特高压直流输电的技术特点和云广工程应用.pptx

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1、特高压直流输电出现的背景:1 1、我国电力发展规模庞大2 2、新增电力装机相对集中在大水电、大火电基地3 3、中国电网西电东送的格局长期存在，规模逐渐扩大4 4、直流输电的特点和性能第1页/共84页20042004年，全国装机突破440GW440GW20052005年，全国装机突破500GW500GW20052005年，全国装机达622GW622GW20102010年预计全国装机达800GW800GW20202020年预计全国装机超过1000GW1000GW每年新增装机5060GW5060GW左右1 1、中国电力发展的现状和未来第2页/共84页2 2、新增电力装机相对集中在：大火电基地大水电基

2、地第3页/共84页云南小湾水电站和金安桥水电站660万千瓦 送电广东1500公里金沙江溪洛渡、向家坝水电站1860万千瓦 送电华中、华东，10002000公里陕西、山西、宁夏、内蒙火电基地 送电华北、华中、华东负荷中心第4页/共84页西电东送规模,GW水平年北通道中通道南通道总计200577102020102020206020204040401202030606060180中通道 Centralcorridor北通道North corridor南通道South corridor3 3、中国电网西电东送的格局长期存在，规模逐渐扩大第5页/共84页这种背景下，出现特高压输电是必然的（交流和直流）第

3、6页/共84页4 4、特高压直流输电的特点和性能q关于特高压直流的电压等级 q直流输电工程的电压等级可根据工程的特点而确定q直流工程统一的电压等级有利于设备国产化q根据我国的国情确定特高压直流的电压等级为800kV第7页/共84页特高压直流与交流相比有其独特优势：送电距离可以更远送电容量更大线路走廊更窄电力系统适应性好控制灵活调度方便第8页/共84页直流输电特点：输送容量大：我国已运行的300300万千瓦的有3个项目送电距离远，现在世界上已有17001700公里直流工程我国葛上直流工程10521052公里，天广、三常、三广、贵广直流都将近10001000公里特高压直流输电具有直流输电的所有特点

4、第9页/共84页 输送的功率和大小方向可以快速控制和调节 直流输电接入不会增加原有电力系统的短路容量 直流输电线路走廊窄 500KV500KV直流走廊宽度30m,30m,送电300300万千瓦500KV500KV交流走廊宽度55m,55m,送电100100万千瓦第10页/共84页 直流电缆线路没有电容电流问题 远距离海底送电往往采用直流 直流工程的一个极发生故障时，另一极可继续运行，并可发挥过负荷能力，保持送电功率或减少功率损失 直流系统本身配有调制功能，可以根据系统要求作出反应，对机电振荡产生阻尼，提高电力系统稳定水平第11页/共84页 使用换流站无功功率控制进行系统的交流电压调节大电网之间

5、通过直流互联（如背靠背方式，送电方式）两个电网间不会互相干扰和影响，必要时可以迅速进行功率支援第12页/共84页长距离、高电压、大功率送电项目背靠背工程海底电缆工程轻型直流输电直流输电项目类型第13页/共84页大容量、远距离送电。可以送电到2000千米之外。一项工程可输送功率300400万千瓦。可以将电能直接接到负荷中心，送到交流220千伏供电系统中。电力系统互联。通过海底电缆送电。这恰是我国电网发展所需要的！直流输电适合第14页/共84页起步于50年代世界上现在已建成高压直流输电60多项其中：50年代2项60年代5项70年代15项80年代30项90年代10项 直流输电技术的发展第15页/共8

6、4页项目项目额定电压额定电压（千伏）（千伏）额定功率额定功率（万千瓦）（万千瓦）输电距离输电距离（公里）（公里）投投 运运时时 间间安装地点安装地点及供货商及供货商卡布拉卡布拉-巴萨巴萨 533 533 192 192 1360 136019781978莫桑比克莫桑比克-南非南非AEG-BBC-SIEMENSAEG-BBC-SIEMENS因加因加沙巴沙巴 500 500 112 112 1700 170019811981扎伊尔扎伊尔 ASEAASEA纳尔逊河二期纳尔逊河二期 500 500 200 200 940 94019851985加拿大加拿大 AEG-BBC-SIEMENSAEG-BBC

7、-SIEMENSI.P.P.I.P.P.500 500 192 192 784 78419861986美国美国 ASEAASEA伊泰普一期伊泰普一期 600 600 315 315 796 79619861986巴西巴西 ASEAASEA伊泰普二期伊泰普二期 600 600 315 315 796 79619871987巴西巴西 ASEAASEA太平洋联络线太平洋联络线 500 500 310 310 1361 136119891989美国美国 ABB(BBC)ABB(BBC)葛上葛上 500 500 120 120 1052 10521989/901989/90中国中国ABB(BBC)-SI

8、EMENSABB(BBC)-SIEMENS魁北克多端魁北克多端 500 500 225 225 1500 15001986/90/921986/90/92加拿大加拿大-美国美国 ABBABB亨德亨德-德里德里 500 500 150 150 814 81419921992印度印度 ABB-BHELABB-BHEL天广天广 500 500 180 180 960 9602000/012000/01中国中国 SIEMENSSIEMENS东南联接东南联接 500 500 200 200 1420 142020022002印度印度 SIEMENSSIEMENS三常三常 500 500 300 300

9、890 89020032003中国中国 ABB ABB 世界上长距离高压直流输电项目第16页/共84页葛洲坝上海直流工程500千伏，1200安培，1200兆瓦输电距离 1052 千米，1989年单极投产，1990年双极建成天生桥广州直流输电工程500千伏，1800安培，1800兆瓦输电距离960千米，2000年12月单极投产2001年6月双极建成我国已投运的直流工程项目第17页/共84页三峡常州直流输电工程500千伏，3000安培，3000兆瓦输电距离890千米2003年1月单极投产，2003年6月双极建成舟山直流工程100千伏，500安培，50兆瓦输电距离54.1千米（架空线路42.1千米，

10、海底电缆12千米）1987年投运第18页/共84页三峡广东直流工程500千伏，3000安培，3000兆瓦输电距离956千米2003年12月单极投产2004年 4月双极投产 第19页/共84页贵州广东直流工程500千伏，3000安培，3000兆瓦输电距离900千米2004年6月单极，2004年10月双极近期规划的项目有三峡右岸上海，贵州广东第二回直流工程，送电容量都是3000兆瓦，2007年投产。第20页/共84页800KV较500KV直流：电压更高送电容量更大送电距离更远结构更复杂第21页/共84页 800KV是500KV的1.6倍 高压端的直流设备：换流变压器及其套管、穿墙套管、换流阀、避雷

11、器、直流开关、支持瓷柱、线路绝缘等提出更高要求电压更高：第22页/共84页送电容量大云广东直流：500万千瓦金沙江、溪洛渡、向家坝水电站送出：640万千瓦相应的直流电流达：3125A、4000A第23页/共84页送电距离远云广直流：1500公里溪洛渡、向家坝水电站送华东：2000公里第24页/共84页800KV直流面临的技术挑战设备制造难度大设备外绝缘要求高换流站主接线和基本结构复杂电磁环境的要求接地极入地的电流大(4000A，3125A）极闭锁故障对电力系统的冲击第25页/共84页设备制造难度大换流变压器换流变压器套管穿墙套管换流阀第26页/共84页设备外绝缘要求高直流的积污效应绝缘形式（户

12、内开关场）绝缘材料：合成材料高海拔对外绝缘的影响空气净距大第27页/共84页换流站主接线和基本结构复杂双12脉冲阀串接换流变压器台数多运行方式复杂控制保护的要求高设备布置难度大第28页/共84页电磁环境的要求可听噪音无线电干扰地面场强第29页/共84页接地极入地的电流大(4000A，3125A）对周围环境的影响对中性点接地变压器的影响地面电位场强第30页/共84页极闭锁故障对电力系统的冲击单极故障双极故障对交流系统的要求第31页/共84页特高压直流的应用前景：规划建设的800KV直流工程云广800KV工程 送电容量500万千瓦、送电距离1500公里 2009年单极投运、2010年双极投运溪洛渡

13、、向家坝水电站送出3回800KV工程1回送华中：640万千瓦，1000公里2回送华东：640万千瓦，2000公里第32页/共84页锦屏水电站送江苏 640万千瓦，2000公里以上 乌东德水电站送福建白鹤滩水电站送湖北东部第33页/共84页火电基地送出：内蒙东部呼盟至沈阳、至华北、至山东宁夏火电基地至华东新疆哈密火电基地至华中均有规划的800kV第34页/共84页世界上印度：规划东北部至南部800KV直流 送电距离约2000公里南非：设想将刚果的水电用800KV送 到南非，计划功率300万千瓦，距 离3000公里巴西：1990年代即考虑800KV直流输电第35页/共84页800KV直流输电应用研

14、究第36页/共84页1、主接线研究2、主设备的研发3、特高压直流电磁环境问题4、绝缘水平和绝缘裕度5、新技术、新材料的应用6、运行方式第37页/共84页1、主接线的研究 阀的主接线单12脉冲阀组结构+800KV-800KV第38页/共84页双12脉冲阀组并联结构+800KV第39页/共84页双12脉冲阀组串联结构+800KV-800KV第40页/共84页双12脉冲阀串联结构组合400+400 500+300600+200第41页/共84页带旁路开关的双12脉冲阀组串接结构800KV400KV第42页/共84页带旁路开关的双12脉冲阀组运行图第43页/共84页带平波电抗器等设备的配置图+800K

15、V-800KV第44页/共84页双12脉冲阀全电压运行图+800KV-800KV第45页/共84页双12脉冲阀一极全压、一极半压运行图第46页/共84页2、换流站主设备研发交流滤波器换流变压器换流变阀侧套管穿墙套管旁路开关旁路刀阀平波电抗器电压分压器电容器隔离开关直流线路直流滤波器电容器避雷管接地刀阀换流阀交流系统第47页/共84页换流变压器采用双1212脉冲阀组串接时，每站2424台，（不含备用）高压端（800KV800KV）制造难度大第48页/共84页可控硅阀送电容量500万千瓦电流3125安 125阀片送电容量640万千瓦电流4000安 150阀片第49页/共84页平波电抗器（干式）第5

16、0页/共84页平波电抗器（油浸式）第51页/共84页穿墙套管换流阀侧套管第52页/共84页第53页/共84页其它特高压直流设备直流避雷器直流PLC设备直流隔离开关旁路开关直流电压分压器支持瓷柱直流电流互感器 第54页/共84页800KV避雷器第55页/共84页800600400U旁路开关第56页/共84页性能要求单次谐波畸变率DnDn不计入背景谐波 D3D3，D5 1.25%D5 1.25%或1%1%其他奇次Dn 1%Dn 1%偶次谐波畸变率Dn 0.5%Dn 0.5%总谐波畸变率1.5%1.5%（或1.75%)1.75%)电话谐波波形系数T.H.F.F 1%T.H.F.F 1%交流滤波器第5

17、7页/共84页第58页/共84页性能要求等效干扰电流值双极方式 500mA500mA单极方式 1000mA1000mA直流滤波器第59页/共84页第60页/共84页 3GC 500 kVDC capacitor800KV直流滤波器第61页/共84页控制保护系统适应双适应双1212脉冲阀组串接脉冲阀组串接的接线方式的接线方式运行方式更灵活运行方式更灵活更可靠的软硬件平台更可靠的软硬件平台安全可靠、方便灵活、安全可靠、方便灵活、功能齐全功能齐全第62页/共84页3、特高压直流电磁环境问题可听噪音 换流站 直流线路无线电干扰接地极入地电流 地电位升高 周围金属的腐蚀 变压器直流偏磁第63页/共84页

18、800KV电磁环境指标地面合成场强 30KV/m(临近民房，50%测量值不超过15KV/m，最大值不超过25KV/m）输电线路下方，离子流密度100nA/m2第64页/共84页无线电干扰 58dBV/m（线投影外侧20m处,0.5MHz）噪声 50dBA（人口稠密地区按45dBA控制）第65页/共84页4、800KV过电压水平绝缘水平 位置 换流变压器阀侧 高压极顶侧 高压直流母线SIWL （KV）1600 1600 1600 LIWL （KV）1800 1800 1900第66页/共84页 绝缘裕度 操作冲击/雷电冲击/陡波冲击阀 10/10/15换流变压器 15/20/25平波电抗器 15

19、/20/25直流阀厅设备 15/15/25直流场 15/20/25第67页/共84页5、新技术、新材料应用增加避雷器以限制过电压平波电抗器在极线和中心线平衡布置采用合成绝缘材料绝缘第68页/共84页避雷器和平波电抗器配置方案第69页/共84页6、运行方式双极全电压运行（800KV）一极全电压，一极半电压运行（+800KV 400KV或+400KV 800KV）双极半电压运行（400KV）单极大地回线运行单极金属回线运行第70页/共84页双12脉冲阀全电压运行图+800KV-800KV+400KV-400KV第71页/共84页双12脉冲阀一极全压、一极半压运行图+800KV-800KV+400K

20、V-400KV第72页/共84页直流电压 800KV 直流电流 3125A送电功率 5000MW送电距离 1500Km1.工程规模云广800KV直流输电工程简况第73页/共84页2.送端换流站：受端换流站：云南省禄丰县 （楚雄换流站）广东省增城市(穗东换流站)第74页/共84页云云 广广 直直 流流 地地 理理 接接 线线 示示 意意 图图第75页/共84页3.工程进度2009年6月 单极投运 2010年 双极投运 第76页/共84页4.主要技术方案阀组接线：双12脉冲阀组串联 400KV+400KV组合换流变 单相双绕组 短路电抗 18%或16%平波电抗器 高压端和中性母线平衡布置第77页/

21、共84页避雷器配置方案第78页/共84页无功和交流滤波器两站的无功均自身平衡交流滤波器按大、小组接入，可用三调谐型式直流滤波器无源滤波器指标：500mA/1000mA第79页/共84页直流输电线路导线 6630 直线绝缘采用合成绝缘子覆冰区绝缘正在研究中耐张用瓷或玻璃第80页/共84页接地极接地体材料：钢碳粉形状：双园形广东侧拟与在建的贵广500KV工程共用接地极第81页/共84页云广800KV直流输电工程，是世界上第一个特高压直流工程，面临许多技术挑战。依靠新技术、新材料、新设备，能够应对技术挑战，解决技术难题，按计划建成。第82页/共84页谢谢！第83页/共84页感谢您的观看！第84页/共84页