特高压技术与智能电网简介

特高压技术与智能电网简介 山西电力科学研究院侯春青 2009年8月

特高压技术 山西电力科学研究院侯春青 2009年8月

特高压的概念 智能电网概念、定义和特征特高压电网建设的必要性特高压试验示范工程与山西电网

特高压的概念 我国发展特高压指的是在现有500千伏交流和±500千伏直流之上采用更高一级电压等级输电技术，包括百万伏级交流特高压和±800千伏级直流特高压及±1000千伏级直流特高压，简称国家特高压骨干电网。

智能电网概念、定义和特征 特高压电网建设的必要性特高压试验示范工程与山西电网

建设特高压电网的必要性 我国西水、北煤和东部负荷比重大的基本特征要求大幅度提高跨区资源优化配置规模，以500千伏交流和±500千伏直流为纽带的区域电网联网规模和输送能力，都难以满足大电源集中开发、远距离大容量输送的需要。发挥特高压电网的规模优势，才能与大规模电源基地大容量、远距离输送规模相匹配

建设特高压电网的必要性 • 短路电流水平的要求从2005年到2010年，主要受端系统500千伏电网短路电流水平大部分将接近或超过50千安。到2015～2020年，主要受端系统短路电流水平将接近或超过63千安，短路电流超标问题成为电网发展中需要解决的重要技术问题之一。 • 站址、输电走廊越来越紧张，输变电工程建设拆迁等本体外的费用大幅度增长。

建设特高压电网的必要性 • 发展百万伏级电压输电技术的优点如下：（1）能满足远距离、大容量输电的需要（2）适用于电网本身容量较大，电网间交换功率较多的电网（3）节省输电走廊（4）减少输电损耗（5）降低短路电流（6）减少输电瓶颈，适应电力市场开放（7）实现更大范围的资源优化配置

建设特高压电网的必要性 线路自然功率 • 500kV线路（4分裂）自然功率为1000MW左右 • 750kV线路（6分裂）自然功率为3000MW左右 • 1000kV线路（8分裂）自然功率为5000MW～6000MW左右

建设特高压电网的必要性 线路充电功率 • 100公里500kV线路（4分裂）充电功率为100MVAR左右 • 100公里750kV线路（6分裂）充电功率为240MVAR左右 • 100公里1000kV线路（8分裂）充电功率为500MVAR～600 MVAR左右

特高压试验示范工程 特高压规划方案久安晋城晋东南南阳荆门斗笠

图例 500kV交流百万伏级交流 ±800kV级直流 750kV交流 2010年前后国家电网特高压骨干网架规划图东北哈密电厂华北安西蒙西北京东 450 蒙西煤电III 蒙西煤电I 280 陕北石家庄张掖宁东西北 420 陕北煤电白银 200 豫北永登 150 × × 350 晋城电厂一二期晋东南西宁徐州 300 拉西瓦官亭兰州东咸阳西 320 徐州煤电淮南煤电 × 南阳南京 170 东南郊无锡 150 300 × 300 上海西西藏 170 330 杭北 220 290 荆州 300 芜湖恩施 300 重庆 330 乐山武汉三峡地下电站四川水电 360 宜宾华中长沙华东昭通电厂台湾南方

智能电网概念、定义和特征 特高压电网建设的必要性特高压试验示范工程与山西电网

特高压试验示范工程 • 特高压交流1000kV试验示范工程由山西长治～南阳开关站～荆门，全长654公里，由于输电距离较长，在线路中间设立开关站，有利于无功电压的控制，为电网以后的发展提供了便利条件。把山西的火电远距离输送到华中电网。

长治1000kV变电站位于长治市长子县崔家庄，距长子县约5公里，电压等级1000kV、500kV、110kV，本期规模为：晋东南1000kV变电站按一台3000MVA（3×1000MVA）主变考虑，1000kV出线按1回考虑。500kV出线按5回考虑。分别为晋城500kV站2回、久安500kV站3回.长治1000kV变电站位于长治市长子县崔家庄，距长子县约5公里，电压等级1000kV、500kV、110kV，本期规模为：晋东南1000kV变电站按一台3000MVA（3×1000MVA）主变考虑，1000kV出线按1回考虑。500kV出线按5回考虑。分别为晋城500kV站2回、久安500kV站3回.

晋东南1000kV变电站最终规模为三台3000MVA主变，1000kV出线按10回考虑。分别为陕北2回、南阳2回、豫北2回，电厂接入2回，备用2回。500kV出线按10回考虑，晋城500kV站2回、久安500kV站3回、备用5回。

特高压工程概况 4X210兆乏 2X240兆乏 4X210兆乏 2X240兆乏

在运行初期，特高压线路安全输送潮流在2000—3000MW之间。系统稳定限制输送潮流，在初期整个华北电网组织负荷保特高压线路。为了限制电磁环网的影响，特高压实验示范工程投运时，将华北---华东的500kV联络线退出运行（河南—河北500KV联络线）。

潞辛线 大房线侯石线神保线山西电网概况大同电网京津唐电网忻朔电网河北南网中部电网晋东南部电网南部电网

山西电网概况 大同电网忻朔电网中部电网南部电网晋东南电网

华北电网向华中电网送电0MW。全网负荷为最大负荷75%。华北电网向华中电网送电0MW。全网负荷为最大负荷75%。山西电网北送方式南送方式京津唐河北电网小方式山西送100% 山西消纳100% 京津唐河北南网送100% 京津唐河北南网消纳100% 华中电网运行方式

特高压试验示范工程对山西电网的影响 • 潮流分布 • 稳定运行水平 • 短路电流控制 • 无功电压控制

山西南部电网电压/无功适应性分析 由于静态稳定性的要求，特高压运行电压在1000KV-1100KV 之间，由山西和湖北共同承担。在输送大潮流情况下，两端电压降低，需要抬高电压。在输送小潮流情况下，由于充电功率的影响，两端电压升高，需要降电压。

山西南部电网电压/无功适应性分析 • 特高压功率为0MW～900MW时，投入一组低抗或二组低抗 • 特高压功率为900MW～1500MW时，不投入低压无功补偿装置 • 特高压功率为1500MW～1900MW时，投入一组电容器

特高压功率为1900MW～2200MW时，投入二组电容器；特高压功率为1900MW～2200MW时，投入二组电容器； • 特高压功率为2200MW～2400MW时，投入三组电容器； • 特高压功率为2400MW～2800MW时，投入四组电容器。

山西南部电网电压/无功适应性分析 未采取调压措施时山西电网电压运行情况下,南部电网的电压基本为520kV—525kV，即使荆门500kV母线电压达到 545kV以上不能满足要求。

静态电压调整方法 • 提高发电机端电压 • 退出漳山、潞城、风陵渡、霍州500kV母线高抗 • 调低南部电网500kV主变分接头档位 • 调整南部电网大电厂升压变抽头

不论采取哪一种电压调整措施，在特高压试验示范工程大负荷试验（高压线路输送2800MW）期间，山西中南部电网运行电压将突破525kV。侯村、运城、临汾三站主变不能满足这一运行要求。为了适应特高压线路运行状况，省电力公司决定，更换侯村2#、运城2#主变。侯村2#、运城2#主变反厂大修，替换侯村1#、运城1#主变。使四组变压器高压侧额定电压达525kV。不论采取哪一种电压调整措施，在特高压试验示范工程大负荷试验（高压线路输送2800MW）期间，山西中南部电网运行电压将突破525kV。侯村、运城、临汾三站主变不能满足这一运行要求。为了适应特高压线路运行状况，省电力公司决定，更换侯村2#、运城2#主变。侯村2#、运城2#主变反厂大修，替换侯村1#、运城1#主变。使四组变压器高压侧额定电压达525kV。

特高压解列后电压变化 • 特高压解列后，山西电网特别是南部四个地区运行电压将有大幅度的提高，在特高压的不同故障形式下，提高程度不同

在特高压线路故障情况下，晋东南特高压站1000kV侧电压升高幅度较多，将造成特高压非故障元件电压超过1100kV，对特高压设备造成危害。在特高压线路故障情况下，晋东南特高压站1000kV侧电压升高幅度较多，将造成特高压非故障元件电压超过1100kV，对特高压设备造成危害。 • 山西电网的电压变化程度从南到北依次递减，山西北部电网电压变化不大，山西南部电网500kV系统电压升高幅度较高，在不同的故障情况下，升幅约3kV～41kV。

特高压解列后山西电网运行状况 (北送2800MW电压变化) 晋东南

根据气象条件分析，我省南部地区积污期内相对湿度大，雾日数较多，持续时间较长，电力设备表面积污经充分湿润后，容易发生污闪，而且积污期内雨日数少，对外绝缘表面冲刷作用不强，南部风速小，尤其在盆地地区，风速受地形阻挡明显，不利于污染物的扩散。总之，从我省北、中部不易发生污闪，南部容易发生污闪。根据气象条件分析，我省南部地区积污期内相对湿度大，雾日数较多，持续时间较长，电力设备表面积污经充分湿润后，容易发生污闪，而且积污期内雨日数少，对外绝缘表面冲刷作用不强，南部风速小，尤其在盆地地区，风速受地形阻挡明显，不利于污染物的扩散。总之，从我省北、中部不易发生污闪，南部容易发生污闪。

省电力公司已安排长治、晋城、临汾、运城、超高压公司分别对久安、晋城、临汾、霍州、运城、榆社、潞城500kV变电站（开闭站）的设备及出线重新喷涂RTV涂料。主要包括500kV母线PT、母线高抗、避雷器、开关、刀闸。500kV线路PT、避雷器、开关、刀闸。

加装特高压系统安全控制装置，实现特高压全线元件(主要包括晋东南低压电容器、晋东南—南阳、南阳—荆门、荆门低压电容器)联切功能。加装特高压系统安全控制装置，实现特高压全线元件(主要包括晋东南低压电容器、晋东南—南阳、南阳—荆门、荆门低压电容器)联切功能。

特高压技术与 智能电网简介