如何提高特高壓直流的可靠性?
所有提高常規(guī)直流輸電可靠性的措施對于提高特高壓直流輸電的可靠 性依然有效,并且要進(jìn)一步予以加強(qiáng)。主要包括:降低元部件故障率;采 取合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),如模塊化、開放式等;廣泛采用冗余的概念,如控制 保護(hù)系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)的并行冗余和晶閘管的串行冗余等;加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān) 視和設(shè)備自檢功能等。
針對常規(guī)直流工程中存在的問題,如曾經(jīng)導(dǎo)致直流系統(tǒng)極或者雙極停 運(yùn)的站用電系統(tǒng)、換流變本體保護(hù)繼電器、直流保護(hù)系統(tǒng)單元件故障等薄 弱環(huán)節(jié),在特高壓直流輸電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)中將采取措施進(jìn)行改進(jìn)。此 外,還將加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)人員的培訓(xùn),適當(dāng)增加易損件的備用。
提高特高壓直流輸電工程可靠性,還可以在設(shè)計(jì)原則上確保每一個(gè)極 之間以及每極的各個(gè)換流器之間最大程度相互獨(dú)立,避免相互之間的故障 傳遞。其獨(dú)立性除了主回路之外,還需要考慮:閥廳布置、供電系統(tǒng)、供 水系統(tǒng)、電纜溝、控制保護(hù)系統(tǒng)等。
特高壓直流輸電可靠性指標(biāo)如何?
在我國計(jì)劃建設(shè)的西南水電外送特高壓直流輸電工程電壓為±800 千 伏,其主接線方式和我國已有的直流工程不同,每極采用兩個(gè) 12 脈動換 流器串聯(lián)。如果出現(xiàn)一個(gè) 12 脈動換流器故障,健全的換流器仍然可以和 同一個(gè)極對端換流站的任意一個(gè)換流器共同運(yùn)行,因此單極停運(yùn)的概率將 顯著降低,考慮到第一個(gè)特高壓直流工程缺乏經(jīng)驗(yàn),可行性研究報(bào)告中初 步提出了與三峽-上海直流工程相同的可靠性指標(biāo)。技術(shù)成熟后,預(yù)計(jì)停 運(yùn)次數(shù)可以降低到 2 次/(每極·年)以下。雙極停運(yùn)的概率也將大幅下 降,可以控制在 0.05 次/年。另外由于系統(tǒng)研究水平、設(shè)備制造技術(shù)、建設(shè)和運(yùn)行水平的提高,由于直流工程數(shù)量的增加和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的積累,換流 器平均故障率預(yù)計(jì)可以控制在 2 次/(每換流器·年)。總體來說,特高 壓直流工程將會比常規(guī)直流更加可靠。
直流輸電系統(tǒng)的可靠性有哪些具體的指標(biāo)?
直流輸電系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)總計(jì)超過 10 項(xiàng),這里只介紹停運(yùn)次數(shù)、 降額等效停運(yùn)小時(shí)、能量可用率、能量利用率四項(xiàng)主要可靠性指標(biāo)。 停運(yùn)次數(shù):包括由于系統(tǒng)或設(shè)備故障引起的強(qiáng)迫停運(yùn)次數(shù)。對于常用的 雙極直流輸電系統(tǒng),可分為單極停運(yùn),以及由于同一原因引起的兩個(gè)極同 時(shí)停運(yùn)的雙極停運(yùn)。對于每個(gè)極有多個(gè)獨(dú)立換流器的直流輸電系統(tǒng),停運(yùn) 次數(shù)還可以統(tǒng)計(jì)到換流器停運(yùn)。不同的停運(yùn)代表對系統(tǒng)不同水平的擾動。
降額等效停運(yùn)小時(shí):直流輸電系統(tǒng)由于全部或者部分停運(yùn)或某些功能 受損,使得輸送能力低于額定功率稱為降額運(yùn)行。
降額等效停運(yùn)小時(shí)是: 將降額運(yùn)行持續(xù)時(shí)間乘以一個(gè)系數(shù),該系數(shù)為降額運(yùn)行輸送損失的容量與 系統(tǒng)最大連續(xù)可輸送電容量之比。
能量可用率:衡量由于換流站設(shè)備和輸電線路(含電纜)強(qiáng)迫和計(jì)劃 停運(yùn)造成能量傳輸量限制的程度,數(shù)學(xué)上定義為統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)直流輸電系統(tǒng) 各種狀態(tài)下可傳輸容量乘以對應(yīng)持續(xù)時(shí)間的總和與最大允許連續(xù)傳輸容量 乘以統(tǒng)計(jì)時(shí)間的百分比。
能量利用率:指統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)直流輸電系統(tǒng)所輸送的能量與額定輸送容 量乘以統(tǒng)計(jì)時(shí)間之比。
為什么要對直流輸電系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)進(jìn)行定期統(tǒng)計(jì)和評價(jià)?
直流輸電系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的自成體系的工程系統(tǒng),多數(shù)情況下承擔(dān)大 容量、遠(yuǎn)距離輸電和聯(lián)網(wǎng)任務(wù)。因此,需要設(shè)定一些直流輸電系統(tǒng)可靠性 指標(biāo),用于衡量直流輸電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)要求和功能的可靠程度,評價(jià)直 流輸電系統(tǒng)運(yùn)行性能。直流系統(tǒng)可靠性直接反映直流系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè) 備制造、工程建設(shè)以及運(yùn)行等各個(gè)環(huán)節(jié)的水平。通過直流系統(tǒng)可靠性分 析,可以提出改善工程可靠性的具體措施,對新建工程提出合理的指標(biāo)要 求。國際大電網(wǎng)會議專門成立一個(gè)直流輸電系統(tǒng)可靠性工作組,每兩年對 全世界所有直流輸電工程進(jìn)行一次可靠性的綜合統(tǒng)計(jì)和評價(jià)。
如何確定特高壓直流輸電線路的走廊寬度和線路鄰近民房時(shí)的房屋拆遷范圍?
特高壓直流輸電線路的走廊寬度主要依據(jù)兩個(gè)因素確定:1. 導(dǎo)線最 大風(fēng)偏時(shí)保證電氣間隙的要求;2.滿足電磁環(huán)境指標(biāo)(包括電場強(qiáng)度、離 子流密度、無線電干擾和可聽噪聲)限值的要求。根據(jù)線路架設(shè)的特點(diǎn),在檔距中央影響最為嚴(yán)重。研究表明,對于特高壓直流工程,線路鄰近民 房時(shí),通過采取拆遷措施,保證工程建成后的電氣間隙和環(huán)境影響滿足國 家規(guī)定的要求。通常工程建設(shè)初期進(jìn)行可行性研究時(shí)就要計(jì)算電場強(qiáng)度、 離子流密度、無線電干擾和可聽噪聲的指標(biāo),只有這些指標(biāo)滿足國家相關(guān) 規(guī)定時(shí),工程才具備核準(zhǔn)條件。
如何進(jìn)行特高壓直流輸電線路導(dǎo)線型式的選擇?
在特高壓直流輸電工程中,線路導(dǎo)線型式的選擇除了要滿足遠(yuǎn)距離安 全傳輸電能外,還必須滿足環(huán)境保護(hù)的要求。其中,線路電磁環(huán)境限值的 要求成為導(dǎo)線選擇的最主要因素。同時(shí),從經(jīng)濟(jì)上講,線路導(dǎo)線型式的選 擇還直接關(guān)系到工程建設(shè)投資及運(yùn)行成本。因此特高壓直流導(dǎo)線截面和分 裂型式的研究,除了要滿足經(jīng)濟(jì)電流密度和長期允許載流量的要求外,還 要在綜合考慮電磁環(huán)境限值以及建設(shè)投資、運(yùn)行損耗的情況下,通過對不 同結(jié)構(gòu)方式、不同海拔高度下導(dǎo)線表面場強(qiáng)和起暈電壓的計(jì)算研究,以及 對電場強(qiáng)度、離子流密度、