所以,特高压输电在运行成本方面具有更强的竞争优势。

适用情况:特高压输送容量大、送电距离长、线路损耗低、占用土地少,线路走廊窄,适合大功率、远距离输电。

原文地址:知乎

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