特高壓變電站-換流站若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、特高壓交直流輸電具有遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗、高效率等特點(diǎn)，有利于優(yōu)化我國(guó)能源配置，近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。本文基于對(duì)國(guó)內(nèi)外特高壓發(fā)展現(xiàn)狀的介紹，指出需對(duì)特高壓輸電工程的科研、設(shè)計(jì)、建設(shè)管理進(jìn)行系統(tǒng)性研究。通過分析，選擇初期電氣主接線、站用電系統(tǒng)優(yōu)化、雷電侵入波防護(hù)作為本文的研究對(duì)象。
　　主要包含以下三個(gè)方面內(nèi)容:
　　(1)1000kV初期電氣主接線研究
　　①運(yùn)用全壽命周期管理理念，對(duì)變電站工程系統(tǒng)與設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分

2、解，建立了工程系統(tǒng)分解結(jié)構(gòu)（Engineering Breakdown Structure，EBS）和設(shè)計(jì)目標(biāo)分解結(jié)構(gòu)(ObjectBreakdown Structure，OBS)一一對(duì)應(yīng)的二維設(shè)計(jì)體系，提出了研究電氣主接線的3個(gè)OBS:可靠性與安全性、可擴(kuò)展性、全壽命周期成本(Life Cycle Cost，LCC)最優(yōu)化。
　?、诜治隽司W(wǎng)絡(luò)法基本原理，提出采用基于鄰接矩陣的最小割集法作為可靠性定量分析的核心算法，并對(duì)主要元件的

3、可靠性模型進(jìn)行了分析。以1000kV南京變電站為例，利用軟件對(duì)5種1000kV初期電氣主接線方案（即變壓器一線路單元接線、三角形接線、變壓器—母線接線、雙斷路器接線、3/2斷路器接線）的連續(xù)性指標(biāo)、安全性指標(biāo)、充裕度指標(biāo)、全站停運(yùn)可靠性指標(biāo)進(jìn)行仿真。變壓器—線路單元接線、雙斷路器接線、3/2斷路器接線等3種方案可靠性較高，指標(biāo)非常接近，最大相差僅2％。
　　③對(duì)5種主接線方案擴(kuò)建過渡的過程、擴(kuò)建工程量以及對(duì)接線可靠性的影響進(jìn)行分析

4、。5種方案均可實(shí)現(xiàn)向遠(yuǎn)景接線擴(kuò)建過渡，其中變壓器—線路單元接線、雙斷路器接線、3/2斷路器接線等3種方案在擴(kuò)建過渡時(shí)，工程量基本相當(dāng)且對(duì)主接線可靠性的影響較小。
　?、芊治隽俗冸娬綥CC主要由初始投資成本、運(yùn)行維護(hù)成本、技改報(bào)廢成本等組成。提出了基于區(qū)間凈現(xiàn)值法的LCC分析方法，分別計(jì)算了變壓器—線路單元接線、雙斷路器接線、3/2斷路器接線等3種方案第n年擴(kuò)建至遠(yuǎn)景接線的投資凈現(xiàn)值。變壓器—線路單元接線的LCC最優(yōu)，且擴(kuò)建年與初期

5、建設(shè)年時(shí)間相隔越長(zhǎng)，其經(jīng)濟(jì)效益越明顯。
　　⑤綜合權(quán)衡可靠性與安全性、可擴(kuò)展性、LCC最優(yōu)等3個(gè)OBS，對(duì)初期“2線1變”的建設(shè)規(guī)模，推薦采用變壓器—線路單元接線。
　　(2)1000kV變電站站用電系統(tǒng)研究
　?、偬岢鰧⒎植际诫娫次㈦娋W(wǎng)系統(tǒng)引入特高壓站用電系統(tǒng)。針對(duì)目前微電網(wǎng)容量配置存在的問題，提出了一種新的微網(wǎng)容量配置多目標(biāo)優(yōu)化方法，對(duì)微電網(wǎng)規(guī)劃中的分布式電源容量和儲(chǔ)能系統(tǒng)容量進(jìn)行聯(lián)合求解，同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化配置。

6、>　?、谶\(yùn)用微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件DGPO(Distributed Generation Planning and Optimization)，對(duì)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)、風(fēng)儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)、風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)作為特高壓站用電系統(tǒng)補(bǔ)充電源的方案分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)。以1000kV南京變電站為例，推薦采用一種并網(wǎng)/離網(wǎng)運(yùn)行的光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)作為站用電系統(tǒng)的補(bǔ)充電源。
　?、蹚目煽啃?、經(jīng)濟(jì)性、設(shè)備選型與布置等方面，對(duì)一級(jí)降壓、二級(jí)降壓2種降壓方式進(jìn)行了全面比較，論證了一

7、級(jí)降壓方式的可靠性、經(jīng)濟(jì)性與可行性，提出1000kV變電站應(yīng)推薦采用一級(jí)降壓站用電系統(tǒng)。
　?、芑谝患?jí)降壓系統(tǒng)，對(duì)特高壓示范工程站用電系統(tǒng)原理接線進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，改變聯(lián)絡(luò)開關(guān)位置，滿足各種運(yùn)行方式要求，降低系統(tǒng)故障概率，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。
　　(3)雷電侵入波防護(hù)研究
　?、俜治隽死纂娗秩氩ㄟ^電壓計(jì)算的貝杰龍數(shù)值計(jì)算過程，建立了輸電線路以及集中參數(shù)元件的貝杰龍模型。
　?、诜治鎏馗邏鹤冸娬荆〒Q流站）的雷電流波

8、形，提出雷電流值和故障率2種指標(biāo)模型，運(yùn)用ATP-EMTP軟件分別計(jì)算南京變電站內(nèi)1000kV徐州1、2線路進(jìn)線段桿塔繞擊、反擊的最大雷電流值，構(gòu)建了繞擊、反擊雷電過電壓的仿真計(jì)算模型。
　?、蹖?duì)幾種典型的多波阻抗模型進(jìn)行分析比較，提出采用Hara無(wú)損線多波阻抗模型對(duì)特高壓交流、直流線路桿塔進(jìn)行模擬。
　　④根據(jù)1000kV南京站輸電線路的桿塔塔型和檔距參數(shù)，提出模擬輸電線路進(jìn)線段6基（＃1～＃6）桿塔和導(dǎo)線及變電站內(nèi)門型構(gòu)