一、創(chuàng)新成果概述
“十二五”規(guī)劃綱要中明確提出要“發(fā)展特高壓等大容量、高效率、遠(yuǎn)距離先進(jìn)輸電技術(shù)”。為了進(jìn)一步發(fā)揮特高壓直流輸電的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將輸送容量由8GW提升到10GW。隨著特高壓直流輸送容量的增加，直流故障對(duì)單一受端交流電網(wǎng)的沖擊越來(lái)越大，特高壓直流工程分層接入500kV交流電網(wǎng)和1000kV特高壓交流電網(wǎng)，可以進(jìn)一步優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、支撐大規(guī)模直流接入，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和靈活性。本項(xiàng)目圍繞直流系統(tǒng)整體技術(shù)方案、控制保護(hù)設(shè)計(jì)方案、簡(jiǎn)化直流濾波器、絕緣配合、直流分層接入后系統(tǒng)直流諧振、交流側(cè)系統(tǒng)靜態(tài)等值及考慮層間影響的交流系統(tǒng)諧波阻抗計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展創(chuàng)新性研究，解決直流工程輸送容量提升和分層接入不同交流電網(wǎng)帶來(lái)的一系列重大難題。
本項(xiàng)目取得了一系列創(chuàng)新和突破：(1)提出了10GW大容量特高壓直流高端換流器接入500kV交流電網(wǎng)、低端換流器接入特高壓1000kV交流電網(wǎng)的主接線方案，構(gòu)建了涵蓋分層接入主回路設(shè)計(jì)、無(wú)功分組設(shè)計(jì)、濾波器設(shè)計(jì)、絕緣配合、控制保護(hù)策略、暫穩(wěn)性能設(shè)計(jì)、主設(shè)備性能參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)等整體技術(shù)方案;(2)研發(fā)了分層接入不同電網(wǎng)的直流系統(tǒng)控制策略、無(wú)功控制策略、高低端串聯(lián)閥組電壓平衡控制策略，提出各功能的原理及實(shí)現(xiàn)方法;提出分層接入直流系統(tǒng)的保護(hù)分區(qū)和功能配置，以及降低不同交流系統(tǒng)之間的故障耦合、減小故障范圍的策略;(3)提出了以控制直流側(cè)諧波電壓為目的的簡(jiǎn)化直流濾波器設(shè)計(jì)方法，解決了設(shè)備絕緣約束大、直流諧振風(fēng)險(xiǎn)高的難題，顯著降低了直流濾波器造價(jià)及占地面積，提升了直流工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平;(4)攻克了直流高低端閥組分別控制、分層接入不同交流電網(wǎng)以及簡(jiǎn)化直流濾波器設(shè)計(jì)等多因素限制下的直流系統(tǒng)過(guò)電壓與絕緣配合關(guān)鍵技術(shù)，將高端換流器和極線設(shè)備絕緣水平控制在傳統(tǒng)的1600kV，與傳統(tǒng)線性外推方法相比降低了5%，實(shí)現(xiàn)了可靠性和經(jīng)濟(jì)性的有機(jī)統(tǒng)一。(5)提出采用智能劃分節(jié)點(diǎn)分區(qū)的靜態(tài)等值方法和計(jì)及層間諧波交互影響的交流系統(tǒng)等效諧波阻抗計(jì)算方法，并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的分析計(jì)算軟件;提出基于波參數(shù)的直流線路諧波阻抗解析計(jì)算方法，總結(jié)分層接入特高壓直流輸電系統(tǒng)直流諧振的特征及規(guī)律。
本項(xiàng)目研究成果經(jīng)中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)鑒定，認(rèn)為項(xiàng)目取得了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，具有廣泛推廣應(yīng)用前景，整體技術(shù)居國(guó)際領(lǐng)先水平。相關(guān)研究成果直接應(yīng)用于錫盟-泰州、扎魯特-青州、上海廟-臨沂等10GW工程成套設(shè)計(jì)、設(shè)備制造和工程建設(shè)，為每工程節(jié)約成套設(shè)計(jì)費(fèi)用約1億元，節(jié)約設(shè)備費(fèi)用約13億元，通過(guò)在成套環(huán)節(jié)推進(jìn)國(guó)產(chǎn)設(shè)備代替進(jìn)口設(shè)備為每工程節(jié)約費(fèi)用約11億元。
本項(xiàng)目成果解決了輸送容量提升和直流分層接入帶來(lái)一系列重大難題，確保大容量分層接入特高壓直流技術(shù)方案的順利實(shí)施，相關(guān)研究成果直接應(yīng)用于錫盟-泰州等大容量分層接入特高壓直流工程成套設(shè)計(jì)、設(shè)備規(guī)范編制和工程建設(shè)、調(diào)試，并推動(dòng)相關(guān)設(shè)備廠家在本領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。本項(xiàng)目成果項(xiàng)目研究成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)大容量特高壓直流接入特高壓交流技術(shù)的空白，進(jìn)一步提升了我國(guó)在直流輸電設(shè)計(jì)領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)全面支撐“三型兩網(wǎng)”建設(shè)，提高我國(guó)在大范圍內(nèi)高效優(yōu)化能源資源配置的能力具有重要意義。
二、主要做法
根據(jù)國(guó)家對(duì)大規(guī)模、遠(yuǎn)距離輸電的持續(xù)發(fā)展需要，進(jìn)一步提升特高壓直流輸電能力，可更好發(fā)揮其固有的大容量、遠(yuǎn)距離輸電優(yōu)勢(shì)，對(duì)提高輸電效率和效益、節(jié)約輸電走廊、保證能源安全、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步具有重大意義。為發(fā)揮特高壓直流輸電的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，國(guó)家電網(wǎng)公司將錫盟-泰州、扎魯特-青州、上海廟-臨沂等±800kV特高壓直流輸電工程的輸送容量由8GW提升到10GW。然而，隨著特高壓直流輸送容量的增加，故障對(duì)電網(wǎng)的沖擊越來(lái)越大，受端交流系統(tǒng)電壓支撐、潮流分配轉(zhuǎn)移以及直流系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行控制、運(yùn)行可靠性等方面存在一系列問(wèn)題，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了很大的影響。
為了綜合解決這些難題，我國(guó)開(kāi)創(chuàng)了特高壓直流分層接入交流電網(wǎng)的創(chuàng)新性接入方式，將特高壓直流受端的高、低端換流變分別直接接入兩個(gè)不同電壓等級(jí)交流電網(wǎng)。高、低端換流變通過(guò)不同電壓等級(jí)的交流系統(tǒng)形成環(huán)網(wǎng)，受端交流系統(tǒng)之間聯(lián)系較強(qiáng)，相互影響作用更加明顯和復(fù)雜。此外，特高壓直流分層接入方式具有獨(dú)特的運(yùn)行控制方式，可在不同運(yùn)行方式下實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)潮流在不同電壓等級(jí)交流系統(tǒng)完成按需分配轉(zhuǎn)移。
從特高壓直流的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上看，分層接入方案相當(dāng)于位于同一個(gè)換流站內(nèi)的多端直流系統(tǒng)，其主接線設(shè)計(jì)及主回路參數(shù)計(jì)算、運(yùn)行控制保護(hù)策略、過(guò)電壓與絕緣配合、直流諧振、交流系統(tǒng)諧波阻抗分析、主設(shè)備參數(shù)選擇等與常規(guī)的特高壓直流工程相比有較大的差異，并帶來(lái)一系列重大難題，有必要對(duì)此開(kāi)展詳細(xì)的研究。
本項(xiàng)目圍繞大容量分層接入特高壓直流系統(tǒng)整體技術(shù)方案、控制保護(hù)設(shè)計(jì)方案、簡(jiǎn)化直流濾波器、絕緣配合、直流分層接入后系統(tǒng)直流諧振、交流側(cè)系統(tǒng)靜態(tài)等值及考慮層間影響的交流系統(tǒng)諧波阻抗計(jì)算等方面開(kāi)展創(chuàng)新性研究。本項(xiàng)目研究成果不僅能夠?yàn)槲覈?guó)特高壓電網(wǎng)的建設(shè)提供強(qiáng)有力的支撐，也將推動(dòng)國(guó)內(nèi)電力裝備的自主創(chuàng)新和研發(fā)制造水平的大幅提升，提高在國(guó)際電工裝備市場(chǎng)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，具有重大的政治和經(jīng)濟(jì)意義。
三、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)1：提出了10GW大容量特高壓直流高端換流器接入500kV交流電網(wǎng)、低端換流器接入特高壓1000kV交流電網(wǎng)的主接線方案，構(gòu)建了涵蓋分層接入主回路設(shè)計(jì)、無(wú)功分組設(shè)計(jì)、濾波器設(shè)計(jì)、絕緣配合、控制保護(hù)策略、暫穩(wěn)性能設(shè)計(jì)、直流動(dòng)態(tài)響應(yīng)、主設(shè)備性能參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)等整體技術(shù)方案。
±800kV特高壓直流輸電工程輸送容量由傳統(tǒng)的8GW提升到10GW，并首次采用換流站交流側(cè)分層接入兩個(gè)交流系統(tǒng)的方案，網(wǎng)側(cè)接入最高電壓等級(jí)也由750kV提升到1000kV。
主要?jiǎng)?chuàng)新成果：
?、偈状翁岢隽颂馗邏褐绷鞣謱咏尤?00kV/1000kV交流電網(wǎng)的主接線設(shè)計(jì)方案(如圖1所示)，解決了超大直流輸送容量對(duì)單一電網(wǎng)帶來(lái)的沖擊問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了10GW大容量系統(tǒng)功率的安全穩(wěn)定傳輸。同時(shí)，雙12脈動(dòng)高端換流器接入500kV交流電網(wǎng)，低端換流器接入1000kV特高壓交流電網(wǎng)，避免了高端換流變網(wǎng)、閥側(cè)同時(shí)接入特高壓電網(wǎng)引發(fā)的復(fù)雜設(shè)計(jì)難題，降低了研發(fā)難度和設(shè)備制造費(fèi)用。
?、卺槍?duì)高低端閥組接入不同交流電網(wǎng)給傳統(tǒng)直流帶來(lái)的系統(tǒng)計(jì)算機(jī)理顛覆問(wèn)題，創(chuàng)新性提出閥組接入不同電壓幅值、不同電壓相角、不同頻率偏差、兼容高低端換流變壓器不同短路阻抗、不同分接頭級(jí)差的新型主回路設(shè)計(jì)、無(wú)功分組設(shè)計(jì)、控制保護(hù)、絕緣配合方法;首次針對(duì)網(wǎng)側(cè)交流電壓等級(jí)為1000kV的特高壓直流換流站進(jìn)行了完整建模仿真，研發(fā)確定了斷路器最嚴(yán)重的恢復(fù)電壓特性，優(yōu)化提出了交流濾波器小組斷路器上的2900kV的恢復(fù)電壓水平，最大限度的降低了設(shè)備的制造難度，解決了1000kV交流系統(tǒng)濾波器的在線開(kāi)斷問(wèn)題;建立了接入含大規(guī)模風(fēng)/火/水電機(jī)組交流電網(wǎng)的10GW直流系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)模型，全面仿真驗(yàn)證了大容量直流系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜交流電網(wǎng)的適應(yīng)性。
?、凼状翁岢隽藫Q流閥、換流變、平波電抗器、穿墻套管、斷路器、直流測(cè)量裝置等全套主設(shè)備技術(shù)規(guī)范，優(yōu)化確定了設(shè)備的技術(shù)參數(shù)、性能要求、結(jié)構(gòu)要求、試驗(yàn)要求等，大力推進(jìn)了大容量國(guó)產(chǎn)化設(shè)備的研發(fā)、制造和工程應(yīng)用。完成設(shè)備技術(shù)規(guī)范32本，形成國(guó)網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)。
依托錫盟-泰州工程，全面攻克了涵蓋主回路設(shè)計(jì)、無(wú)功分組設(shè)計(jì)、濾波器設(shè)計(jì)、絕緣配合、控制保護(hù)策略、暫穩(wěn)性能設(shè)計(jì)、直流系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)、主設(shè)備性能參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)等10GW大容量特高壓直流分層成套設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)。
主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)2：研發(fā)了分層接入不同電網(wǎng)的直流系統(tǒng)控制策略、無(wú)功控制策略、高低端串聯(lián)閥組電壓平衡控制策略，提出各功能的原理及實(shí)現(xiàn)方法;提出分層接入直流系統(tǒng)的保護(hù)分區(qū)和功能配置，以及降低不同交流系統(tǒng)之間的故障耦合、減小故障范圍的策略。
本項(xiàng)目結(jié)合高低端閥組分層接入不同交流系統(tǒng)的特點(diǎn)，創(chuàng)新性地提出了分層接入不同電網(wǎng)的直流系統(tǒng)控制策略和保護(hù)策略。
主要?jiǎng)?chuàng)新成果：
?、偬岢隽诉m應(yīng)分層接入方式的控制保護(hù)系統(tǒng)整體方案、系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)和功能配置。形成國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。
?、谔岢隽诉m用于正、反送運(yùn)行的直流系統(tǒng)控制策略，包括受端分層接入的基本控制策略、高低端串聯(lián)閥組電壓平衡控制策略、無(wú)功控制策略，實(shí)現(xiàn)了分層接入直流系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行控制功能。
?、厶岢隽朔謱咏尤胫绷飨到y(tǒng)的保護(hù)配置和受端分層側(cè)抵御換相失敗的方法，以降低不同交流系統(tǒng)或不同換流器之間的故障耦合，防止故障范圍擴(kuò)大。
?、芴岢龌谥绷麟妷和蛔兞康膿Q相失敗快速預(yù)測(cè)方法，響應(yīng)速度提升到1ms，有效解決一極故障時(shí)由于線路耦合引起對(duì)極換相失敗的問(wèn)題，如圖2所示;提出了測(cè)量值與計(jì)算值智能切換的控制保護(hù)邏輯，避免了中點(diǎn)分壓器故障導(dǎo)致的閥組閉鎖，提高了直流系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性;提出了多斷口串并聯(lián)型的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)及多目標(biāo)決策的控制保護(hù)策略，解決了傳統(tǒng)直流轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)通流能力不足的問(wèn)題，保障了大電流轉(zhuǎn)換的可靠性和安全性。
主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)3：提出了以控制直流側(cè)諧波電壓為目的的簡(jiǎn)化直流濾波器設(shè)計(jì)方法，解決了設(shè)備絕緣約束大、直流諧振風(fēng)險(xiǎn)高的難題，顯著降低了直流濾波器造價(jià)及占地面積，提升了直流工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平。
隨著直流輸送容量的大幅提升，直流濾波器的研制難度加大，體積和造價(jià)也都大幅增加，因而傳統(tǒng)直流濾波器設(shè)計(jì)成為了限制大容量直流工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平的關(guān)鍵因素。
主要?jiǎng)?chuàng)新成果：
?、偻ㄟ^(guò)協(xié)同考慮直流設(shè)備絕緣水平和直流系統(tǒng)諧振風(fēng)險(xiǎn)對(duì)直流濾波器設(shè)計(jì)的高度依賴(lài)性，創(chuàng)新性提出了以控制直流側(cè)諧波電壓為目的的簡(jiǎn)化直流濾波器設(shè)計(jì)方法和簡(jiǎn)化濾波器的基本形式，確定了直流濾波器必須保留的諧振支路。直流系統(tǒng)存在2次諧振風(fēng)險(xiǎn)，12次特征諧波電壓幅值較高，對(duì)直流線路出口運(yùn)行電壓峰值影響較大，因此簡(jiǎn)化直流濾波器需設(shè)置2次和12次支路。
②提出世界首個(gè)±800kV直流工程簡(jiǎn)化直流濾波器技術(shù)方案，比選確定了主電容取值、并聯(lián)諧振頻率、濾波器電阻取值、濾波器電阻接線形式。簡(jiǎn)化直流濾波器可有效限制諧波電壓，直流線路出口運(yùn)行電壓峰值控制在850kV以下;同時(shí)顯著降低了直流濾波器主電容值，高壓電容器塔由常規(guī)的三塔布置“瘦身”為單塔結(jié)構(gòu)(如圖3所示)，大幅降低設(shè)備研制難度、占地面積和濾波器投資費(fèi)用。形成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。
主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)4：攻克了直流高低端閥組分別控制、分層接入不同交流電網(wǎng)以及簡(jiǎn)化直流濾波器設(shè)計(jì)等多因素限制下的直流系統(tǒng)過(guò)電壓與絕緣配合關(guān)鍵技術(shù)，將高端換流器和極線設(shè)備絕緣水平控制在傳統(tǒng)的1600kV，與傳統(tǒng)線性外推方法相比降低了5%，實(shí)現(xiàn)了可靠性和經(jīng)濟(jì)性的有機(jī)統(tǒng)一。
項(xiàng)目依托工程首次在±800kV特高壓直流工程中采用高低端閥組分別控制、接入兩個(gè)不同交流系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并采用簡(jiǎn)化直流濾波器設(shè)計(jì)方案，引發(fā)直流系統(tǒng)的諧波電壓水平顯著增大，進(jìn)一步造成直流系統(tǒng)各點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電壓大幅升高，對(duì)傳統(tǒng)絕緣配合方案下設(shè)備的絕緣性能帶來(lái)極大風(fēng)險(xiǎn)。
主要?jiǎng)?chuàng)新成果：
?、偈状谓o出了直流分層接入和簡(jiǎn)化直流濾波器設(shè)計(jì)下的各電氣節(jié)點(diǎn)持續(xù)運(yùn)行電壓特征，確定了系統(tǒng)設(shè)備和避雷器設(shè)備的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電壓。在傳統(tǒng)特高壓直流系統(tǒng)中，由于平波電抗器采用極線和中性線均置方案，400kV中點(diǎn)電壓為純直流電壓;極線出口電壓因直流濾波器的諧波濾除作用，呈現(xiàn)800kV直流疊加極小的紋波電壓，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電壓峰值不超過(guò)812kV(考慮測(cè)量偏差)。采用直流高低端閥組接入不同交流系統(tǒng)(兩交流系統(tǒng)幅值、相角、頻率可能完全不同)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時(shí)直流濾波器采用簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方案，造成400kV中點(diǎn)電壓達(dá)430kV，極線出口電壓達(dá)850kV。
?、趧?chuàng)新性提出直流高低端閥組分別控制、分層接入不同交流電網(wǎng)以及簡(jiǎn)化直流濾波器設(shè)計(jì)換流站避雷器配置方案和關(guān)鍵參數(shù)。由于400kV中點(diǎn)電壓和極線出口電壓的提高，采用傳統(tǒng)的線性外推方法，高端設(shè)備的操作沖擊/雷電沖擊絕緣水平將達(dá)到1675kV/1870kV。
③通過(guò)定量分析高端設(shè)備持續(xù)運(yùn)行電壓提高對(duì)避雷器荷電率選取的影響、不同荷電率水平對(duì)避雷器老化特性的影響以及閥廳內(nèi)空氣間隙操作沖擊放點(diǎn)特性，借助關(guān)鍵故障情況下直流系統(tǒng)精準(zhǔn)的電壓控制措施，提出了新型避雷器配置方案和關(guān)鍵參數(shù)。成功將高端換流器和極線出口處設(shè)備的操作/雷電絕緣水平控制到1600kV/1800kV，與傳統(tǒng)根據(jù)運(yùn)行電壓峰值線性外推相比分別降低了5%和4%，從而避免了±800kV高端設(shè)備和極線設(shè)備的重新研制以及閥廳設(shè)計(jì)尺寸的增加，極大的提升了工程可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)5：提出采用智能劃分節(jié)點(diǎn)分區(qū)的靜態(tài)等值方法和計(jì)及層間諧波交互影響的交流系統(tǒng)等效諧波阻抗計(jì)算方法，解決了直流分層接入交流系統(tǒng)的諧波阻抗掃描的難題，并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的分析計(jì)算軟件，為工程設(shè)計(jì)提供了有效的分析工具;提出基于波參數(shù)的直流線路諧波阻抗解析計(jì)算方法，得到交流系統(tǒng)、直流線路、設(shè)備參數(shù)等因素對(duì)直流系統(tǒng)諧振的影響，總結(jié)分層接入特高壓直流輸電系統(tǒng)直流諧振的特征及規(guī)律。
主要?jiǎng)?chuàng)新成果：
①提出了交、直流混聯(lián)系統(tǒng)以及直流分層接入系統(tǒng)靜態(tài)等值方法，通過(guò)工程算例驗(yàn)證了等值方法的準(zhǔn)確性。采用基于廣度優(yōu)先搜索算法的節(jié)點(diǎn)分區(qū)方法，簡(jiǎn)化等值過(guò)程;采用平衡節(jié)點(diǎn)分群方法，提高系統(tǒng)潮流收斂性，如圖6。
?、趶睦碚撋贤茖?dǎo)并定義了諧波交互影響因子，提出了層間諧波相互影響的評(píng)價(jià)方法，解決了分層接入系統(tǒng)交流濾波器設(shè)計(jì)的難題。
?、坶_(kāi)發(fā)了電力系統(tǒng)等值阻抗掃描軟件，不受系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量限制，采用改進(jìn)節(jié)點(diǎn)法、稀疏矩陣技術(shù)與節(jié)點(diǎn)優(yōu)化編號(hào)方法，提高求解速度和數(shù)據(jù)檢索效率，滿(mǎn)足了工程設(shè)計(jì)需要。
④提出基于線路分布參數(shù)以及波參數(shù)的直流線路諧波阻抗解析計(jì)算方法，并建立長(zhǎng)線路鏈?zhǔn)?pi;模型，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算推導(dǎo)出線路的諧振頻率與諧振阻抗的幅值與相角，在低頻段范圍內(nèi)能夠準(zhǔn)確地仿真輸電線路的諧波阻抗特性。
?、菀霌Q流變、平抗、中性點(diǎn)電容等直流側(cè)設(shè)備并考慮交流系統(tǒng)短路阻抗、交流濾波器阻抗，得到交流系統(tǒng)、直流線路、設(shè)備參數(shù)等因素對(duì)直流系統(tǒng)諧振的影響，總結(jié)了大容量特高壓直流輸電系統(tǒng)諧振的特征及規(guī)律，當(dāng)線路長(zhǎng)度接近敏感長(zhǎng)度(1500km以上)時(shí)容易在50Hz和100Hz附近引發(fā)低頻諧振。
⑥基于上述諧波阻抗解析計(jì)算方法，開(kāi)發(fā)直流阻抗掃描軟件，采用圖形化界面搭建直流回路模型，分析直流回路的諧振及阻抗特性，為選擇合理的抑制諧波設(shè)備提供依據(jù)。
四、應(yīng)用成效
錫盟-泰州、扎魯特-青州、上海廟-臨沂特工程額定直流電壓±800kV，額定功率10GW，建成后成為首批大容量特高壓直流接入特高壓交流工程，且直流工程容量為世界之最。根據(jù)本項(xiàng)目研究成果，形成了服務(wù)于錫盟-泰州、扎魯特-青州、上海廟-臨沂直流輸電工程的系統(tǒng)研究、成套設(shè)計(jì)、仿真試驗(yàn)、測(cè)試驗(yàn)證的主設(shè)備采購(gòu)規(guī)范。以項(xiàng)目為依托，國(guó)網(wǎng)經(jīng)研院形成了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的直流工程成套設(shè)計(jì)軟硬件平臺(tái)，對(duì)公司占領(lǐng)更高電壓等級(jí)、更大容量直流設(shè)計(jì)的制高點(diǎn)，進(jìn)一步提高在直流設(shè)計(jì)領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力，全面支撐公司一流電網(wǎng)建設(shè)具有重要意義。研究成果成功指導(dǎo)錫盟-泰州、扎魯特-青州、上海廟-臨沂10GW大容量特高壓直流工程換流變壓器、換流閥、穿墻套管、平波電抗器、小組斷路器、控制保護(hù)裝置等主設(shè)備研制，目前，所有設(shè)備均已通過(guò)全套試驗(yàn)驗(yàn)證并投入工程應(yīng)用。
通過(guò)應(yīng)用本項(xiàng)目成果，可為每工程節(jié)約成套設(shè)計(jì)費(fèi)用約1億元;通過(guò)優(yōu)化成套設(shè)計(jì)方案，大幅降低高端設(shè)備絕緣水平，可為每工程節(jié)約設(shè)備費(fèi)用約13億元;成功推動(dòng)國(guó)內(nèi)廠家開(kāi)展主設(shè)備研發(fā)代替進(jìn)口設(shè)備可為每工程節(jié)約約11億元。錫盟-泰州、扎魯特-青州、上海廟-臨沂工程均在2016年完成成套設(shè)計(jì)(共3×1億元)和設(shè)備研發(fā)，在2017年完成全部設(shè)備制造(共3×13+3×11億元)工作。
本項(xiàng)目研究成果已成功應(yīng)用于錫盟-泰州、扎魯特-青州、上海廟-臨沂工程。每年運(yùn)行小時(shí)按6000小時(shí)計(jì)算，每工程的輸送電量為60000GWh/年，若目前每度電的電價(jià)按0.4元、過(guò)網(wǎng)電價(jià)按照0.1元計(jì)算，3個(gè)工程每年可為國(guó)網(wǎng)公司增加的經(jīng)濟(jì)收入為720億元，利潤(rùn)為180億元，稅金按照利潤(rùn)的10%考慮，可新增稅收18億元。
五、可推廣性
本項(xiàng)目的研究成果整體應(yīng)用于錫盟-泰州、扎魯特-青州、上海廟-臨沂等±800kV分層接入特高壓直流輸電工程的系統(tǒng)研究、成套設(shè)計(jì)、仿真試驗(yàn)、測(cè)試驗(yàn)證以及設(shè)備采購(gòu)規(guī)范的編制，確保了工程的順利建設(shè)和投運(yùn)。
研究成果還成功應(yīng)用于后續(xù)陜北-湖北、雅中-江西、青海-河南等特高壓直流工程的成套設(shè)計(jì)和設(shè)備規(guī)范的編制，推廣應(yīng)用前景十分廣闊。
評(píng)論