柔性直流输电不同电压等级的经济性比较_曾丹.pdf

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1、第３５卷第２０期Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．２０２０１１年１０月２５日Ｏｃｔ．２５，２０１１柔性直流输电不同电压等级的经济性比较曾丹，姚建国，杨胜春，王珂，李亚平（国网电力科学研究院／南京南瑞集团公司，江苏省南京市２１０００３）摘要：分析了柔性直流输电输送容量与电压等级的关系，提出了确定经济输送范围的方法，比较分析了不同电压等级的换流站造价、电缆造价、传输损耗、运行费用、总工程投资以及投资回报等经济性指标。以典型柔性直流工程为例，研究表明，对于输送容量为几百兆瓦的柔性直流工程，考虑换流站、电缆和环境等因素，在输送容量和传输距离相同的情况下电压等级越高，工程造

2、价越小、运行维护费用和传输费用越小；考虑贷款本金、贷款方式、售电量、投资收益和内部收益等多方面因素，工程的电压等级越高，柔性直流输电总工程投资越小，投资回收期也越短。因此，合理选择电压等级能提高柔性直流输电系统的经济性。关键词：柔性直流输电技术；电压等级；工程造价；运行成本；投资回收０引言输送范围的方法。综合考虑换流站、电缆和环境等因素，选取实际柔性直流工程数据和电力规划标准柔性直流输电技术是智能电网发展具有代表性数据作为参考，针对一个输送容量、传输距离确定的的关键技术之一。随着全控型功率器件的发展及其柔性直流输电工程，比较分析了不同电压等级的换性

3、能的不断改善，基于电压源换流技术的高压直流流站造价、电缆造价、运行费用、总工程投资以及投输电（ＨＶＤＣ）的工程应用越来越多。这种以电压源资回收期等经济性指标。最后以典型陆上电网为型换流器（ＶＳＣ）、可关断器件和脉宽调制（ＰＷＭ）技例，研究输送容量与电压等级对柔性直流输电系统［１］［２］术为基础的新一代直流输电技术，被ＣＩＧＲＥ和的经济性影响，可为今后实际的柔性直流输电工程ＩＥＥＥ正式命名为ＶＳＣ－ＨＶＤＣ，即电压源换流器型提供支撑。直流输电。从该技术特点和实际工程运行来看：一是能够解决可再生能源的并网问题，不仅具备优异１柔性直流输电经济运行范围的风

4、电场、太阳能并网可控性能和较强的抗干扰能考虑到柔性直流设备（主要是直流断路器、换流力，还能有效改善低电压穿越能力，满足并网系统对设备及滤波设备）的价格较高，对于一个实际工程，［３］暂态性能的要求；二是由于电压源换流技术在输在不同条件下，选择交流输电、常规直流输电还是柔电可控性能和潮流反转方面，直流线路在投资、运行性直流输电，在很大程度上取决于其技术指标和投［４］费用、长距离输电等方面具有优势，因此在孤岛供［７］资费用，因此需要进行经济分析。电领域，柔性直流技术经济性指标优于其他输电方１．１柔性直流输电容量与电压等级的关系案；三是在城市配电网供电领域

5、，柔性直流输电技术在实际工程初步估计电压等级时，有以下几种具有模块化结构、标准化设计、建设工期短、结构紧［８］方式可以确定直流输电电压等级。凑、对环境影响较小等优势，可防止敏感设备因电能１）经验公式［５］质量问题造成的经济损失，当系统发生大面积停根据瑞典乌尔曼的经验公式：电事故时，柔性直流输电技术可实现黑启动控制，快［６］Ｖｄ＝±１２槡Ｐ（１）速恢复供电。国内关于柔性直流输电技术的研究式中：Ｖｄ为双极直流线路的对地线电压；Ｐ为双极起步较晚，２０１１年３月首个柔性直流输电试点工程直流线路的输送功率。直流电压应选取在试运行，并已顺利完成了模块化多电平柔

6、性直流输电换流站的控制性能测试。（－１２槡Ｐ，１２槡Ｐ）区间内。本文针对城市供电领域特点，分析了柔性直流根据西德公式：输电输送容量与电压等级的关系，提出了确定经济ＰＬＶｄ＝±－３－３（２）槡３．３９８×１０Ｌ＋１．４０８３×１０Ｐ式中：Ｌ为线路长度。收稿日期：２０１１－０４－１５；修回日期：２０１１－０６－０９。—９８—·工程应用·曾丹，等柔性直流输电不同电压等级的经济性比较２）统计曲线直流输电系统还可以节省大量电气设备。表１列出将世界各国已投运或正在施工的柔性直流输电了其换流站造价。［９－１０］工程的输送容量与输电电压间的关系，进行统表１换流站造

7、价计分析后绘制成统计曲线，如图１所示。Ｔａｂ．１Ｃｏｓｔｏｆｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｔａｔｉｏｎ电压等级／ｋＶ单位造价／（元·ｋＷ－１）换流站总造价／亿元±８０１０００６．０±１５０１１００６．６２．２电缆造价电压等级为±８０ｋＶ和±１５０ｋＶ的柔性直流图１柔性直流工程输电容量与电压等级的关系输电电缆的密度、重量等原材料参数如表２所Ｆｉｇ．１Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙａｎｄ［１１］ｖｏｌｔａｇｅｉｎＶＳＣ－ＨＶＤＣ示。表２柔性直流输电电缆原材料参数当柔性直流输电线路输电功率给定后，可通过Ｔａｂ．２Ｍａ

8、ｔｅｒｉａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＸＰＬＥｃａｂｌｅ统计曲线快速查出电压等级。由图１可知，目前国电压等级／ｋＶ横截面积／