南阳变建成对特高压及河南电网安全稳定控制策略的影响研究
特高压
从技术上看，采用±800千伏特高压直流输电，线路中间无需落点，能够将大量电力直送大负荷中心；在交 直流并列输电情况下，可利用双侧频率调制有效抑制区域性低频振荡，提高断面暂（动）稳极限；解决大受端电 网短路电流超标问题。采用1000千伏交流输电，中间可以落点，具有电网功能；加强电网支撑大规模直流送电； 从根本上解决大受端电网短路电流超标和500千伏线路输电能力低的问题，优化电网结构。
换流站是直流输电工程中直流和交流进行相互能量转换的系统，除有交流场等与交流变电站相同的设备外， 直流换流站还有以下特有设备：换流器、换流变压器、交直流滤波器和无功补偿设备、平波电抗器。 换流器主 要功能是进行交直流转换，从最初的汞弧阀发展到电控和光控晶闸管阀，换流器单位容量在不断增大。
换流变压器是直流换流站交直流转换的关键设备，其网侧与交流场相联，阀侧和换流器相联，因此其阀侧绕 组需承受交流和直流复合应力。由于换流变压器运行与换流器的换向所造成的非线性密切相关，在漏抗、绝缘、 谐波、直流偏磁、有载调压和试验方面与普通电力变压器有着不同的特点。
直流输电
01
名词定义
02
设备技术
04
技术的主要 特点
06
技术的经济 优势
03
换流站设备 特点及作用
05
导线的选择
技术创新 我国应用前景
和交流输电区别 技术和经济优势
换流站设备面临的 问题
绝缘子片数
发展前景
什么是直流的“静电吸尘效应”
在直流电压下，空气中的带电微粒会受到恒定方向电场力的作用被吸附到绝缘子表面，这就是直流的“静电 吸尘效应”。由于它的作用，在相同环境条件下，直流绝缘子表面积污量可比交流电压下的大一倍以上。随着污 秽量的不断增加，绝缘水平随之下降，在一定天气条件下就容易发生绝缘子的污秽闪络。因此，由于直流输电线 路的这种技术特性，与交流输电线路相比，其外绝缘特性更趋复杂。
特高压运行对山西电网联络线潮流控制的影响
内４ 至少过 零 一次 ；Ａ ，ＡＣ ５ｒｉ平均 值 小 ｃ应 ２ Ｅ１ ｎ ａ
于 等于Ｌ ，Ｌ ＝８ ｒ ０ＭＷ） １ 。 ＡＣ 值 的计 算 Ｅ
ＡＣ Ｅ＝ （ａ ＋ ）＋ １ Ｂ ｆ ＝ Ｐ一 Ｏ ｆ（＿ ） ａ 式 中：
— —
，
西 电网联络 线潮 流控制 的影 响是 非常必 要 的 。
ｌ） （ ２ ０ ３ ０ ４ ０ ５） （ ６ ０
响 ，以下 选 取 ２ １ ００年 ４ ７日分 析 特 高 压线 路 检 月 修 时段 联络 线控 制情 况 ，并分 别 选取 ４月 ２ ５日和 ６月 ５日分 析特 高压 线路投 运 时 ，华北 送华 中和华
线 输送功 率产生 影 响 ，从 而导致 特 高压联 络线 功率 在计划值 的基础 上产 生大 范 围的波 动 。特 高压 的这 种 波动特性 导致 山西 电 网联络 线控 ￣Ａ Ｅ 大 幅震 Ｊ ＩＣ 值
荡 ，从而加 大 了联络线 控 制难度 。为 了 电网 的稳 定 运行 ，提高联 络 线控制 水平 ，研 究特高 压运 行对 山
１ 山西 联 络 线 控 制 方式
区域 控制 偏 差 Ａ Ｅ （ ｒａ ｏｔ ｌ ｒ ｒ ，是 根 Ｃ Ａ ｅ ｎｒ ｒ ） Ｃ ｏＥ ｏ
—
实 际净 转 换 量 ，ＭＷ，包 括 本 地 机 组
的 实际净 发 电份额 ；
—
计划 交换 量 ，ＭＷ；
—
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计 划误 差 ，ＭＷ，用 来 修 正 自动 记 录
２ 特 高 压 线 路 各 种 运 行 方 式 下 对 联 络 线 潮 流控 制 的 影 响
山西 特高 压线 路有华 北送 华 中和华 中送华 北两
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国家发展改革委、国家能源局关于加强新形势下电力系统稳定工作的指导意见
国家发展改革委、国家能源局关于加强新形势下电力系统稳定工作的指导意见文章属性•【制定机关】国家发展和改革委员会,国家能源局•【公布日期】2023.09.21•【文号】发改能源〔2023〕1294号•【施行日期】2023.09.21•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】电力及电力工业正文国家发展改革委国家能源局关于加强新形势下电力系统稳定工作的指导意见发改能源〔2023〕1294号各省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团发展改革委、能源局，天津市工业和信息化局、辽宁省工业和信息化厅、上海市经济和信息化委员会、重庆市经济和信息化委员会、四川省经济和信息化厅、甘肃省工业和信息化厅，北京市城市管理委员会，国家能源局各派出机构，有关电力企业：为深入贯彻党的二十大精神，全面落实党中央、国务院决策部署，准确把握电力系统技术特性和发展规律，扎实做好新形势下电力系统稳定工作，加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统，保障电力安全可靠供应，推动实现碳达峰碳中和目标，提出以下意见。
一、总体要求（一）指导思想以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入贯彻党的二十大精神，全面落实碳达峰碳中和战略部署和“四个革命、一个合作”能源安全新战略，深刻认识未来相当长时间内，电力系统仍将维持交流电为主体、直流电为补充的技术形态，稳定问题将长期存在，牢固树立管电就要管系统、管系统就要管稳定的工作理念。
立足我国国情，坚持底线思维、问题导向，坚持系统观念、守正创新，坚持先立后破、远近结合，统筹发展和安全，做好新形势下电力系统稳定工作，为中国式现代化建设提供可靠电力保障，满足人民美好生活用电需要。
（二）总体思路夯实稳定物理基础。
科学构建源网荷储结构与布局，保证电源结构合理和电网强度，建设充足的灵活调节和稳定控制资源，确保必要的惯量、短路容量、有功、无功和阻尼支撑，满足电力系统电力电量平衡和安全稳定运行的需求。
打造“升级版特高压工程” 彰显豫电铁军智师风采——访河南送变电建设有限公司执行董事、党委书记胡志华
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 《河南电力》：据了解，河南送变电建设有限公司在青豫直流工程（河南段）建设中承担的施工任务最重。
面对紧张的工期，如何做好施工组织？胡志华：送变电公司承担了±800千伏驻马店换流站、1000千伏驻马店变电站施工总任务量的三分之二，以及1000千伏驻马店—南阳线路1标段和6项500千伏配套送出工程等施工任务。
围绕双极低端启动带电目标，我们倒排工期、挂图作战，发挥集团化优势，全方位谋划工程建设，全过程把控关键因素，确保工程按里程碑计划推进。
一是强化统筹管理。
专门成立施工现场指挥部，从公司层面通盘谋划部署工程建设，指挥部成员和参建分公司主要负责人常驻现场，分管领导每周组织召开现场协调会，每两周在班子会上通报相关情况，第一时间协调解决影响工程建设的各类难题。
二是加大资源投入。
按照“计划不调、任务不减、目标不变”的工作要求，共投入施工人员2647名。
在豫南换流变电站增加夜间施工人员121名，有计划地进行“两班倒”连续施工。
三是科学优化工序。
严格锁定建设时间轴，按日排程，盯紧关键施工工序和重要物资设备到货时间，分区分时分段开展主设备轮班安装，合理消化迟滞工期。
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 《河南电力》：面对突发的疫情，如何做到疫情防控和复工复产“两手抓、两不误”？胡志华：疫情发生后，送变电公司打造“升级版特高压工程”彰显豫电铁军智师风采——访河南送变电建设有限公司执行董事、党委书记胡志华访 谈 篇44DOI:10.19755/ki.hnep.2020.06.008全面落实国家电网有限公司党组“一个提高、六个强化”要求和国网河南省电力公司党委工作部署，第一时间成立疫情防控工作领导小组，全力以赴做好疫情防控和电力保障工作。
提前预判疫情对工程建设造成的影响，制订相关预案，春节期间多方筹措防疫物资，为复工做足准备。
青豫直流工程是国家电网有限公司首批复工复产的国家重点工程，我们严格落实国网河南省电力公司党委“四个务必”工作要求，按照“分区域、分类、分时、分段”原则，切实把好“三关”，做到“三到位”，有序推进项目复工复产。
我国特高压发展所面临的问题
1、我国电网存在的问题(1)新中国成立以来我国长期处于电力短缺状态，多年来致力于增加电源建设以满足电力供给需求。
因此，形成了电网作为电源的配套工程的局面，电网被动地跟随着电源和符合的发展而发展，未能通过电网的发展主动地引导电源的建设，结果导致我国南北向跨大区大容量输电网络规模过小，输电能力不足。
近年来，由于我国经济发达地区燃煤电厂发展比较快，而山东、河北、河南等地区的电煤供应日渐短缺，电煤的供应更多地依靠山西、内蒙古、陕西等北部地区的煤炭基地，在北电南送能力不足的条件下，使得北煤南运的数量和运程大大增加，最终导致近年来我国中部、东部和南部大部分地区电煤因运输“瓶颈”的限制而供应不足，出现严重缺电的局面。
这一问题如不及时解决，将来随着上述地区用电负荷的进一步增长，缺点局面将会更加严重。
(2)现有 500kV 电网输送能力不能满足大范围电力资源优化配置和电力职场的要求。
输电走廊限制了输电线路的假设，沿海经济发达地区线路走廊尤其紧张，规划中拟建设的火电基地规模巨大，要将其电力输送往用电负荷中心，如果全部采用 500kV 及以下电压等级的输电线路，则输电线回路将过多，线路走廊紧张的矛盾难以解决。
(3)电力负荷密集地区电网短路电流控制困难，例如华东、华北电网已经出现有一部分 500kV 及以下电压等级的输电线路，则输电线路回数将过多，线路走廊紧张的矛盾难以解决。
(4)长链型电网结构动态稳定问题突出，在东北、华北、华中电网500kV 交流联网结构比较薄弱的情况下，存在低频震荡问题。
(5)受端电网存在多直流集中落点和电压稳定问题。
到 2020 年，如果西电东送华东电网全部采用直流输电方式，落点华东电网的直流换流站将超过10 个，受端电网在严重短路故障的情况下，电力系统因电压低落发生连锁反应的风险较大。
为避免因能源运输“瓶颈”的制约而影响我国国民经济的健康持续发展，必须实现我国能源资源的优化配置。
而解决将来因北煤南运运力不足和运费过高导致我国中部、东部和南部电力不足和电费过高的问题，需要建设和发展大电网，例如特高压电网，以实现输电与输煤并举的战略。
提高电力运行稳定性与安全性的措施
提高电力运行稳定性与安全性的措施摘要：稳定与安全管理是构成供电企业的重要内容，对供电企业来说，如果稳定与安全管理工作不到位，可能造成重大事故；电力的可持续性和安全性是一项长期、困难、重复的系统工程。
在我国经济快速发展之际，保证电网的安全生产和安全运行，不间断有序地供电显得尤为重要。
但现阶段，我国部分电力企业对稳定安全管理认识不足，未能重视这项稳定安全工作的管理，给企业造成了严重损失。
下面，我们开始讨论并寻求加强稳定和安全管理的对策。
关键词：电力系统；安全稳定；有效措施引言电力行业在不断发展，随着电网规模的不断扩大，电力行业的运营变得更加复杂。
因此，为了切实保证电力系统的安全稳定运行，电力单位需要采用新的技术手段来处理电力系统日益复杂的数据，同时也要加强对相关人员的管理，做好电力设施的维修工作，从多个方面采取科学合理的措施，从而不断提高电力系统的安全稳定性。
1、明确电力系统安全稳定性标准的目的当前，我国经济正处于快速发展阶段，各行业的快速发展在一定程度上增加了对能源资源的需求。
作为工业发展的动力，电力工业是我国经济发展的支柱产业，电力系统运行的安全稳定对经济的可持续发展具有非常重要的意义。
因此，保证电力系统的安全稳定运行成为电力从业人员必须关注的关键问题。
随着电力事业的不断发展，我国电网的数量逐年增加，伴随着电力系统安全隐患的逐渐增加。
事故数量的增加，导致电力系统出现的安全事故问题逐渐增多，每次安全事故都会造成重大的经济损失。
因此，目前需要进一步提高电力系统运行的安全性和稳定性，使其运行更加安全稳定，为其他行业的发展提供不间断、持续的电力资源，促进社会经济的持续发展。
2、影响电力系统安全稳定运行的原因探讨电力系统运行期间的稳定性问题存在一定的复杂性，如机械运动和电磁瞬变，对稳定性影响较大。
一般可以根据扰动值对电力系统稳定性的影响，出现稳定性不稳定和不平衡的时间问题。
当电气系统处于正常工作状态时，如果发生严重的电机电压偏移或负载变化，系统会偏离平衡状态。
01特高压简介
特高压简介对我国电力建设的意义特高压能大大提升我国电网的输送能力。
据国家电网公司提供的数据显示，一回路特高压直流电网可以送600万千瓦电量，相当于现有500千伏直流电网的5到6倍，而且送电距离也是后者的2到3倍，因此效率大大提高。
此外，据国家电网公司测算，输送同样功率的电量，如果采用特高压线路输电可以比采用500千伏高压线路节省60%的土地资源。
我国当前特高压情况目前中国已经建成的超高压是西北电网750千伏的交流实验工程。
首个国内最高电压等级特高压交流示范工程，是我国自主研发、设计和建设的具有自主知识产权的1000千伏交流输变电工程——晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程，全长640公里，纵跨晋豫鄂三省，其中还包含黄河和汉江两个大跨越段。
线路起自山西1000kV晋东南变电站，经河南1000kV南阳开关站，止于湖北1000kV荆门变电站。
2008年12月30日22时，该工程投入试运行，2009年1月6日22时，顺利通过168小时试运行。
直流方面，四川向家坝——上海±800千伏特高压直流输电示范工程已顺利投入运行，这是目前规划建设的世界上电压等级最高、输送距离最远、容量最大的直流输电工程；锦屏-苏南±800kV特高压直流线路工程也于2012年5月13日顺利通过竣工验收。
国家电网公司在2010年8月12日首度公布，到2015年建成华北、华东、华中（“三华”）特高压电网，形成“三纵三横一环网”。
同日，国家电网宣布世界上运行电压最高的1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程已通过国家验收，这标志着特高压已不再是“试验”和“示范”阶段，后续工程的核准和建设进程有望加快。
2015年7月24日，在江苏省东台市，1000千伏淮南-南京-上海线特高压交流工程开建。
1000千伏淮南-南京-上海特高压交流工程是国家大气污染防治行动计划12条重点输电通道之一，变电容量1200万千伏安，线路全长759.4千米，新建输电线路2×780公里，工程投资268亿元。
全国全世界首个1000千伏特高压输变电工程
（５）系统通信工程 系统通信工程为１０００Ｋｖ ＯＰＧＷ光缆线路，光缆线总长６８６Ｋｍ，芯线为２４芯。 ５．工程批准概算 国家电网公司批准工程总投资为：静态投资５６．７８亿元，动态投资５８．５６亿元。其中： （１）晋东南变电站新建工程静态投资１０２４１８万元，动态投资１０６０５１万元。 （２）南阳开关站新建工程静态投资６５４４０万元，动态投资６７０７４万元。 （３）荆门变电站新建工程静态投资９５９２０万元，动态投资９９９６２万元。 （４）晋东南一南阳线路工程静态投资１５１５９４万元，动态投资１５５８５１万元。 （５）南阳一荆门线路工程静态投资１０８２８３万元，动态投资ｌｌ １３２４万元。 （６）晋东南一南阳线路黄河大跨越工程静态投资１０１１０万元，动态投资１０３９４万元。 （７）南阳一荆门线路汉江大跨越工程静态投资１０３４７万元，动态投资１０６３７万元。 （８）系统二次及通信工程静态投资７１２９万元，动态投资７３３３万元。 （９）研究试验费静态投资５５００万元，动态投资５６３８万元。 （１０）基地建设费静态投资１１０９０万元，动态投资１１３６７万元。 工程建识资金的２０％来源于国家电网公司自有资金，其余８０％耒源于对外融资。 （三）１０００千伏变电站典型设计与技术参数选择 （１）主变压器采用单相自耦型式，电压为１０００／Ｘ／３／５００／Ｎ，／３／１ １０ＫＶ，容量１０００／１０００／３３４ＭＶＡ，主变压器３ 组，每组３ｘ１０００Ｍｖａ，全站变压器容量９０００Ｍｖａ，１ｉ１１９００万千伏安。 （２）１０００千伏线路１０回，采用一个半断路器接线，５００千伏线路１０回，采用一个半断路器接线。 （３）无功补赏装置，１０００ｋｖ长线路配置ｌ组３ｘ３２０Ｍｖａｒ特高压高抗，为了减少线路潜功电流，在特高抗中心 点装设小电抗器，ｌ组３ｘｌＯＯＯＭｖａ变压器，在变压器低压儿Ｏｋｖ侧配置８组低压无功补偿设备，每组容量 １２０Ｍｖａｒ，还装设１组２４０Ｍｖａｒｆｌ毛压电容器。 （４）１０００ＫＶ断路器采用ＨＧＩＳ，短路电流水平，１０００ｋｖ俱１］短路电流水平按５０ＫＡ选择，５００ＫＶ断路器可采用 ＧＩＳ，或ＨＧＩＳ，５００Ｋｖ侧短路电流按６３ＫＡ选择。 （５）过电压绝缘水平，１０００Ｋｖｆｌ４，操作过电压按１．７ｐ．Ｕ考虑。 （６）继电保护装置，１０００ＫＶ线路保护配置两套全线速动主保护，每套保护均具有完整的后备保护功能。 ５００ＫＶ线路每回线路配置两套分相电流差动保护，每套保护均具有完整的后备保护功能。 （７）系统调度自动化，变电站远动信息传输到国调，直调，网调，采用调度数据网络与专线通道互为备用 方式。远动信息传输到国调备调，相关网调和省调采用调度数据网络方式。 （８）站用电源，按”两用一备用”方式，两路电源由两台主变压器ｌ １０ＫＶ母线供电，另一路有外来３５ＫＶ电 源供电，站用电源可靠性达到Ｎ一２。 （四）１０００千伏线路典型设计与技术参数 （１）线路路径选择根据线路走向，交通，地形，河流，结合地方城市规划及建设，自然保护区等设施的要 求，从几个路径中选择一个最合理路径。 （２）气象条件，一般平丘地区线路最大风速可取３０ｍ／ｓ，一般导线覆冰厚度可取ｌＯｍｍ。 （３）导线和地线，根据１０００ｋｖ线路特点，对不同导线截面和分裂式输送容量，电磁环境影响，机械性能，电 能损失和工程投资等方面进行了大量的分析论证，通过技术经济比较，推荐采用８×ＬＧＪ一５００／４５钢芯铝绞线具 有较好的技术性能和经济特性。导线桉经济密度正常输送功率为５０００ＭＷ，按导线温升控制在７００ｃ时输送功 率为９０００ＭＷ，一根地线采用ＯＰＧＷ一１５０光纤复合地线，另一根按照机电性能，热稳定要求采用ＬＢＧＪ一１５０— ２０ＡＣ铝包钢绞线。 （４）绝缘配合及防雷接地，按地区污区分布图，Ⅱ级污区泄漏比距不小于２．５ｃｍ／ＫＶ，ＨＩ级污区泄漏比距不
中国电网现状(超高压)
特高压电压发展现状及相关知识电网输电电压划分“特高压电网”，指1000千伏的交流或±800千伏的直流电网。
输电电压一般分高压、超高压和特高压。
国际上，高压(HV)通常指35~220kV的电压；超高压(EHV)通常指330kV及以上、1000kV以下的电压；特高压(UHV)指1000kV 及以上的电压。
高压直流(HVDC)通常指的是1 600kV及以下的直流输电电压，士600 kV以上的电压称为特高压直流(UHVDC)。
我国目前绝大多数电网来说，高压电网指的是110kV和220kV电网；超高压电网指的是330kV，500kV和750kV电网。
特高压输电指的是正在开发的1000 kV交流电压和1 800kV直流电压输电工程和技术。
特高压电网指的是以1000kV输电网为骨干网架，超高压输电网和高压输电网以及特高压直流输电高压直流输电和配电网构成的分层、分区、结构清晰的现代化大电网。
近期，国家电网“十二五”特高压投资规划出台。
国家电网在2010年8月12日首度公布，到2015年建成华北、华东、华中（“三华”）特高压电网，形成“三纵三横一环网”。
据了解，未来5年，特高压的投资金额有望达到2700亿元。
这较“十一五”期间的200亿投资，足足增长了13倍之余。
有分析人士据此指出，我国电网将迈入特高压时代。
这对于发电设备公司来说，无疑是一个令人振奋的消息。
那么，在这场2700亿特高压投资盛宴中，发电设备公司究竟能分得几杯羹呢？电网建设迈入特高压时代国家电网8月12日还宣布，世界上运行电压最高的1000千伏晋东南―南阳―荆门特高压交流试验示范工程已通过国家验收，这标志着特高压已不再是“试验”和“示范”阶段，后续工程的核准和建设进程有望加快。
此前，我国的特高压电网建设也正在逐步推进。
2009年1月16日，国内首条特高压示范工程――晋东南-荆门1000千伏特高压交流输电示范工程正式投运，至今已成功运行1年7个月。
特高压交直流电网系统保护及其关键技术
特高压交直流电网系统保护及其关键技术摘要：随着特高压交直流输电技术及其联网技术的快速发展，风电和光伏等新能源大量并网、远距离跨区输电规模持续增长，电网格局与电源结构发生重大改变，电网发展过渡期安全稳定特性不断恶化，因此，本文对特高压交直流电网系统保护及其关键技术展开探讨分析，以供相关人员参考学习。
关键词：特高压交直流电网；系统保护；关键技术前言中国特高压交直流电网发展过渡期，电网特性持续发生重大变化，传统的安全稳定防御技术和措施难以适应，极须对电网安全防控体系进行提升。
在梳理电网大的特性变化基础上，分析了适应特高压交直流电网实践的“系统保护”的必要性及需求。
并着重介绍了全景状态感知、实时决策与协同控制、精准负荷控制技术的需求及框架。
一、构建系统保护的必要性及关键问题1.1构建系统保护的必要性传统的安全稳定三道防线体系、控制措施在交流电网发展的各个阶段，为保障电网安全运行发挥重要作用。
随着电网结构特性不断变化，传统单一的稳定控制措施、措施量、防御范围和防御技术在一定程度上滞后于特高压交直流大电网运行实践，已难以满足系统安全防御要求。
体现在以下几个方面。
1.1.1现有特高压交直流电网故障对安全稳定控制量的需求激增应对严重故障的稳控系统一般仅针对局部稳定问题设防，控制措施量相对较小、措施类型相对单一。
特高压交直流电网单一通道输电容量很大，例如在同送端同受端多直流输电格局下，多回直流换相失败会在数百毫秒内引发上千万千瓦的有功波动，对送受端电网均造成严重冲击，原有基于局部稳控的设防模式不能满足严重故障后对控制措施量的需求。
1.1.2特高压交直流电网连锁故障问题凸显特高压电网交直流相互耦合、送受端交互影响增强，需要不断拓展防控措施，应对交直流连锁故障防御要求。
不同送端不同受端输电格局和稳定形态复杂，现有安全控制体系下措施组织和协调难度大，需要重构电网安全防御体系。
特高压交直流电网同送端不同受端和同受端不同送端多直流送电格局同时存在，使得电网薄弱断面的稳定形态更加复杂，控制措施的需求量大、种类多，防御范围涵盖多频带、多时间尺度、多控制资源，控制网络化特征突出，协调难度大，突破了原有稳控系统局部、分散的配置理念，需要重构新的电网安全综合防御体系。