超高压直流输电技术_课件.pdf
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1、回 一、发展特高压电网的必要性 二、宜流输电技术的发展 三、宜流输电与交流输电的性药邑比较、高压克流输电系统的结构和元件18:56H 3 E 1-净展特高生电网的必哭性电压等级的划分:交流:330kV 500kV 和 750kV-超高压;1000kV-特高压。直流:500kV 600kV-超高压;660kV、800kV 和 1000kV 特高压。H 3 E一、发展特高压电网的必要性1、发展特高压电网是满足电力持续快速增长的客观需要。随着国民经济的持续快速发展,我国电力工 业呈现加速发展态势,近几年发展更加迅猛。按照在 建规模和合理开工计划,全国装机容量2010年达到9.5 亿千瓦,2020年达
2、到14.7亿千瓦;用电量2010年达到 4.5万亿千瓦时,2020年达到7.4万亿千瓦时。电力需 求和电源建设空间巨大,电网面临持续增加输送能力 的艰巨任务。H 3 E一、发展特高压电网的必要性1949年2020年我国发电装机容量、用电量图H 3 E一、发展特高压电网的必要性2、发展特高压电网是电源结构调整和优化布局的必然要求。我国发电能源以煤、水为主。西部地区资源丰富,全国U!分之三以上经济可开发水能资源分布在西南地区,煤炭资源三分之二以上分布在西北地区;东部地区经济发达,全国三分之二以上的电力负荷集 中在京广铁路以东经济发达地区,未来的负荷增长也 将保持这一趋势。na si e一二发展特高
3、压电网的必要性西部能源基地与东部负荷中心距离在800-3000公里左右,容量西藏水电基地O负荷中心我国能源资源分布图H 3 E一、发展特高压电网的必要性2、发展特高压电网是电源结构调整和优化布局的必然 要求。一次能源远离负荷中心,超出现有500千伏系统的输送能力陆辫落鬻酬届斗卯森镰强距离输电系统。土地赢ML/翼副MbSJ越困难。A输送煤炭的运输压力。A环境保护面临越来越大的困难和压力。H 3 E一、发展特高压电网的必要性特高压输电具有超远距离、超大容量、低损耗送电、节约线路走廊、降低工程造价等特点。建设特高压电网,可促进大媒电、大水电、大核电、大规模可再生能源的建设,能够推进资源的集约开发 和
4、高效利用,缓解煤炭运输和环境的压力,节约土地 资源,在全国乃至更大范围的优化配置,具有显著的 经济效益和社会效益。H 3 E二、直流输电技术的发展电力技术的发展是从直流电开始的;随着三相交流发电机、感应电动机、变压器的迅速发展,发电和用电领域很快被交流电所取代;但是直流还有交流所不能取代之处,如远 距离大容量输电,不同频率电网之间的联网、海底电缆和大城市地下电缆等。na si e二、直流输电技术的发展直流输电的发展与换流技术有密切的关系O(特别与高电压、大功率换流设备的发展)第一阶段:泵孤网换流时期1901年发明的汞孤整流管只能用于整流。1928年具有栅极控制能力的汞弧阀研制成功,它不但可用于
5、整流,同时也斛决了逆变问题。因此大功 率汞孤阀使直流输也成为现实。1954年世界上第一个采用汞孤阀性直流输包 工程(哥特兰岛直流工程)左瑞典投入运行,1977年 最后一个采用汞弧闸换流的直流输电工程(纳东逊 河1期工程)建成。H 3 E_三戛加输B型的发展直流输电的发展与换流技术有密切的关系O(特别与高电压、大功率换流设备的发展)第一阶段:泵孤网换流时期世界上共有12项汞林闸换流的直流工程投入运行,其中最大的输送今量为1600MW(美国太平洋联 络线1期工程),最高输电电压为450kV(纳东逊 河I期工程),最长输电跖离为1362km(太平洋联络 线)但是汞林闸制造技术复杂、价格昴贵、遗孤故障
6、率高、可靠性较差、运行维护不便等因素,使 直流输电的应用和发展受到限制。H 3 E1954 年,用于第一套 Gotland 线路的汞弧阀二、直流输电技术的发展第二阶段:晶网管阀换流时蠲 20世纪70年代以后,电力电子技术和微电子技术的 迅速发展,嵩压大功率晶网管的问世,晶网管换流 网和计算机控制技术在直流输电工程中的应用,这 些进步有效地改善了直流输电的运行性能和可集性,促进了直流输电技术的发展。H 3 E二、直流输电技术的发展第二阶盘:晶网管网换流时期第一个采用晶网管网的HVDC系统是加拿大1972年 奥立的依东河东统,运行电压80kV、输送衮量为 32OMW皆靠背直流输电余统。同,,国外输
7、送衮量 豪大的是1984年巴西建设伊泰普水电站土 600kV超 高压直流输电工程,两回共63OOMW,线路全长 1590km oH 3 E二、直流输电技术的发展第二阶段:晶网管阀换流时蠲 2010年07月08旬正式投运的向家坝至上诲土800kV 特高压直流输电工程,是中国4主研发、设计和建 设的,是世界上电压等级豪高、领定参量景文 6400MW(景大希送能力7000MW),送电距喜景迹 1907km、额走电流达到4000A、技术水平来先进的 直流输电工程,代表了当今世界高压直流输电技术 的聚高水平。H 3 E_三戛加输B型的发展晶河管换流阀的特点:体积成小、成本降低;可靠性提高;晶网管换流网没
8、有逆瓠故障,而且制造、试睑、运行维护和检修都比汞弧网简单而方便。H 3 E型隹然电花唱囚回国_三戛加输B型的发展 第三阶筮新型车导体揍流谀答的应用 20世纪90年代以后,IGBT得到广泛应用,1997年 世界上第一个采用IGBT组成电压嫄换流器的直流 输电工程左鼎典投入运行。目前,世界上录大的IGBT轻型HVDC是北欧地区 的Estlink诲底电箱工程,运卷电压150kV,传输 衮量350MW,电箱全长105km。H 3 E_三戛加输B型的发展 第三阶设新型车导体换流谀备的应用 LHVDC采用IGBT器件组成换流器,功能强、体 余小,可以喊少换流站的滤波装置,而去了换流 变压器,整个换流延可以
9、搬迂。此外,采用可关 断器件换流器,可以避免换相失败。但是IGBT功率小、演耗大,不利于大型直流输电 工程采用。录新研制的门板换相晶网管CIGCTJ 和大功率碳化硅元件,该元件电压离、通流能力 强、演耗低、可乐性离。H 3 E_三戛加输B型的发展套国金薪逐电的爱至1989年,我国4行研制的舟山直流输电工程(土 lOOkV,100MW,54km)投入运行;葛洲坝一上诲(葛 上线)是我国的第个高压直流输包工程C5OOkV,1200MW,1064km)1990 年投运。90年代末,开始建设三广直流工程、三块一常州 直流工程和贵广直流工程。三广直流工程于2004年投 运;三常直流工程 r 500kV,
10、3000MW,962km)于2004年5月投入运行。H 3 E舟山工程地理位置大阡整流站穿山半岛圈1 舟山直流械重工程的地理位置随三广直流工程 惠州换流阀_三戛加输B型的发展套国流输电的发展云南一广东800kV直流输电工程,领定今量 5000MW,2010实现双极投运。向彖坝-上诲800千优特高压直流输包示范工程起 于四川复龙换流站,止于上诲奉贤换流站。领定输送 功率640万千瓦,最大输送功率700万千瓦;直流输电 线路途经八痞市,会长约2000公里。H 3 E特高压直流示范工程线路工程起于四川复龙换流站,安徽、浙江、江苏、上海八省市,2000公里,4次跨越长江。途经四川、重庆、湖南、湖北、止
11、于上海奉贤换流站。全长约H 3 EHUH总交规换氏阀 玉建功SGm采鱼乙 3台二_ 1 J.-阀、7虑 v、7前变9siIII装大干 一 J 7怪组器波yv VI忘-力力八)、内 友3X台28器容W变外孕带.瞰流换高端换流变低压阀厅汽流滤波器平波也抗器500kVGTS低端换流变主控楼高压阀厅站用变备用换流变本期建设规模换流变压器2829.7万千伏安交流滤波器及无功补偿装置4组,总容 量390万千乏;500kV出线3回,采用GIS设备;_三戛加输B型的发展近期将开工的直流工程(1)呼量一过字直流工程此工程针划近期开工。这是我国第八个长 距寓、大衮量高压直流输电工程。领走直流电 压为500kV、领
12、走直流电流3kA、领定输送直 流功率3000MW。直流线路西起内蒙呼盟、东至汉宇沈阳,全长约9O0km。通过此工程,内蒙地区的富裕能源将源源 不断地送往东北工业基地。H 3 E_三直流输电技丕的发展近期将开工的直流工程(2)字东-山东直流工程这将是是我国第九个长跑,、大衮量高压直流 输电工程。也是第九个西电东送的高压直流输电工 程。此工程领走血流电压为500kV、领走2流电流 3kA,萩文输送直流功率3000MW。直流线路西起字夏银川、东至山东潍坊,全长 约1043km。同前正处于规范书编制阶段。通过此工程,西北地区的畲裕能源将港源不断地 通往东加工业基地。H 3 E_三直流输电技丕的发展近期
13、将开工的直流工程(3)莓胪直流工程这是我国第十个长跑禽、大衮量高压直流输电工 程。也是第十个西电东送的高压直流输电工程。计划 2010年投运。领走直流电压为500kV、领定直流 电流3kA、领走输送直流功率3000MW。直流线路西起湖北直曷荆门换流站、东至上诲胪 西换流站,全长约976km。与现在的富南直流同杆 并架(914km),共用线路走廊。节约线路大廊 5000公顷土地。H 3 E二、直流输电技术的发展近期将开工的直流工程(4)宝鸣-德阳直流工程这是我国第十一个长距毒、大衮量嵩压直 流输电工程。领走直流电压为500kV、领走直 流电流3kA、领走输送直流功率3000MW。直流线路北起陕西
14、宝鸡、南至四川德阳,全长约550km。水火互济作用明】na 3 e_三直流输电技丕的发展近期将开工的直流工程(5)灵宝直流背靠背2期工程这是我国第。个高压直流皆靠背原网工程 O犷大西北电网和华中电网功率交换的能力。本期额定直流功率750MW,领走直流电 流3kA。建设一个12脉动125kV、750MW营 靠背换潇单元。H 3 E_三直流输电技丕的发展近期将开工的直流工程(6)锦屏苏南工程这是我国第三个长距寓、大衮量特高压直 流输电工程。也是第十一个西也东送的高压直 流输电工程。领定直流电压800kV,额走直流电流4kA,领走先功率6400MW。直流线路西起叩川 西昌换流站,东至江苏苏南换流站,
15、线路全长 约2093kM。计划2012年8月投产。工程可研 报告已于2007年8月通过章查。H 3 E近期开工的直流输电工程H 3 E三、直流输电与交流输电的性能比较技术性可靠性ACT_ DC-尸2经济性=H 3 E三、直流输电与交流输电的性能比较3.1技术性能CU功率传输特性交流为了满足稳定问题,有需采用串补、卷补、调相机、开关站等藉拘,点时卷至不得不提高输电 电压。但是,这将增加很多电专设备,代价吊责。直流输电没有相佳和功角,不得在稳定问题,只要电压降,网损等技术指标符合要求,就可达到 传输的目的,无需考虑稳定问题,这是直流输电的 重要特点,也是它的一大优势。H 3 E三r直第输电与交我输
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