提高超高压交流输电线路的输送能力（一）内容简介

为解决远距离、大容量的电能输送问题，本研究提出了柔性紧凑型输电方式。研究中将柔性技术与紧凑型技术有机结合，利用柔性技术缩短线路电气距离，并抑制紧凑型技术带来的过电压及潜供电流问题；利用紧凑型技术提高线路自然功率，有效地规避了高串补度带来的次同步振荡风险，并可节省走廊；针对柔性紧凑型线路特有的线路参数特性，给出了可行的继电保护方案。通过上述关键问题的研究及各环节的全方面论证，给出了可直接应用的典型配置，使500～1000"para" label-module="para">

为提高短线路的输送能力，研制了可长期运行于150℃的高强度耐热铝合金导线，其综合指标高于国内研发的同型耐热导线；研制了国内第一条900"para" label-module="para">

本书可供高等院校电力系统专业的研究生以及从事电力系统运行、规划设计和科学研究的人员参考。

书名：提高超高压交流输电线路的输送能力（一）

书号：9787302240518

作者：梁曦东、姜齐荣、曾嵘、董新洲等

定价：75元

出版日期：2010-12-1

出版社：清华大学出版社

前 言

经济的繁荣与社会的进步，与充足的能源供应息息相关，而电能更是国家安全、稳定与高速发展必不可少的重要因素。近年来，我国的电力需求日益增长，电力工业发展迅速，发电装机容量每年都以超过10%的速度增加，预计到2020年，我国电力装机容量将达到16亿千瓦。

我国幅员辽阔，能源与负荷分布不均匀。我国水力资源主要分布在西南各省，煤炭资源主要分布在山西、陕西、内蒙古等西北省份。而负荷中心主要分布在以京、沪、穗为中心的东部及东南沿海。根据相关规划，我国以北、中、南三条通道实现西电东送。因此，大容量、远距离的电能输送是很有必要的。

对于不同输送距离与输送容量的目标，具有与之对应的输电模式。

不同输送距离与容量下适用的输电模式

千公里以上的输送距离，一般使用超、特高压直流输电；较短的输送距离(百公里上下)，可以使用常规交流输电；若在短距离输送更大的电能，可以使用同塔双回或多回输电方式；而随着输电电压等级的提高，输送距离与容量均随之增加。

为进一步提高输送距离，满足数百到千公里的电能输送需求，需要使用串联电容补偿，否则输电线路将面临稳定、过电压等重重问题。但受制于串补投资、串补带来的SSR问题等，难以在远距离的前提下满足大容量的要求。在数百到千公里的输送距离下输送较高的容量这个区域，还是一片空白，此前没有成熟的输电模式。

国家重点基础研究计划( "973”计划)“提高大型互联电网运行可靠性的基础研究”设置了子课题“提高超高压交流输电线路输送能力的研究”，通过研究工作探索适合于大容量远距离的输电模式，即研究目标为在500～1000"_blank" href="/item/紧凑型输电线路/5205391" data-lemmaid="5205391">紧凑型输电线路，并进行电磁环境方面的优化设计；以串联补偿设备缩短线路电气距离保证静态稳定输送能力和部分提高暂态稳定下的输送能力。并且通过其他多种先进的柔性设备、大截面导线等措施，实现综合性目标最优。柔性紧凑型输电技术的提出，填补了500～1000"para" label-module="para">

柔性紧凑型输电线路的定位

提高超高压交流输电线路的输送能力（一）前 言同时，本课题针对进一步提高短线路输送容量进行了研究。由于限制短线路输送容量的瓶颈是热稳定，所以在百公里或更短的线路上，可以使用耐热导线，但由于其电阻损耗较高，不适用于长线路，它可以显著提高短距离送电容量。复合加强芯导线由于具有更好的机械性能、大截面导线允许较高的电流通流量，也可提高短线路热稳定极限，但如果将其应用于长线路，则要对其经济成本进行核算。此外,对改善线路电磁环境的扩径导线进行了研究。

本课题研究内容结构本课题的研究结构，整体上从两方面展开，即在500～1000"para" label-module="para">

在本课题的研究过程中，李岩博士生、柴旭峥博士、刘世宇博士、黄国飞工程师、张波博士、丁磊博士、田旭博士生、徐睿工程师、张赟博士、孔玮博士、季世泽工程师、唐剑博士等为课题的理论、试验研究及本书撰写做了大量工作，在此表示感谢！

限于编者水平，文中难免不当之处，恳请广大读者批评指正

第1章 绪论1

1.1 紧凑型输电技术1

1.1.1 国外研究现状1

1.1.2 我国研究现状3

1.1.3 紧凑型输电线路提高线路输送能力的优势与局限5

1.2 串联电容补偿的柔性输电技术5

1.2.1 串联电容补偿技术的发展6

1.2.2 串联电容补偿提高线路输送能力的局限6

1.3 柔性紧凑型输电技术6

第2章 紧凑型输电线路建模参数特性研究8

2.1 紧凑型输电线路电气参数的工频特性9

2.2 紧凑型输电线路电气参数的频变特性10

2.3 地线与接地方式对紧凑型电气参数的影响11

2.4 大地电阻率对紧凑型输电线路电气参数的影响11

2.5 本章小结12

第3章 紧凑型输电线路自然功率特性研究13

3.1 影响线路自然功率的主要因素13

3.2 紧凑型输电线路相间距离的研究16

3.2.1 操作过电压限制的最小相间距离分析16

3.2.2 工频过电压限制的最小相间距离分析17

3.2.3 导线不同步运动的最小相间距离18

3.2.4 国内外架空线路设计规程中对相间距的要求19

3.2.5 电磁环境指标对紧凑型线路相间距离的限制21

3.2.6 V型绝缘子串对特高压紧凑型线路相间距的限制21

3.2.7 紧凑型输电线路相间距离结论22

3.3 远距离紧凑型输电线路的相参数平衡问题23

3.3.1 线路相参数平衡问题计算方法24

3.3.2 线路相参数平衡问题计算结果25

3.3.3 远距离紧凑型线路相参数平衡问题结论27

第4章 紧凑型输电线路的电磁环境28

4.1 电磁环境限值28

4.1.1 工频电场28

4.1.2 工频磁场29

4.1.3 无线电干扰30

4.1.4 可听噪声31

提高超高压交流输电线路的输送能力（一）目 录 4.2 电磁环境计算方法与计算条件31

4.2.1 无线电干扰31

4.2.2 可听噪声32

4.2.3 电晕损失33

4.2.4 电磁环境计算条件39

4.3 紧凑型输电线路参数对电磁环境的影响40

4.3.1 分裂间距对紧凑型线路导线表面电场强度的影响40

4.3.2 导线外径对紧凑型线路电磁环境的影响41

4.3.3 导线分裂数对紧凑型线路电磁环境的影响41

4.3.4 导线高度对紧凑型线路电磁环境的影响42

4.3.5 相序对同塔双回紧凑型线路电磁环境的影响43

4.4 紧凑型输电线路子导线排列的优化45

4.4.1 紧凑型线路子导线表面电场强度均匀性分析45

4.4.2 紧凑型线路子导线不均匀排列优化方法45

4.4.3 紧凑型线路子导线的优化方案46

4.5 海拔高度对输电线路电磁环境影响的试验研究49

4.5.1 高海拔电晕效应试验49

4.5.2 海拔高度对导线电晕可听噪声的影响52

4.5.3 海拔高度对导线电晕无线电干扰的影响55

4.5.4 海拔对电磁环境影响小结59

4.6 本章小结(基于大输送容量目标和电磁环境限制的柔性紧凑型输电线路推荐

导线方案)59

第5章 串联电容补偿的输电线路次同步振荡(SSR)问题61

5.1 概述61

5.1.1 SSR问题的提出及我国的多模态SSR问题61

5.1.2 SSR的形成机理62

5.1.3 SSR的危害63

5.2 SSR问题的研究方法64

5.2.1 频域分析法64

5.2.2 时域仿真法64

5.2.3 多机多模态SSR特征值分析方法65

5.3 抑制SSR问题的研究与应用现状68

5.3.1 SSR的典型抑制措施68

5.3.2 附加励磁阻尼控制的研究现状及问题70

5.3.3 静止无功补偿器抑制SSR的研究现状72

5.4 本章小结72

第6章 附加励磁阻尼控制抵制SSR的研究73

6.1 基于遗传-模拟退火算法的SEDC优化设计73

6.1.1 SEDC控制器设计的现状和问题73

6.1.2 基于独立模态空间控制思想的SEDC控制器结构设计76

6.1.3 基于GASA的SEDC控制参数优化设计82

6.1.4 SEDC控制参数优化设计的验证87

6.2 SEDC与励磁系统的配合93

6.2.1 SEDC控制信号对励磁系统的通过性要求94

6.2.2 SEDC对励磁系统主要常规功能的影响95

6.2.3 硬件测试试验101

6.3 SEDC工业装置研制和现场试验分析112

6.3.1 应用SEDC抑制上都电厂多模态SSR的工程应用情况113

6.3.2 现场试验主要结果分析114

6.3.3 现场试验结果与仿真计算的对比研究118

6.4 本章小结121

第7章 静止无功补偿器抑制SSR的研究123

7.1 SVC抑制SSR的机理研究123

7.1.1 SVC主电路123

7.1.2 SVC滤波器设计124

7.1.3 SVC容量设计126

7.1.4 SVC抑制SSR机理研究127

7.2 SVC次同步阻尼控制器的优化设计129

7.2.1 SVC SSDC总体设计129

7.2.2 SVC SSDC的特点129

7.2.3 SVC SSDC的设计目标130

7.2.4 SVC SSDC的结构设计130

7.2.5 SVC SSDC的参数设计132

7.3 优化SVC SSDC效果验证133

7.3.1 GASA优化SVC SSDC参数133

7.3.2 优化后SVC SSDC效果验证133

7.3.3 SVC控制对系统的影响分析136

7.4 本章小结141

第8章 柔性紧凑型线路的工频电磁暂态特性142

8.1 柔性紧凑型输电系统接地系数的特点及其对工频过电压的影响142

8.1.1 接地系数对工频过电压特性的影响142

8.1.2 柔性紧凑型输电系统接地系数特点144

8.1.3 柔性紧凑型输电系统不对称接地电压升高的限制措施146

8.2 柔性紧凑型输电系统并联电抗器及其中性点小电抗的选择149

8.2.1 紧凑型线路高抗中性点小电抗选择的困难149

8.2.2 柔性紧凑型输电系统对高抗及其中性点小电抗选择的考虑150

8.3 本章小结151

第9章 柔性紧凑型线路的操作电磁暂态问题153

9.1 柔性紧凑型输电系统的正常和故障操作过电压及防护方法研究153

9.1.1 空载线路合闸过电压特性的建模分析与仿真验证154

9.1.2 单相重合闸过电压特性的建模分析与仿真验证159

9.1.3 甩负荷操作过电压特性的建模分析与仿真验证164

9.1.4 综合优化限制措施的研究167

9.2 柔性紧凑型输电系统的故障清除过电压对带电作业的影响168

9.2.1 紧凑型线路的带电作业问题168

9.2.2 柔性紧凑型输电的故障清除过电压特性169

9.3 本章小结170

第10章 柔性紧凑型输电系统的潜供电流与恢复电压171

10.1 柔性紧凑型输电系统电气参数特点对潜供电弧特性的影响171

10.1.1 输电线路的潜供电弧参数171

10.1.2 紧凑型线路参数特性对潜供电弧参数的影响172

10.1.3 串联补偿装置对潜供电弧参数的影响172

10.2 线路长度增加对串补输电系统潜供电弧参数的改变173

10.2.1 远距离长线路输电的仿真试验173

10.2.2 仿真结果的电路参数解析分析176

10.3 设置开关站的远距离柔性紧凑型输电系统潜供电弧参数特性177

10.3.1 设置开关站的远距离柔性紧凑型输电系统仿真试验178

10.3.2 仿真结果的电路参数解析分析179

10.4 柔性紧凑型输电系统潜供电流和恢复电压参数优化探讨181

10.5 本章小结182

第11章 柔性紧凑型输电系统的继电保护183

11.1 柔性紧凑型线路模型分析183

11.1.1 基于分布参数线路和集中补偿元件的两端口网络183

11.1.2 线路参数及典型仿真系统185

11.2 传统继电保护应用于柔性紧凑型输电系统的分析与改进187

11.2.1 分相差动保护187

11.2.2 距离保护193

11.2.3 方向保护201

11.2.4 相差高频保护206

11.2.5 故障测距208

11.3 行波故障检测在柔性紧凑型线路中的应用211

11.3.1 基于波阻抗继电器的行波方向保护212

11.3.2 基于初始行波的故障识别与选相217

11.4 本章小结227

第12章 柔性紧凑型输电的关键参数选取及典型配置230

12.1 各种措施对提高暂态稳定条件下极限输送能力的理论分析与计算230

12.1.1 各电压等级常规及紧凑型线路输电能力计算曲线231

12.1.2 增加输电线路回数对长距离传输线传输极限提高的作用231

12.1.3 减少故障切除时间对传输极限提高的作用232

12.1.4 减少切除线路长度对传输极限提高的作用233

12.1.5 固定串联补偿(FSC)与晶闸管控制的串联电容补偿(TCSC)对传

输极限的作用234

12.1.6 SVC与静止同步补偿器(STATCOM)对传输极限影响的分析235

12.2 柔性紧凑型输电技术提高远距离输送能力的效果及论证分析237

12.2.1 柔性紧凑型输电系统静态稳定条件下输送能力分析与比较237

12.2.2 柔性紧凑型输电系统面对的综合性技术问题237

12.3 柔性紧凑型输电系统暂稳条件下的仿真和参数选取238

12.3.1 EPRI(China)-7节点系统送、受端系统背景下的仿真238

12.3.2 鲤鱼江水电厂2015年送出工程背景仿真239

12.3.3 暂态稳定条件下的仿真结论241

12.4 远距离大容量的柔性紧凑型输电线路典型配置241

第13章 大截面导线研究244

13.1 圆线同心绞大截面导线研究244

13.1.1 国内大截面导线开发历史244

13.1.2 圆线同心绞大截面导线的结构及设计思路244

13.1.3 大截面导线生产工艺研究244

13.1.4 圆线同心绞大截面导线截面等级研究245

13.2 新型型线同心绞架空导线研究245

13.2.1 新型型线同心绞大截面导线特点研究245

13.2.2 型线同心绞架空导线的结构及性能研究246

13.2.3 型线同心绞导线国内外发展现状247

13.3 大截面导线试制247

13.4 本章小结251

第14章 耐热铝合金导线的研究252

14.1 耐热铝合金的耐热机理研究252

14.1.1 耐热铝合金长期运行温度研究253

14.1.2 导电率60%IACS耐热铝合金技术改进研究255

14.2 高强度耐热铝合金研究开发256

14.2.1 高强度耐热铝合金的生产工艺研究256

14.2.2 高强度耐热铝合金试制257

14.2.3 耐热铝合金导线截面等级研究258

14.3 本章小结259

第15章 碳纤维复合加强芯材料及导线研究261

15.1 碳纤维复合加强芯导线特性及国内外应用情况261

15.1.1 碳纤维复合加强芯导线特性261

15.1.2 国内外使用情况264

15.2 碳纤维复合芯铝导线试验研究265

15.2.1 导线常规试验265

15.2.2 导线型式试验269

15.2.3 工程应用性研究试验273

15.3 碳纤维复合芯导线经济比较分析274

15.3.1 工程概况274

15.3.2 导线选型比较方案274

15.3.3 经济比较分析275

15.4 本章小结278

参考文献279

第7章 静止无功补偿器抑制SSR的研究123

7.1 SVC抑制SSR的机理研究123

7.1.1 SVC主电路123

7.1.2 SVC滤波器设计124

7.1.3 SVC容量设计126

7.1.4 SVC抑制SSR机理研究127

7.2 SVC次同步阻尼控制器的优化设计129

7.2.1 SVC SSDC总体设计129

7.2.2 SVC SSDC的特点129

7.2.3 SVC SSDC的设计目标130

7.2.4 SVC SSDC的结构设计130

7.2.5 SVC SSDC的参数设计132

7.3 优化SVC SSDC效果验证134

7.3.1 GASA优化SVC SSDC参数134

7.3.2 优化后SVC SSDC效果验证134

7.3.3 SVC控制对系统的影响分析137

7.4 本章小结142

第8章 柔性紧凑型线路的工频电磁暂态特性143

8.1 柔性紧凑型输电系统接地系数的特点及其对工频过电压的影响143

8.1.1 接地系数对工频过电压特性的影响143

8.1.2 柔性紧凑型输电系统接地系数特点145

8.1.3 柔性紧凑型输电系统不对称接地电压升高的限制措施147

8.2 柔性紧凑型输电系统并联电抗器及其中性点小电抗的选择150

8.2.1 紧凑型线路高抗中性点小电抗选择的困难150

8.2.2 柔性紧凑型输电系统对高抗及其中性点小电抗选择的考虑151

8.3 本章小结152

第9章 柔性紧凑型线路的操作电磁暂态问题154

9.1 柔性紧凑型输电系统的正常和故障操作过电压及防护方法研究154

9.1.1 空载线路合闸过电压特性的建模分析与仿真验证155

9.1.2 单相重合闸过电压特性的建模分析与仿真验证160

9.1.3 甩负荷操作过电压特性的建模分析与仿真验证165

9.1.4 综合优化限制措施的研究168

9.2 柔性紧凑型输电系统的故障清除过电压对带电作业的影响169

9.2.1 紧凑型线路的带电作业问题169

9.2.2 柔性紧凑型输电的故障清除过电压特性170

9.3 本章小结171

第10章 柔性紧凑型输电系统的潜供电流与恢复电压172

10.1 柔性紧凑型输电系统电气参数特点对潜供电弧特性的影响172

10.1.1 输电线路的潜供电弧参数172

10.1.2 紧凑型线路参数特性对潜供电弧参数的影响173

10.1.3 串联补偿装置对潜供电弧参数的影响173

10.2 线路长度增加对串补输电系统潜供电弧参数的改变174

10.2.1 远距离长线路输电的仿真试验174

10.2.2 仿真结果的电路参数解析分析177

10.3 设置开关站的远距离柔性紧凑型输电系统潜供电弧参数特性178

10.3.1 设置开关站的远距离柔性紧凑型输电系统仿真试验179

10.3.2 仿真结果的电路参数解析分析180

10.4 柔性紧凑型输电系统潜供电流和恢复电压参数优化探讨182

10.5 本章小结183

第11章 柔性紧凑型输电系统的继电保护184

11.1 柔性紧凑型线路模型分析184

11.1.1 基于分布参数线路和集中补偿元件的两端口网络184

11.1.2 线路参数及典型仿真系统186

11.2 传统继电保护应用于柔性紧凑型输电系统的分析与改进188

11.2.1 分相差动保护188

11.2.2 距离保护194

11.2.3 方向保护202

11.2.4 相差高频保护207

11.2.5 故障测距209

11.3 行波故障检测在柔性紧凑型线路中的应用212

11.3.1 基于波阻抗继电器的行波方向保护213

11.3.2 基于初始行波的故障识别与选相218

11.4 本章小结228

第12章 柔性紧凑型输电的关键参数选取及典型配置231

12.1 各种措施对提高暂态稳定条件下极限输送能力的理论分析与计算231

12.1.1 各电压等级常规及紧凑型线路输电能力计算曲线232

12.1.2 增加输电线路回数对长距离传输线传输极限提高的作用232

12.1.3 减少故障切除时间对传输极限提高的作用233

12.1.4 减少切除线路长度对传输极限提高的作用234

12.1.5 固定串联补偿(FSC)与晶闸管控制的串联电容补偿(TCSC)对传

输极限的作用235

12.1.6 SVC与静止同步补偿器(STATCOM)对传输极限影响的分析236

12.2 柔性紧凑型输电技术提高远距离输送能力的效果及论证分析238

12.2.1 柔性紧凑型输电系统静态稳定条件下输送能力分析与比较238

12.2.2 柔性紧凑型输电系统面对的综合性技术问题238

12.3 柔性紧凑型输电系统暂稳条件下的仿真和参数选取239

12.3.1 EPRI(China)-7节点系统送、受端系统背景下的仿真239

12.3.2 鲤鱼江水电厂2015年送出工程背景仿真240

12.3.3 暂态稳定条件下的仿真结论242

12.4 远距离大容量的柔性紧凑型输电线路典型配置242

第13章 大截面导线研究245

13.1 圆线同心绞大截面导线研究245

13.1.1 国内大截面导线开发历史245

13.1.2 圆线同心绞大截面导线的结构及设计思路245

13.1.3 大截面导线生产工艺研究245

13.1.4 圆线同心绞大截面导线截面等级研究246

13.2 新型型线同心绞架空导线研究246

13.2.1 新型型线同心绞大截面导线特点研究246

13.2.2 型线同心绞架空导线的结构及性能研究247

13.2.3 型线同心绞导线国内外发展现状248

13.3 大截面导线试制248

13.4 本章小结252

第14章 耐热铝合金导线的研究253

14.1 耐热铝合金的耐热机理研究253

14.1.1 耐热铝合金长期运行温度研究254

14.1.2 导电率60%IACS耐热铝合金技术改进研究256

14.2 高强度耐热铝合金研究开发257

14.2.1 高强度耐热铝合金的生产工艺研究257

14.2.2 高强度耐热铝合金试制258

14.2.3 耐热铝合金导线截面等级研究259

14.3 本章小结260

第15章 碳纤维复合加强芯材料及导线研究262

15.1 碳纤维复合加强芯导线特性及国内外应用情况262

15.1.1 碳纤维复合加强芯导线特性262

15.1.2 国内外使用情况265

15.2 碳纤维复合芯铝导线试验研究266

15.2.1 导线常规试验266

15.2.2 导线型式试验270

15.2.3 工程应用性研究试验274

15.3 碳纤维复合芯导线经济比较分析275

15.3.1 工程概况275

15.3.2 导线选型比较方案275

15.3.3 经济比较分析276

15.4 本章小结279

参考文献2802100433B

第1章 绪论

1.1 紧凑型输电技术

1.1.1 国外研究现状

1.1.2 我国研究现状

1.1.3 紧凑型输电线路提高线路输送能力的优势与局限

1.2 串联电容补偿的柔性输电技术

1.2.1 串联电容补偿技术的发展

1.2.2 串联电容补偿提高线路输送能力的局限

1.3 柔性紧凑型输电技术

第2章 紧凑型输电线路建模参数特性研究

2.1 紧凑型输电线路电 参数的工频特性

2.2 紧凑型输电线路电气参数的频变特性

2.3 地线与接地方式对紧凑型电气参数的影响

2.4 大地电阻率对紧凑型输电线路电气参数的影响

2.5 本章小结

第3章 紧凑型输电线路自然功率特性研究

3.1 影响线路自然功率的主要因素

3.2 紧凑型输电线路相间距离的研究

3.2.1 操作过电压限制的最小相间距离分析

3.2.2 工频过电压限制的最小相间距离分析

3.2.3 导线不同步运动的最小相间距离

3.2.4 国内外架空线路设计规程中对相间距的要求

3.2.5 电磁环境指标对紧凑型线路相间距离的限制

3.2.6 V型绝缘子串对特高压紧凑型线路相间距的限制

3.2.7 紧凑型输电线路相间距离结论

3.3 远距离紧凑型输电线路的相参数平衡问题

3.3.1 线路相参数平衡问题计算方法

3.3.2 线路相参数平衡问题计算结果

3.3.3 远距离紧凑型线路相参数平衡问题结论

第4章 紧凑型输电线路的电磁环境

4.1 电磁环境限值

4.1.1 工频电场

4.1.2 工频磁场

4.1.3 无线电干扰

4.1.4 叫听噪声

4.2 电磁环境计算方法与计算条件

4.2.1 无线电干扰

4.2.2 可听噪声

4.2.3 电晕损失

4.2.4 电磁环境计算条件

4.3 紧凑型输电线路参数对电磁环境的影响

4.3.1 分裂间距对紧凑型线路导线表面电场强度的影响

4.3.2 导线外径对紧凑型线路电磁环境的影响

4.3.3 导线分裂数对紧凑型线路电磁环境的影响

4.3.4 导线高度对紧凑型线路电磁环境的影响

4.3.5 相序对同塔双回紧凑型线路电磁环境的影响

4.4 紧凑型输电线路子导线排列的优化

4.4.1 紧凑型线路子导线表面电场强度均匀性分析

4.4.2 紧凑型线路子导线不均匀排列优化方法

4.4.3 紧凑型线路子导线的优化方案

4.5 海拔高度对输电线路电磁环境影响的试验研究

4.5.1 高海拔电晕效应试验

4.5.2 海拔高度对导线电晕可听噪声的影响

4.5.3 海拔高度对导线电晕无线电干扰的影响

4.5.4 海拔对电磁环境影响小结

4.6 本章小结(基于大输送容量目标和电磁环境限制的柔性紧凑型输电线路推荐导线方案)

第5章串联电容补偿的输电线路次同步振荡

5.1 概述

5.1.1 SSR问题的提出及我国的多模态SSR问题

5.1.2 SSR的形成机理

5.1.3 SSR的危害

5.2 SSR问题的研究方法

5.2.1 频域分析法

5.2.2 时域仿真法

5.2.3 多机多模态SSR特征值分析方法

5.3 抑制SSR问题的研究与应用现状

5.3.1 SSR的典型抑制措施

5.3.2 附加励磁阻尼控制的研究现状及问题

5.3.3 静止无功补偿器抑制SSR的研究现状

5.4 本章小结

第6章 附加励磁阻尼控制抵制SSR的研究

6.1 基于遗传一模拟退火算法的SEDC优化设计

第7章　静止无力补偿器抑制SSR的研究

第8章　柔性紧凑型线路的工频电磁暂态特性

第9章 柔性紧凑型线路的操作电磁暂态问题

第10章 柔性紧凑型输电系统的潜供电流与恢复电压

第11章 柔性紧凑型输电系统的继电保护

第12章 柔性紧凑型输电的关键参数选取及典型配置

第13章 大截面导线研究

第14章 耐热铝合金导线的研究

第15章 碳纤维复合加强芯材料及导线研究

参考文献

经济的繁荣与社会的进步，与充足的能源供应息息相关，而电能更是国家安全、稳定与高速发展必不可少的重要因素。近年来，我国的电力需求日益增长，电力工业发展迅速，发电装机容量每年都以超过10%的速度增加，预计到2020年，我国电力装机容量将达到16亿千瓦。

我国幅员辽阔，能源与负荷分布不均匀。我国水力资源主要分布在西南各省，煤炭资源主要分布在山西、陕西、内蒙古等西北省份。而负荷中心主要分布在以京、沪、穗为中心的东部及东南沿海。根据相关规划，我国以北、中、南三条通道实现西电东送。因此，大容量、远距离的电能输送是很有必要的。

对于不同输送距离与输送容量的目标，具有与之对应的输电模式。

千公里以上的输送距离，一般使用超、特高压直流输电；较短的输送距离(百公里上下)，可以使用常规交流输电；若在短距离输送更大的电能，可以使用同塔双回或多回输电方式；而随着输电电压等级的提高，输送距离与容量均随之增加。

为进一步提高输送距离，满足数百到千公里的电能输送需求，需要使用串联电容补偿，否则输电线路将面临稳定、过电压等重重问题。但受制于串补投资、串补带来的SSR问题等，难以在远距离的前提下满足大容量的要求。在数百到千公里的输送距离下输送较高的容量这个区域，还是一片空白，此前没有成熟的输电模式。

国家重点基础研究计划( "973”计划)“提高大型互联电网运行可靠性的基础研究”设置了子课题“提高超高压交流输电线路输送能力的研究”，通过研究工作探索适合于大容量远距离的输电模式，即研究目标为在500～1000"_blank" href="/item/紧凑型输电线路/5205391" data-lemmaid="5205391">紧凑型输电线路，并进行电磁环境方面的优化设计；以串联补偿设备缩短线路电气距离保证静态稳定输送能力和部分提高暂态稳定下的输送能力。并且通过其他多种先进的柔性设备、大截面导线等措施，实现综合性目标最优。柔性紧凑型输电技术的提出，填补了500～1000"para" label-module="para">

提高超高压交流输电线路的输送能力（一）前 言同时，本课题针对进一步提高短线路输送容量进行了研究。由于限制短线路输送容量的瓶颈是热稳定，所以在百公里或更短的线路上，可以使用耐热导线，但由于其电阻损耗较高，不适用于长线路它可以显著提高短距离送电容量。复合加强芯导线由于具有更好的机械性能、大截面导线允许较高的电流通流量，也可提高短线路热稳定极限，但如果将其应用于长线路，则要对其经济成本进行核算。此外,对改善线路电磁环境的扩径导线进行了研究。

整体上从两方面展开，即在500～1000

为解决远距离、大容量的电能输送问题，本研究提出了柔性紧凑型输电方式。研究中将柔性技术与紧凑型技术有机结合，利用柔性技术缩短线路电气距离，并抑制紧凑型技术带来的过电压及潜供电流问题；利用紧凑型技术提高线路自然功率，有效地规避了高串补度带来的次同步振荡风险，并可节省走廊；针对柔性紧凑型线路特有的线路参数特性，给出了可行的继电保护方案。通过上述关键问题的研究及各环节的全方面论证，给出了可直接应用的典型配置，使500-1000km线路的输送容量达到常规线路的1.5-1.8倍为提高短线路的输送能力，研制了可长期运行于150℃的高强度耐热铝合金导线，其综合指标高于国内研发的同型耐热导线；研制了国内第一条900mm2的大截面导线，且该导线作为国内主干线路第一次使用四层铝股绞制技术，减小了导线交直流电阻比。此外，对复合加强芯导线在国内的应用前景进行了经济与技术分析。