电气发展前沿技术
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现实。
? 灵活交流输电技术的核心就是利用电力电子器件 可以按照控制系统的要求，应用现代换流技术和 控制技术，实现电压、阻抗或相位大幅度灵活控 制。
一、电能和电力输配-高压直流输电技术
2、高压直流输电技术 ? 端对端直流输电
该技术是一项成熟的远距离输电技术，预计端对端直流输电 在未来仍是远距离输电和联网的重要方式。
a. 所谓轻型直流输电（HVDC Light），它采用IGBT等可 关断的器件组成换流器；
b. 使用户外换流阀以节省阀厅的建设费用； c. 应用连续调节交流滤波器、有源滤波器等技术大幅度
减少户外场的占地。
一、电能和电力输配-新型输电线路
3、新型输电线路
?紧凑型线路
?紧凑型线路是指增加分裂导线数、缩短相间距离、 合理排列相导线等措施以降低线路波阻抗，从而提 高线路输送能力的输电线路。研究的主要目的是提 高线路的输送能力，节省线路走廊；
一、电能和电力输配-高压直流输电技术（续）
? 多端直流输电技术 为了解决直流输电多电源供电、多落点受电问题，研 究出多端直流输电技术。
一、电能和电力输配-高压直流输电技术（续）
? 新一代直流输电技术 ? 未来直流输电技术的发展趋势是在应用可关断器 件组成的换流器进一步改善输电性能的同时，大 幅度简化设备，减少换流站的占地，降低造价， 以便在技术经济上比其它输电方式更具竞争力； ? 典型例子是：
以下将对若干电力前沿技术的现状和未来发展前 景进行简介:
一、电能和电力输配-高压交流输电技术
1、高压交流输电技术 ?三相高压交流输电技术
? 常规的三相交流输电在远距离输电工程中占主导 地位，在未来相当长的时间内仍然是输电和联网的 主要方式；
? 前苏联建成了 900km的1150kV特高压输电线路并 经过了试运行，后因无电可送等原因而降压为 500kV 运行；
? 多相交流输电已经入工业性试验和试运行阶段。
一、电能和电力输配-高压交流输电技术（续）
? 灵活交流输电
? 灵活交流输电（ FACTS）是基于电力电子技术与 现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压、相 位实施灵活快速调节的输电技术；
? 出现背景：
a) 发展互联电网的需要； b) 发展电力市场的需要； c) 电力电子器件的快速发展使灵活交流输电的设想成为
? 未来交流输电发展的重点将是采用新技术充分利 用线路走廊输送更多的电力。
wenku.baidu.com
一、电能和电力输配-高压交流输电技术（续）
?多相交流输电
? 多相交流输电以多相（相数大于 3）交流电形式 实现电能输送；
? 特点：相同的线路走廊和占地面积，多相输电可 提高由线路发热条件决定的负荷容量，可设计得更 “紧凑”适合线路路径受限制的地区，可以接入三 相交流输电系统，不需经过多相交流变电所；
? 对电能和电力输配来说，除了设计好发电站，使其保 证电力的充足供应发电质量（减少谐波、）提高功率 因素等外，还要注意电能传输的调度和管理，从而保 证电力系统可靠、安全地连续供电。
一、电能和电力输配（续）
?将自动化技术应用于电能传输的调度和管理中 构成了现代电力输配系统。随着大功率电力电 子器件的出现及微型计算机的发展，先进的控 制方法在电力系统控制中的应用研究几乎遍及 电力系统的所有领域。
?从20世纪60年代起，美国、前苏联、法国、巴西等 国建成了各种电压等级的紧凑型线路，我国也建成 了一条 500kV 的紧凑型线路，正在试运行中。
一、电能和电力输配-新型输电线路（续）
?气体绝缘线路
?气体绝缘输电线路（ GIL）是以六氟化硫气体绝缘 的、带有与导体同轴的接地金属外壳的输电线路， 与电缆相比，其优点是绝缘击穿后可恢复、承载电 流大；
第四章 电气发展前沿技术
? 自第二次工业革命以来，电气技术已成为诸多高新 技术系统中不可缺少的关键技术之一。
? 电气技术的外延十分广阔，内涵十分丰富。它所涉 及的领域或技术面包括：
一．电能和电力输配； 二．功率器件和电力电子技术； 三．电机与电力拖动； 四．电气测量与检测技术； 五．电器元件及电器控制、 PLC控制技术； 六．新型电源与电力电子装置； 七．节能技术和谐波抑制； 八．家用电器与办公设备等。
? 一个完整的电能生产与消费网络由发电、输电、配电 及用电几部分组成。其中由发电厂、变电所和输电线 路组成的电力网络称为电力系统。
一、电能和电力输配（续）
? 电力系统十分复杂，对于电力系统来说，不但要求它 每一时刻发出的总电量等于系统消耗的总电量，而且 要求所有的中间传输环节都能畅通无阻。
? 中间传输环节的任期任何阻滞，都会在发电与用电两 端同时发生“过剩”与“不足”两种截然相反的不正 常状态，严重时系统可能因此而崩溃，造成大面积恶 性停电，使国民经济遭受重大损失。
一、电能和电力输配
? “电力技术是通向可持续发展的桥梁”，这个论断已 经逐渐成为人们的共识。研究表明，为了实现可持续 发展，应尽可能把一次能源转换为电能使用，提高电 力在终端能源中的比例。
? 电能是一个国家国计民生的主要能源。如今，人均消 耗的电能已成为衡量一个国家实力的重要指标。而电 气技术恰好涉足电能和电力输配问题。
?气体绝缘输电线路已在美国、德国的水力发电厂的 出线等场合得到了应用。
?未来由于输电线路走廊的获得越来越困难，气体绝 缘输电线路的研究和开发受到重视。
一、电能和电力输配-新型输电线路（续）
?超导输电线路
?超导输电线路是一种低损耗的输电方式； ?日本正在开发 6kV、1000MVA 的超导电缆； ?美国也制造出 12.4kV 、1250A的三相超导电缆系统； ?我国也有超导输电线路在南方电网试运行； ?超导电缆的价格很高，冷冻系统的可靠性有待检验，
?目前，各种现代控制技术，包括：线性最优控 制、自适应控制、变结构控制、H∞鲁棒控制、 微分几何控制、神经网络控制、模糊控制及专 家系统控制都已应用于电力系统控制中。交叉 结合使用前面几种控制方法而形成的综合智能 控制是电力系统自动化研究的发展方向。
一、电能和电力输配（续）
? 电力技术属于传统技术的范畴，技术创新和出现重大 突破的机会要比信息科学、生命科学、材料科学等新 兴学科少得多。但是，应该看到，电力技术与其他学 科的相互交叉和渗透的趋势越来越明显。电力研究的 一些前沿课题反映了这种趋势。
? 灵活交流输电技术的核心就是利用电力电子器件 可以按照控制系统的要求，应用现代换流技术和 控制技术，实现电压、阻抗或相位大幅度灵活控 制。
一、电能和电力输配-高压直流输电技术
2、高压直流输电技术 ? 端对端直流输电
该技术是一项成熟的远距离输电技术，预计端对端直流输电 在未来仍是远距离输电和联网的重要方式。
a. 所谓轻型直流输电（HVDC Light），它采用IGBT等可 关断的器件组成换流器；
b. 使用户外换流阀以节省阀厅的建设费用； c. 应用连续调节交流滤波器、有源滤波器等技术大幅度
减少户外场的占地。
一、电能和电力输配-新型输电线路
3、新型输电线路
?紧凑型线路
?紧凑型线路是指增加分裂导线数、缩短相间距离、 合理排列相导线等措施以降低线路波阻抗，从而提 高线路输送能力的输电线路。研究的主要目的是提 高线路的输送能力，节省线路走廊；
一、电能和电力输配-高压直流输电技术（续）
? 多端直流输电技术 为了解决直流输电多电源供电、多落点受电问题，研 究出多端直流输电技术。
一、电能和电力输配-高压直流输电技术（续）
? 新一代直流输电技术 ? 未来直流输电技术的发展趋势是在应用可关断器 件组成的换流器进一步改善输电性能的同时，大 幅度简化设备，减少换流站的占地，降低造价， 以便在技术经济上比其它输电方式更具竞争力； ? 典型例子是：
以下将对若干电力前沿技术的现状和未来发展前 景进行简介:
一、电能和电力输配-高压交流输电技术
1、高压交流输电技术 ?三相高压交流输电技术
? 常规的三相交流输电在远距离输电工程中占主导 地位，在未来相当长的时间内仍然是输电和联网的 主要方式；
? 前苏联建成了 900km的1150kV特高压输电线路并 经过了试运行，后因无电可送等原因而降压为 500kV 运行；
? 多相交流输电已经入工业性试验和试运行阶段。
一、电能和电力输配-高压交流输电技术（续）
? 灵活交流输电
? 灵活交流输电（ FACTS）是基于电力电子技术与 现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压、相 位实施灵活快速调节的输电技术；
? 出现背景：
a) 发展互联电网的需要； b) 发展电力市场的需要； c) 电力电子器件的快速发展使灵活交流输电的设想成为
? 未来交流输电发展的重点将是采用新技术充分利 用线路走廊输送更多的电力。
wenku.baidu.com
一、电能和电力输配-高压交流输电技术（续）
?多相交流输电
? 多相交流输电以多相（相数大于 3）交流电形式 实现电能输送；
? 特点：相同的线路走廊和占地面积，多相输电可 提高由线路发热条件决定的负荷容量，可设计得更 “紧凑”适合线路路径受限制的地区，可以接入三 相交流输电系统，不需经过多相交流变电所；
? 对电能和电力输配来说，除了设计好发电站，使其保 证电力的充足供应发电质量（减少谐波、）提高功率 因素等外，还要注意电能传输的调度和管理，从而保 证电力系统可靠、安全地连续供电。
一、电能和电力输配（续）
?将自动化技术应用于电能传输的调度和管理中 构成了现代电力输配系统。随着大功率电力电 子器件的出现及微型计算机的发展，先进的控 制方法在电力系统控制中的应用研究几乎遍及 电力系统的所有领域。
?从20世纪60年代起，美国、前苏联、法国、巴西等 国建成了各种电压等级的紧凑型线路，我国也建成 了一条 500kV 的紧凑型线路，正在试运行中。
一、电能和电力输配-新型输电线路（续）
?气体绝缘线路
?气体绝缘输电线路（ GIL）是以六氟化硫气体绝缘 的、带有与导体同轴的接地金属外壳的输电线路， 与电缆相比，其优点是绝缘击穿后可恢复、承载电 流大；
第四章 电气发展前沿技术
? 自第二次工业革命以来，电气技术已成为诸多高新 技术系统中不可缺少的关键技术之一。
? 电气技术的外延十分广阔，内涵十分丰富。它所涉 及的领域或技术面包括：
一．电能和电力输配； 二．功率器件和电力电子技术； 三．电机与电力拖动； 四．电气测量与检测技术； 五．电器元件及电器控制、 PLC控制技术； 六．新型电源与电力电子装置； 七．节能技术和谐波抑制； 八．家用电器与办公设备等。
? 一个完整的电能生产与消费网络由发电、输电、配电 及用电几部分组成。其中由发电厂、变电所和输电线 路组成的电力网络称为电力系统。
一、电能和电力输配（续）
? 电力系统十分复杂，对于电力系统来说，不但要求它 每一时刻发出的总电量等于系统消耗的总电量，而且 要求所有的中间传输环节都能畅通无阻。
? 中间传输环节的任期任何阻滞，都会在发电与用电两 端同时发生“过剩”与“不足”两种截然相反的不正 常状态，严重时系统可能因此而崩溃，造成大面积恶 性停电，使国民经济遭受重大损失。
一、电能和电力输配
? “电力技术是通向可持续发展的桥梁”，这个论断已 经逐渐成为人们的共识。研究表明，为了实现可持续 发展，应尽可能把一次能源转换为电能使用，提高电 力在终端能源中的比例。
? 电能是一个国家国计民生的主要能源。如今，人均消 耗的电能已成为衡量一个国家实力的重要指标。而电 气技术恰好涉足电能和电力输配问题。
?气体绝缘输电线路已在美国、德国的水力发电厂的 出线等场合得到了应用。
?未来由于输电线路走廊的获得越来越困难，气体绝 缘输电线路的研究和开发受到重视。
一、电能和电力输配-新型输电线路（续）
?超导输电线路
?超导输电线路是一种低损耗的输电方式； ?日本正在开发 6kV、1000MVA 的超导电缆； ?美国也制造出 12.4kV 、1250A的三相超导电缆系统； ?我国也有超导输电线路在南方电网试运行； ?超导电缆的价格很高，冷冻系统的可靠性有待检验，
?目前，各种现代控制技术，包括：线性最优控 制、自适应控制、变结构控制、H∞鲁棒控制、 微分几何控制、神经网络控制、模糊控制及专 家系统控制都已应用于电力系统控制中。交叉 结合使用前面几种控制方法而形成的综合智能 控制是电力系统自动化研究的发展方向。
一、电能和电力输配（续）
? 电力技术属于传统技术的范畴，技术创新和出现重大 突破的机会要比信息科学、生命科学、材料科学等新 兴学科少得多。但是，应该看到，电力技术与其他学 科的相互交叉和渗透的趋势越来越明显。电力研究的 一些前沿课题反映了这种趋势。