智能输电技术的应用-智能变电站实用技术问答

第三节　智能输电

1.智能输电的发展目标是什么?

答:智能输电的发展目标是在以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网基础上，集成应用新技术、新材料、新工艺，实现勘测数字化、设计模块化、运行状态化、信息标准化和应用网络化。广泛采用柔性交流输电技术，提高线路输送能力和电压、潮流控制的灵活性，技术和装备全面达到国际领先水平。推动全面实施输电线路状态检修和全寿命周期管理，建设输电设备状态监测系统，在重要输电线路及人工巡检较困难的地区实现智能巡检，实现对特高压输电线路、重要输电走廊、线路大跨越、灾害多发区的环境参数和运行状态参数集中实时监测和灾害预警。

2.智能输电主要涉及哪些技术领域?

答:智能输电主要涉及柔性交/直流输电技术、输变电设备状态监测与运行维护管理、输电线路智能化巡检、输电线路运行维护管理集约化等技术领域。

(1)柔性交流输电技术领域:开展柔性输电智能调度、智能运行、关键设备智能监测和控制等基础理论研究;开发控制策略先进、电压等级高、容量大的柔性交流输电装置，包括静止同步补偿器、静止无功补偿器、可控并联电抗器、晶闸管控制串联电容器、故障电流限制器等;研究配置柔性交流输电装置时的全局性技术问题、与常规控制保护配合问题。

(2)柔性直流输电技术领域:开展百兆瓦级柔性直流输电系统及核心设备的关键技术研究;开展大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)关键技术研究，提高成套设计、制造、试验能力;研究柔性多端直流输电技术。

(3)输变电设备状态监测与运行维护管理领域:研究开发标准统一、技术先进的输变电设备状态监测装置和系统;研究输变电设备状态监测系统与生产管理系统(PMS)及雷电定位系统的信息集成关键技术;开展智能评估诊断与状态检修技术、智能防灾与仿真技术、标准化与全寿命周期管理技术研究。

(4)输电线路智能化巡检领域:开展直升机/无人机智能巡检应用研究。开发小型化、模块化、标准化的机载巡检设备，实现机载智能巡检系统的集成化、低功耗、嵌入式;研发小型无人机飞行平台;研究无人机飞行控制、导航系统准度和精度控制技术，长距离实时通信技术;开发线路巡检实时数据分析诊断系统。

3.现在有哪些先进的输电技术?

答:(1)特高压输电技术。包括特高压交流输电技术和特高压直流输电技术。

(2)柔性输电技术。柔性交流输电系统指装有电力电子型和其他静止型控制装置以加强可控性和增大电力传输能力的交流输电系统。柔性直流输电技术(VSC－HVDC)是以VSC和PWM技术为基础的新型直流输电技术，也是目前进入工程应用的较先进的电力电子技术。

(3)超导输电技术。高温超导电缆是超导输电技术领域中技术进步较快，有望在不久的将来获得广泛工程应用的输电技术。高温超导电缆是采用无阻的、能传输高电流密度的超导材料作为导电体并能传输大电流的一种电力设施，具有体积小、重量轻、损耗低和传输容量大的优点，可以实现低损耗、高效率、大容量输电。

(4)多端直流输电技术。多端直流输电系统由3个或3个以上换流站以及连接换流站之间的高压直流输电线路组成，与交流系统有3个或3个以上的连接端口。适用于多送单受(风电场)和单送多受(多个负荷中心)。

(5)三极直流输电技术。是指由3个直流极输电的新型直流输电技术，可以将已有的三相交流输电线路采用换流器组合拓扑改造而成，从而大大提高线路输电容量，有效利用宝贵的输电走廊。与传统的两极直流输电系统相比，三极直流输电系统成本低，可靠性高，过负荷能力强，融冰性能好。

4.什么是特高压交流输电技术?有什么优点?

答:特高压交流输电是指1 000 kV及以上电压等级的交流输电工程及相关技术。

特高压交流电网突出的优势是:可实现大容量、远距离输电，1回1 000 kV输电线路的输电能力可达同等导线截面的500 kV输电线路的4倍以上;可大量节省线路走廊和变电站占地面积，显著降低输电线路的功率损耗;通过特高压交流输电线实现电网互联，可以简化电网结构，提高电力系统运行的安全稳定水平。(www.xing528.com)

5.什么是特高压直流输电技术?有什么优点?

答:国际上，高压直流通常指的是±600 kV及以下直流系统，±600 kV以上的直流系统称为特高压直流。在我国，高压直流指的是± 660 kV及以下直流系统，特高压直流指的是±800 kV和±1 000 kV直流系统。从电网特点看，特高压交流可以形成坚强的网架结构，对电力的传输、交换、疏散十分灵活;直流是“点对点”的输送方式，不能独自形成网络，必须依附于坚强的交流输电网才能发挥作用。

特高压直流输电具有超远距离、超大容量、低损耗、节约输电走廊和调节性能灵活快捷等特点，可用于电力系统非同步联网;由于不存在交流输电的系统稳定问题，可以按照送、受两端运行方式变化而改变潮流，所以更适合于大型水电、火电基地向远方负荷中心送电。

6.我国发展特高压交流输电技术现状如何?

答:2004年以来，我国在特高压交流输电技术领域开展了全面深入的研究工作，掌握了特高压交流输电的核心技术，2009年1月6日，晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程正式投入商业运行。首次实现了两大同步电网(华北电网、华中电网)通过特高压线路的互联，掌握了系统的运行特性和控制规律，验证了运行控制策略的有效性和仿真计算分析的准确性。特高压交流系统表现出良好的动态运行特性和抗扰动能力，发挥了水火互济和事故支援等重要联网功能。

7.特高压交流输电有何特点?

答:(1)特高压交流输电中间可以有落点，具有网络功能，可以根据电源分布、负荷布点、输送电力、电力交换等实际需要构成国家特高压骨干网架。特高压交流电网的突出优点是:输电能力大、覆盖范围广、网损小、输电走廊明显减少，能灵活适合电力市场运营的要求。

(2)采用特高压实现联网，坚强的特高压交流同步电网中线路两端的功角差一般可控制在20°及以下。因此，交流同步电网越坚强，同步能力越大、电网的功角稳定性越好。

(3)特高压交流线路产生的充电无功功率约为500 kV的5倍，为了抑制工频过电压，线路须装设并联电抗器。当线路输送功率变化，送、受端无功将发生大的变化。如果受端电网的无功功率分层分区平衡不合适，特别是动态无功备用容量不足，在严重工况和严重故障条件下，电压稳定可能成为主要的稳定问题。

(4)适时引入1 000 kV特高压输电，可为直流多馈入的受端电网提供坚强的电压和无功支撑，有利于从根本上解决500 kV短路电流超标和输电能力低的问题。

8.特高压直流输电有何特点?

答:(1)特高压直流输电系统中间不落点，可点对点、大功率、远距离直接将电力送往负荷中心，在送受关系明确的情况下，采用特高压直流输电，实现交直流并联输电或非同步联网，电网结构比较松散、清晰。

(2)特高压直流输电可以减少或避免大量过网潮流，按照送受两端运行方式变化而改变潮流，特高压直流输电系统的潮流方向和大小均能方便地进行控制。

(3)特高压直流输电的电压高、输送容量大、线路走廊窄，适合大功率、远距离输电。

(4)在交直流并联输电的情况下，利用直流有功功率调制，可以有效抑制与其并列的交流线路的功率振荡，包括区域性低频振荡，明显提高交流的暂态、动态稳定性能。

(5)大功率直流输电，当发生直流系统闭锁时，两端交流系统将承受大的功率冲击。