特高压交流和高压直流输电系统运行损耗及经济性分析
特高压交直流输电系统技术经济分析
特高压交直流输电系统技术经济分析摘要：随着我国电力事业的快速发展，我国特高压输电工程建设正处于稳步上升阶段。
特高压输电技术的广泛应用，很好地解决了当前输电技术存在的经济性较低以及无法实现或者实现难度较大的更远距离输电问题，进一步提高了输电系统供电的稳定性、安全性以及经济性。
对于当前特高压输电网而言，1000kV以及±800kV输电系统的技术经济性是重中之重。
基于此，研究特高压交直流输电系统技术经济性具有重要的现实意义。
关键词：特高压交直流水电系统；技术经济性引言：1000kV与±800kV输电系统的技术经济性是发展特高压输电网的重要基础。
从我国特高压交直流输电示范工程成功运行经验讨论1000kV与±800kV输电的技术经济性对推进特高压输电网的规划建设具有重要现实意义。
1 1000kV和±800kV输电系统建设成本阐述1.1 1000kV输电系统的建设成本一般来说，都是使用单位输电建设成本来表示1000kV与±800kV输电系统的建设成本。
同时，参照示范工程投资决算实对其施估算。
以2009年投入运行的1000kV特高压交流试验示范工程为例来看，其最初建设成本为56.9亿元。
根据试验示范工程相关元器件成本以及建设成本的实际情况，使用工程成本计算方法对其建设成本进行估算，拟使用1000kV、4410MW、1500km特高压输电系统，其单位输电建设成本预期估算成本为1900元/km•MW。
若将500kV输电系统建设成本按照2500元/km•MW的价格来看，那么此1000kV特高压输电系统的单位建设成本则近似为500kV输电系统的8成左右。
1.2 ±800kV输电系统的建设成本对于±800kV直流输电系统而言，首先需要把各发电单元机组通过电站500kV母线汇集在一起，接着借助500kV输电线路连通到直流输电的整流站中，从而把三相交流电更换成直流电，再使用两条正负极输电线路将其配送到逆变站中，再把直流电转变为三相交流电，最后输送到有电压作为保障的500kV枢纽变电站中。
浅谈对我国特高压交直流输电技术分析与研究
浅谈对我国特高压交直流输电技术分析与研究摘要：从世界范围看，特高压输电技术将长期发展。
根据中国电网的发展趋势，特高压电网将由１０００ｋＶ级交流输电系统和±８００ｋＶ级直流系统组成。
根据特高压交流和直流２种输电方式不同的技术经济特性，比较分析了两者的适用场合，并对特高压输电线路的防雷保护、可靠性、稳定性、电磁环境、绝缘子选型和交直流配合等技术问题，分别展开比较。
关键词：特高压交流；特高压直流；防雷；可靠性；稳定性；电磁环境；绝缘子；交直流配合一、特高压输电特高压是世界上最先进的输电技术。
交流输电电压一般分为高压、超高压和特高压。
国际上，高压(HV)通常指35-220kV电压。
超高压(EHV)通常指330kV及以上、1000kV以下的电压。
特高压(UHV)定义为1000kV及以上电压。
而对于直流输电而言，高压直流(HVDC)通常指的是±600kV及以下的直流输电电压，±800kV（±750kV）以上的电压称为特高压直流(UHVDC)。
二、我国特高压直流输电技术1、特高压直流输电现状：20 世纪 80 年代前苏联曾动工建设哈萨克斯坦—中俄罗斯的长距离直流输电工程，输送距离为2400km，电压等级为±750kV，输电容量为 6GW；巴西和巴拉圭两国共同开发的伊泰普工程采用了±600kV 直流和 765kV 交流的超高压输电技术，第一期工程已于 1984 年完成，1990 年竣工，运行正常； 1988到1994 年为了开发亚马逊河的水力资源，巴西电力研究中心和 ABB 组织了包括±800kV 特高压直流输电的研发工作，后因工程停止而终止了研究工作。
2、特高压直流输电技术的特点及适用范围：特高压直流输电工程由于输送容量大，电压等级进入特高压范畴，换流站和线路工程在电磁环境影响、绝缘配合、外绝缘特性、无功补偿配置、换流阀组、直流场接线以及总平面布置等方面均有其自身特点，技术难度大，也是可行性研究阶段的主要技术内容，需要结合工程的自然地理环境和两端电网情况进行深入的研究和论证，初步确定其主要技术原则和方案。
对特高压交直流输电系统技术经济分析
对特高压交直流输电系统技术经济分析发布时间：2022-07-28T01:46:00.749Z 来源：《当代电力文化》2022年6期作者：易超根[导读] 随着电子科技的不断发展壮大，各地区对用电量的需求正在快速增加，易超根******************摘要：随着电子科技的不断发展壮大，各地区对用电量的需求正在快速增加，同时对我国现有的输电系统也提出了更高的要求，但是目前我国的输电系统的损耗比较严重，造成了很多能源的浪费，因此提高输电系统的经济性与安全性是目前迫切的需求。
本文将结合特高压交直流输电系统的特点及优势，对特高压交直流输电系统技术经济方面进行对比分析，以期能够为提高我国的特高压交直流输电水平提供帮助。
关键字：特高压交直流输电；输电系统；技术；建设成本引言虽然我国地大物博，但是资源的分配却并不平均，而且人口集中在中东部地区，西北部的人口很少，因此不管的资源的来源还是用电的需求量来说各地区都存在差异，为了保证人口聚集地能够正常用电，导致我国必须进行超远距离大容量的电能传输。
目前在我国组建特高压交直流输电系统的时间不长，因此对于特高压交直流输电系统大家还比较陌生。
我国作为世界上的人口大国，对电能的需求自然比较大，因此建设特高压交直流输电系统是发展的必然趋势。
1 特高压交直流输电系统的特点特高压输电最早起步于国外的一些发达国家，美国等一些发达国家都对特高压输电有一定的研究，并取得了很好的效果，所以关于特高压技术一直都是世界较为关注的课题。
我国作为一个电力大国，也相当重视对特高压输电技术的研究与发展。
国家和地方政府加强了对特高压技术的研究，国家的政策和先进的技术促进了特高压技术产业的发展。
我国对特高压应用技术的研究始于20世纪80年代，在过去的几十年里，科研机构在特高压领域做了大量的工作和研究，现在，特高压工程、技术被广泛地应用于我们的现实生活中。
我国相继开展了更高一级的电压远距距离输电方式和电压等问题的研究。
特高压输电的线损影响因素分析
特高压输电的线损影响因素分析摘要：供电企业的主要任务是安全输送并合理地分配电能，力求最大限度地减少电能损失，而输电线路高损会严重损害企业的经济效益。
线损率是电力线路损耗电量与供电量的比值，其作为一项重要的技术经济指标，是供电企业管理工作的重要的考核标准。
特高压输电线路作为一项提升工作质量水平的重要技术，应当引起各工作的足够重视，加强对各项技术的研究分析来为特高压输电线路提供技术支持。
关键词：特高压输电；线损影响；因素；措施1特高压输电技术概述随着近几年我国各地区对输送电容量要求的不断提高，为了使我国电力资源得到合理开发和利用，对特高压输电技术的研究正不断深化，现已可以实现超远距离输电这一目标，解决了自然资源和能源分布不均的问题。
直流输电的工作原理是通过换流器将交流电先整流再逆变，输电过程中注重稳定性以及安全性，该技术的应用能够节约设备占地面积、减少输电损耗，满足我国各地区用电逐年递增的使用需求。
为推动能源革命，将其转变为绿色经济，我国电力专家开始广泛关注并对技术进行改进，要求在建项目不可破坏周边的生态环境，以此为基础分析未来发展趋势，总结特高压输电相关设备运行维护经验，确保我国的特高压输电技术不断创新完善。
在如今全世界电力系统大规模采用直流输电的情况下，特高压输电技术的应用优势较为明显，综合比较现有的高强度输电手段，该技术的经济效益更高、适用范围更广，能够在使用中灵活改变输电方式，电能输送会最终注入交流电网，不仅可以保证地理优势不明显地区资源的合理利用，且能够减少输电过程中的线路损耗，提高一次能源利用率。
2特高压输电的线损影响因素导致特高压输电线路出现线损问题的因素主要包括两个方面，分别是管理及材料，具体表现如下：①管理方面。
首先，部分工作人员未对工作质量控制的重要性形成正确认知，致使行业发展受到不良影响，因此相关单位在未来发展中必须及时革新自身观念，以此为特高压输电线路的质量提供保障。
当前部分企业的工作人员不具有良好的技术水平及综合素养，导致其无法有效保障特高压输电线路质量。
特高压交流输电技术发展现状
特高压交流输电技术发展现状1. 引言1.1 特高压交流输电技术发展现状概述特高压交流输电技术是一种高端技术，能够实现跨越长距离传输大量电力，是电力系统中的重要组成部分。
随着社会经济的发展和电力需求的增加，特高压交流输电技术在近年来得到了迅速发展。
特高压交流输电技术通过提高输电电压和线路容量，减少输电损耗和占地面积，提高了电网的稳定性和可靠性，为我国电力供应的安全性和稳定性提供了有力保障。
特高压交流输电技术在促进电力资源优化配置、提高电网运行效率、促进节能减排等方面也发挥着重要作用。
当前，特高压交流输电技术已经成为电力行业发展的重要方向，受到了广泛关注和重视。
未来，随着技术的不断创新和完善，特高压交流输电技术将会继续发展壮大，为国家电力事业的发展做出更大贡献。
2. 正文2.1 特高压交流输电技术的历史发展特高压交流输电技术是电力传输领域的重要技术之一，经过多年的发展和进步，已经取得了许多重要的成就。
特高压交流输电技术的历史可以追溯到上世纪初，最早出现在欧洲和美国。
最初，特高压交流输电技术主要用于解决长距离电力传输的问题，例如将发电厂产生的电能传输到远离城市的地区。
随着工业化和城市化的发展，特高压交流输电技术得到了进一步的推广和应用。
在特高压交流输电技术的发展过程中，出现了许多关键的技术突破和挑战。
随着传输距离的增加和输电线路的容量要求不断提高，研究人员不断寻求提高传输效率和减少能量损失的方法。
特高压交流输电技术还面临着环境保护和电网安全等方面的挑战，需要不断创新和改进技术。
特高压交流输电技术的发展历程充满了挑战和机遇。
通过不断的创新和努力，特高压交流输电技术已经取得了长足的进步，为电力传输领域的发展做出了重要贡献。
在未来，特高压交流输电技术将继续发展，为建设清洁、高效的电力系统提供技术支持。
2.2 特高压交流输电技术的主要应用领域1. 长距离输电：特高压交流输电技术能够实现长距离、大容量的电能输送，有效解决了远距离电力输送存在的能量损耗和输电效率低的问题。
特高压交流与特高压直流输电技术特点对比分析
特高压交流与特高压直流输电技术特点对比分析1 特高压交流输电的技术特点（1）特高压交流输电中间可以落点，具有电网功能，可以根据电源分布、负荷布点、输送电力、电力交换实际需要构成国家特高压骨干网架。
特高压交流电网明显的优点是：输电能力大（每提高一个电压等级，在满足短路电流不超标的前提下，电网输送功率的分区控制规模可以提高两倍以上，见表附-1）、覆盖范围广（可以覆盖全国范围）、网损小（铜耗与电压平方成反比；为了降低地面场强、减少电晕损耗，特高压交流线路一般采用八分裂导线，导线电流密度一般选择0.5~0.6A/2mm 左右）、节省架线走廊（如果都按照自然功率输送同等容量的电力1000万千瓦，采用500kV 交流输电，需要8~10回；采用1000kV 交流输电，仅需要2回，可以明显减少输电走廊，如果采用同塔双回，将进一步节省输电走廊，这对寸土寸金的长三角地区是很有意义的）。
特高压交流电网适合电力市场运营体制。
适应随着时间推移“西电东送、南北互补”电力流的变化。
附表-1短路电流控制水平及相应的系统分区控制规模（2）随着电网发展装机容量增加，等值转动惯量加大，电网同步功率系数逐步加强（设功角特性曲线的最大值为M P ，运行点功角为0δ,则同步功率系数为功角特性曲线上运行点功率的微分，0δCOS P P M S =，0δ越小，S P 越大，同步能力越强），交流同步电网的同步能力得到较充分利用。
同步电网结构越坚强，送受端电网的概念越模糊，如欧洲电网那样普遍密集型电网结构，功角稳定问题不突出，电压稳定问题上升为主要稳定问题。
法国联合电网1978年“12.19”大面积停电事故剖析：这次事故损失负荷29GW，约占当时全法国负荷75%，停电8.5小时，少送电1亿kWh。
造成这次大面积停电事故的主要原因是：低温造成系统负荷大量增加，系统无功备用容量不足，导致系统电压崩溃。
当时法国气温比往年同期低5～7℃，负荷水平比预计多1.2～1.3GW。
LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的通用建模方法和运行特性分析
LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的通用建模方法和运行特性分析一、本文概述随着可再生能源的快速发展和电网互联需求的增加，高压直流输电（HVDC）技术，特别是基于线换相换流器（LCC）和电压源换流器（VSC）的HVDC系统，已成为远距离大功率电力传输和电网互联的重要选择。
这两种输电系统在结构和控制策略上存在显著差异，给电网建模和运行特性分析带来了挑战。
本文旨在提出一种通用的建模方法，用于分析LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的运行特性，以期为电网规划、设计和运行提供理论支持。
本文首先介绍了LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的基本原理和关键技术，包括换流器的拓扑结构、控制策略以及相应的数学模型。
在此基础上，提出了一种通用的建模方法，该方法结合了两种输电系统的共同特点和差异，通过调整模型参数和控制策略，可实现对LCCHVDC 和VSCHVDC输电系统的统一建模。
本文利用所建立的通用模型，对LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的运行特性进行了详细分析。
这包括稳态运行特性、动态响应特性以及故障穿越能力等方面。
通过对比分析，揭示了两种输电系统在运行特性上的共性和差异，为电网规划和运行提供了有益参考。
本文总结了LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的通用建模方法和运行特性分析结果，并指出了未来研究的方向。
通过本文的研究，可以为电力系统工程师和研究人员提供一个全面、系统的视角，以深入了解和分析LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的运行特性，推动高压直流输电技术的发展和应用。
二、和输电系统概述输电系统是电力系统中至关重要的组成部分，它负责将电力从发电站高效、安全地传输到各个用电区域。
在现代电力系统中，随着电力需求的不断增长和可再生能源的广泛接入，传统的输电技术面临着越来越多的挑战。
为了满足这些挑战，LCCHVDC（低损耗串联补偿高压直流输电）和VSCHVDC（电压源型高压直流输电）技术应运而生，它们在提高输电效率、增强系统稳定性和优化电网结构方面发挥着重要作用。
特高压交直流输电的技术特点
特高压交直流输电的技术特点摘要：伴随输电技术的不断突破，当前我国呈现出特高压输电广泛应用的状况。
本文对特高压交、直流输电技术的特性进行细致阐释，对比特高压交、直流输电技术的经济性特点。
以此为基础，探讨特高压输电技术应用在多个场合的具体应用情况。
关键词：特高压交直流输电；技术特点；发展1 引言特高压电网通常是1100kV级交流和±800kV级直流输电电网。
特高压输电技术的突破和创新使我国大规律、远距离输电得到解决，并且呈现稳定性和低成本的特点。
特高压输电的经济性是其核心基础。
我国特高压输电技术处于持续性的探索和创新状态，我国特高压输电技术的工程实践能力也得到了显著提升，特高压交、直流两种输电方式在未来的具体应用才是工程技术人员亟待解决的问题。
本文深入分析特高压交、直流输电技术的根本特点，重点阐释其应用场合和带来的具体经济性优势。
2 特高压直流输电技术根本特性2.1电网结构并不复杂，调控操作简单特高压直流输电通常传输模式为大功率、点对点、远距离，没有中间落点，电力直接被输送至负荷中心。
在送、受端已经确定之后，采取直流输电方式能够成功形成交、直流电网并联输电的状态，也可以采取非同步联网输电，电网结构明朗，调控简单。
2.2可以更好的限制短路电流通常直流输电线路用来连接交流电网。
直流系统自身能够成功实现定电流控制，将系统中短路电流进行限制，避免系统短路容量在电网互联的情况下逐渐加大。
2.3系统稳定性、可靠性较为突出可控硅换流器的使用能够实现直流输电技术中对有功功率进行快速调整，改变电流方向。
此外，正常状态下直流系统可以提供稳定的输出，一旦出现事故，能够立即对故障系统开展支援。
所以，交、直流电网互联的情况下，如果交流电网线路短路，可以采取短暂增大直流输送功率的措施用于对电源端的发电机转子速度进行控制，使系统的可靠性得到提升。
2.4降低年电能损耗，线路成本不高交流架空线输电由三根导线组成，直流由两根导线组成，电阻损耗较小，线路感抗和容抗的无功损耗、交流工况下的集肤效应都没有，能够充分利用导线截面；直流输电方案如果采取大地作为回路或者海水作为回路，一根导线即可完成，降低了投资成本，在前期投资以及运行费用方面体现护经济性。
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特高压交流和高压直流输电系统运行损耗及经济性分析
发表时间：2018-04-12T10:36:46.213Z 来源：《电力设备》2017年第32期作者：常彦
[导读] 摘要：特高压交流和高压直流输电系统的运行损耗对于输电系统运行的经济性具有直接重要的影响，对于提高输电系统设备的运行效率和使用寿命，促进电力资源优化合理配置都有着积极的促进作用。
（国网山西省电力公司检修分公司山西省太原市 030031）
摘要：特高压交流和高压直流输电系统的运行损耗对于输电系统运行的经济性具有直接重要的影响，对于提高输电系统设备的运行效率和使用寿命，促进电力资源优化合理配置都有着积极的促进作用。
关键词：特高压交流；高压直流；输电系统；运行损耗分析；经济分析
在我国覆盖全国电网的整体输电系统中，输电系统运行损耗都是不可避免的重要问题，运行损耗的大小直接影响到输电系统的经济效益和经济性。
其中，关于特高压交流和高压直流输电系统，这一在整个电网中占有重要比重的输电系统的运行损耗和相关经济性分析研究具有十分重要的意义。
1特高压交流和高压直流输电系统及其经济性概述
中国是世界上国土面积第四大的国家，幅员辽阔，人口众多，地形复杂多样，并且由于地形地势气候等多方面的原因，中国的人口规模、经济发展状况以及资源能源需求量呈现西低东高的阶梯式分布。
与其相反的是，我国的能源资源分布却是西高东低，具体到与电力相关的资源能源来说，我国目前有超过百分之七十的水力资源在西南，有大约百分之七十五的煤炭资源储存西北，风电和太阳能等能够用于发电的可再生能源也主要分布在西部、北部。
因此，这种电力资源能源分布和电力资源需求的极不平衡性，决定着我国能源分配面对的巨大压力，以及通过多种方式优化电力资源配置的迫切性和重要性，其中，特高压交流和高压直流输电系统就是当前技术成熟，应用较为普及的两种主流输电方式，它们为我国电力资源的合理配置的大好局面，提供了重要的助力。
所以，不断地分析和研究特高压交流和高压直流输电系统，也是提高电力资源配置效率和质量的必然要求。
分析输电系统经济性的重要内容，就是分析输电系统的运行损耗。
对于本文的研究对象来说，特高压交流和直流输电系统经济性分析主要集中在前期建设投资、中期的输电网络运性维修、输电运行中不可避免的输电损耗和以及停电造成的损失费用四个方面。
2特高压交流和直流输电系统经济性分析
本文主要运用对比法分析特高压交流和直流系统的经济性，其中涉及二者经济性比较，主要从投资、运维、输电损耗和停电损失费用四个方面来进行比较，最后再进行综合汇总。
在对比分析法中，我们需要设定一个恒量，为了便于比较和计算，设置特高压交流和高压直流两种输电系统中，输电距离相同，在500-2000千米范围内，分为500千米、1000千米、1500千米和2000千米四个固定值。
然后在此基础上，根据输电能力的大小、额定输送量和负载率对两种输电系统的影响大小。
采用的研究对象中，两种输电系统的具体参数分别为：特高压交流输电系统2个1000千伏变电站和多个中间开关站以及1回输电线路组成，线路规格为8×500平方毫米，并且每400千米一个间距设置一个开关站。
高压直流输电系统无变电站及中间开关，但需架设1台换流站，同时采用的是6×900平方毫米的线路。
2.1投资费用分析
特高压交流输电系统中，需要建设变电站，变电站的建设费用为430元/千伏，8×500平方毫米规格的线路为425万元/千米。
所以，变电站的建设费用为86亿元，线路的费用为500千米21.25亿元，1000千米42.5亿元，1500千米6 3.75亿元、2000千米85亿元。
高压直流输电系统中，不需要建设变电站，但是需要投资建设换流站，一台换流站单价为65亿元，6×900平方毫米规格的线路单价为397万元/ 千米，因此，线路的费用为500千米19.85亿元，1000千米39.7亿元，1500千米59.55亿元、2000千米79.4亿元。
因此，经过对比，在不考虑其他任何因素的情况下，在特高压交流电输电网络的前期站设投资要远远大于高压直流电的输电网络。
直到输电距离达到6000千米，高压直流输电网络才更加具有经济价值。
2.2运维费用分析
输电网络的运维就是指输电网络硬件设备的元件耗损率和故障维修的费用。
通过对比，我们不难发现，高压直流换流站设备和阀组众多，系统的运行状态比交流系统多，类似换流变压器和阀组这部分元件故障频率较多，维修更新的时间较长，特高压交流变电站的元件较少且故障持续时间短。
因此，可以说在各个距离高压直流输电网络的运维费用都要大于特高压交流输电网络，在运维费用方面，特高压交流输电网络更具经济性。
2.3输电损耗费用分析
特高压和超高压交流输电系统的运行损耗主要包括变电站损耗和输电线路损耗两部分。
一方面变电站损耗包括变压器、电抗器、电容器等设备损耗等硬件和变电站日常运行用电造成的损耗，这种损耗鱼输电系统的随输送容量基本成正比，随着输送容量的变化成比例调整。
另一方面，输电线路损耗主要包括电阻损耗、电晕损耗和泄漏损耗，其中电阻损耗属于硬件损耗的一种，电阻损耗量同样随输送容量的变化成比例变化，电晕损耗的变化则基本受电压等级、导线结构和天气情况等因素影响，泄漏损耗通常并不计入记录分析中。
2.3.1电阻损耗
通常情况下，电路损耗是理论意义上的损耗，是指线路在满负荷运行时造成的功率损耗。
然而在实际电力输送中，输电系统不可能不间断地满负荷运行。
计算公式如下：线路电阻损耗值=线路电阻×额定电流×损耗小时数
计算结果可由两种输电系统的具体参数估算到。
2.3.2电晕损耗
交流线路电晕损耗很容易受到线路电压、导线结构和气候条件的影响，经过研究发现，在雨雪天起电晕平均损耗可以达到为晴朗天气平均损耗的37-50倍。
电晕损耗年平均值计算公式为
电晕损耗年平均值＝（好天气小时数损耗＋雪天小时数损耗＋雨天小时数损耗）/全年日历小时数”
2.4停电损失费用分析
输电系统的停电损失费用，一般是指输电系统因故障等原因被迫突然强行停运，使得电力输送中断，给终端使用者造带来经济损失。
停电损失费用的计算为年失电量与单位停电损失的乘积。
年度停电损失费用可用计算公式：
年度停电损失费用=强迫能量不可用率×单位停电损失费用。
因此，可以说系统停电损失费用对输电网络的经济性有着重要的影响，若输电距离小于约 1800千米，相同输电距离下交流输电费用要低于直流输电费用，当输电距离超过1800千米时，相同输电距离下直流输电费用更低。
所以，一般情况下，交流输电系统的停电损失费用要低于直流的停电损失费用，但是在单位停电损失费用较高时，交流输电的经济性更强。
3结束语
通过对特高压交流和高压直流输电网络的经济性比较，所得出的结果为：在不考虑停电损失，输电距离超过约6000千米时，直流输电网络的经济性比较好。
在考虑停电损失的情况下，如果停电单位的停电损失较小，那么直流输电的经济性距离越远，越有经济优势；然而当停电单位造成的停电损失较大时，在较短的合理的输电距离内，选择特高压交流输电更加具有经济性。
同时，要明确两种输电网络的技术优势，如特高压交流系统更不易受地形气候等环境影响、更加稳定可靠、在中短距离内大容量输电更具经济性。
而特高压直流系统主要适用于远距离的大容量输电，经济性更加明显。
参考文献：
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