半波长输电技术应用场景
①点对网远距离大容量输电
输电能力可达到550万千瓦左右。考虑半波长输电自身特点,远方电源的电气特性相当于就地电源,可实现全线无功自平衡,无需安装无功补偿设备,全线无需设置中间开关站,可以和直流输电系统一样实现点对点或点对网输电,但在输电距离方面不如直流输电灵活。未来还可用于6000km、9000km甚至12000km的输电距离。
②送端电网与受端电网之间的联网
初步的经济性比较研究表明,半波长输电与直流输电相比,单位容量年费用具有一定的优势或持平。但值得指出的是,半波长线路不可与普通长度的线路并联。
但值得指出的是,半波长线路不可与普通长度的线路并联。
可利用半波长点对网双落点线路进行立体电网构建。
利用半波长线路电气距离近似为0的特性,通过两(多)条起点相同的半波长线路分别落点至受端电网不同的点,即可将受端电网内2(多)个相隔较远的落点通过半波长线路及其共同送端联接在一起,构建“立体电网”。
“立体电网”可极大改变电网形态,大大缩短落点之间的电气距离,将显著改变同步电网的结构,明显改善同步电网的稳定性,提高同步电网内部发电机的直接同步功率支援能力。
04.调相机技术
同步调相机的结构基本上与同步电动机相同,不带机械负载也不带原动机,在需要时向系统快速提供或吸收无功功率。
在我国电网发展过程中,如省间联网初期,由于电压等级低、输电距离远(多采用220kV线路远距离输电),系统功角和电压稳定问题突出,通过在受端电网配置调相机来提高系统稳定性。
上世纪八十年代以来,500kV电网发展加快,受端电网装机容量快速增加,替代了调相机作用,系统稳定性显著提高。随着调相机设备老化,逐渐退出了电网运行。
国外从上世纪五十年代开始有多个国家应用调相机提高系统的稳定性。如瑞典、阿根廷、加拿大、埃及、巴西等国家在大规模水电基地远距离外送的受端变电站加装调相机。法国、日本电网早期使用调相机较多,随着电网网架加强和电源增加,法国调相机没有新的增加。日本东京地区在1987年7月23日发生静态电压崩溃事故后,增加了抽水蓄能、调相机和SVC等动态无功补偿装置。
随着我国特高压直流的快速发展、清洁能源的大规模开发、大比例受电地区的集中出现,电网特性发生较大变化,部分地区动态无功储备下降、电压支撑不足的问题愈发突出,电压稳定问题成为大电网安全稳定的主要问题之一。客观要求直流大规模有功输送,必须匹配大规模动态无功,即“大直流输电、强无功支撑”。为提高电网动态无功补偿能力,增加地区电网动态无功储备水平,有效解决电压支撑不足的问题,需要在电网中加装调相机等动态无功设备,提高电网动态无功补偿能力。
目前国内的电机设备制造厂商正在积极研制新型调相机,具备大容量(额定容量最大300Mvar)、少维护的特点,同时其瞬时无功输出能力、暂态无功响应速度及过载能力相比传统调相机大大提高,是提升电网运行安全性、满足系统稳定要求的新一代设备。
调相机系统组成:调相机本体、励磁系统、升压变、起动系统、冷却系统、油系统、控制保护系统
调相机技术特点:
技术优点
1.具备过载能力且无功输出受系统电压影响小。在强励作用下可短时间内发出超过2倍额定容量的无功,并且对于持续时间较长的故障可提供较强的无功支撑。
2.具备次暂态特性。能够在故障发生瞬间发出/吸收大量瞬时无功,支撑电网电压,抑制直流换相失败/工频过电压等。
3.具备深度进相能力。调相机最大进相能力约为额定容量的2/3。
4.运行稳定性好。调相机基于传统的同步电机技术,设备和控制技术成熟,抗干扰能力强,运行经验丰富。
5.使用寿命长,占地面积小。调相机使用寿命约30年,占地面积约为同容量SVC的1/3。
技术缺点
1.增加短路电流。故障时调相机将向系统输出短路电流,不适用于短路电流问题突出的电网。
2.旋转设备运维相对复杂,功率损耗不高于1.5%。
3.调相机调节速度要慢于SVC、STATCOM,调相机从正常无功出力至输出最大强励无功功率的时间约1.2s。