智能輸電技術(shù)課件

智能輸電技術(shù)領(lǐng)軍人才培訓(xùn)班檢修專業(yè)趙文彬濟(jì)南2013.8智能輸電技術(shù)領(lǐng)軍人才培訓(xùn)班檢修專業(yè)1內(nèi)容提要智能輸電技術(shù)的概念輸電技術(shù)源起智能輸電技術(shù)概念智能輸電的技術(shù)現(xiàn)狀先進(jìn)的輸電運(yùn)維技術(shù)輸電線路運(yùn)維的理論應(yīng)用基于狀態(tài)的線路運(yùn)維管理直升機(jī)作業(yè)技術(shù)內(nèi)容提要智能輸電技術(shù)的概念2電力發(fā)展的歷史1600-2009電力發(fā)展的歷史1600-20093我國輸電技術(shù)源起輸電技術(shù)起源于美國——愛迪生的GE公司我國最早的電網(wǎng)——上海的南京路1882.7.26中國的第一盞電燈出現(xiàn)在清光緒五年四月初八(1879年5月28日)，當(dāng)時上海公共租界工部局電氣工程師畢曉浦(J.D.Bishop)在乍浦路一幢倉庫里，以10馬力(7.46千瓦)蒸汽機(jī)為動力，帶動自激式直流發(fā)電機(jī)發(fā)電，點(diǎn)燃碳極弧光燈，全國第一盞電燈問世。光緒八年（1882年），英國人立德爾(R.W.Little)招股成立上海電氣公司(亦稱上海電光公司)，在大馬路31號A(今南京東路190號)創(chuàng)辦上海第一座發(fā)電廠。同時，在電廠的轉(zhuǎn)角圍墻內(nèi)豎起第一盞弧光燈桿，并沿外灘到虹口招商局碼頭立桿架線，串接15盞燈。清光緒八年六月十二日（1882年7月26日）下午7時，電廠開始供電，夜幕下，弧光燈一齊發(fā)光，炫人眼目，吸引成百上千的人聚集圍觀。第二天，上海中外報紙都作了電燈發(fā)光的報道。我國輸電技術(shù)源起輸電技術(shù)起源于美國——愛迪生的GE公司4智能電網(wǎng)的概念智能電網(wǎng)的概念存在一定差異美國歐洲國際上“智能電網(wǎng)”有兩種定義美國能源部（DOE）：GridWise強(qiáng)調(diào)安全和控制歐盟（EU）：SmartGrid強(qiáng)調(diào)新能源的接入能力中國2013年我國的裝機(jī)總量可達(dá)12.3億千瓦，居世界首位。國家電網(wǎng)公司“十二五”智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展目標(biāo)為：到2015年，形成堅強(qiáng)智能電網(wǎng)運(yùn)行控制和雙向互動服務(wù)體系，基本實現(xiàn)風(fēng)電、太陽能發(fā)電等可再生能源的友好接入和協(xié)調(diào)控制，電網(wǎng)優(yōu)化配置資源能力、安全運(yùn)行水平和用戶多樣化服務(wù)能力顯著提升，供電可靠性和資產(chǎn)利用率明顯提高，智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系基本建成，關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備實現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用。智能電網(wǎng)效益初步顯現(xiàn)，國家電網(wǎng)智能化程度達(dá)到國際先進(jìn)水平。南方電網(wǎng)公司提出以智能、高效、可靠、綠色為總體目標(biāo)，以需求引導(dǎo)、實事求是，整體規(guī)劃、統(tǒng)籌發(fā)展，有序推進(jìn)、試點(diǎn)先行，重點(diǎn)突破、機(jī)制先導(dǎo)為工作思路，實現(xiàn)四個“提高”智能電網(wǎng)的概念智能電網(wǎng)的概念存在一定差異美國歐洲國際上“智能5智能輸電技術(shù)的概念特高壓交、直流輸電柔性交流輸電技術(shù)（FlexibleAlternativeCurrentTransmissionSystems，F(xiàn)ACTS）柔性直流輸電技術(shù)（FlexibleHVDC）超導(dǎo)輸電技術(shù)多端直流技術(shù)智能輸電技術(shù)的概念特高壓交、直流輸電6柔性交流輸電技術(shù)柔性交流輸電的基本原理電力系統(tǒng)潮流分布傳輸線阻抗、發(fā)送端和接收端電壓幅值、以及這兩個電壓相位之間相角差的函數(shù)。

限制負(fù)荷容量熱容量電介質(zhì)穩(wěn)定性柔性交流輸電技術(shù)柔性交流輸電的基本原理電力系統(tǒng)潮流分布傳輸7柔性交流輸電基本模式通過調(diào)整無功和阻抗改變潮流分布柔性交流輸電基本模式通過調(diào)整無功和阻抗改變潮流分布8FACTS控制器的基本類型基本結(jié)構(gòu)FACTS控制器串聯(lián)型控制器并聯(lián)型控制器串并組合型控制器串串組合型控制器FACTS控制器的基本類型基本結(jié)構(gòu)FACTS串聯(lián)型控制器并聯(lián)9串聯(lián)補(bǔ)償裝置晶閘管控制串聯(lián)電容器（TCSC）晶閘管投切串聯(lián)電容器（TSSC）晶閘管控制串聯(lián)電抗器（TCSR）晶閘管投切串聯(lián)電抗器（TSSR）靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器（SSSC）串聯(lián)補(bǔ)償裝置晶閘管控制串聯(lián)電容器（TCSC）10并聯(lián)補(bǔ)償裝置靜止無功補(bǔ)償器(SVC),靜止無功發(fā)生器(SVG),靜止無功系統(tǒng)(SVS)，晶閘管控制的電抗器(TCR),晶閘管投切電容器(TSC)和晶閘管投切電抗器(TSR)。靜止同步補(bǔ)償器（StatCom/SVG）并聯(lián)補(bǔ)償裝置靜止無功補(bǔ)償器(SVC),靜止無功發(fā)11統(tǒng)一潮流控制器統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)是由并聯(lián)補(bǔ)償?shù)腟TATCOM和串聯(lián)補(bǔ)償?shù)腟SSC相結(jié)合構(gòu)成的新型潮流控制裝置，是目前通用性最好的FACTS裝置，僅通過控制規(guī)律的改變，就能分別或同時實現(xiàn)并聯(lián)補(bǔ)償、串聯(lián)補(bǔ)償和移相等功能。統(tǒng)一潮流控制器統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)是由12柔性直流輸電VSC-HVDC電壓源型高壓直流輸電系統(tǒng)ABB：HVDCLightSiments：HVDCPlus中國：FlexibleHVDC（傳統(tǒng)）LCC-HVDC電網(wǎng)支持換相的高壓直流輸電系統(tǒng)VSC-HVDCLCC-HVDC柔性直流輸電VSC-HVDC電壓源型高壓直流輸電系統(tǒng)VSC-13歐洲的柔性直流輸電工程法國~西班牙VSC-HVDC跨國聯(lián)網(wǎng)CustomerINELFE(RteandREE)ProjectnameINELFELocationBaixas,FranceSantaLlogaia,SpainPowerrating2x1000MWVoltagelevels±320kVDC,

400kV,50HzTypeofplantHVDCPLUS

65kmundergroundcableTypeofsemiconductorIGBTCommercialOperationScheduled2014歐洲的柔性直流輸電工程法國~西班牙VSC-HVDC跨國聯(lián)網(wǎng)C14美國的柔性直流示范工程世界在建的VSC-HVDC輸電工程預(yù)計2017年在美國紐約投產(chǎn)。輸電電壓±320kV，功率2000MW。采用80英里（128公里）電纜線路橫跨Hudson河。美國的柔性直流示范工程世界在建的VSC-HVDC輸電工程預(yù)計15直流聯(lián)網(wǎng)的新思路12月5日，南方電網(wǎng)公司董事長、黨組書記趙建國主持召開專題會議，聽取計劃發(fā)展部關(guān)于南方電網(wǎng)“十二五”規(guī)劃優(yōu)化及中長期目標(biāo)網(wǎng)架研究相關(guān)成果的匯報。公司總經(jīng)理鐘俊，副總經(jīng)理王久玲、賀錫強(qiáng)出席會議并講話。會議肯定了計劃發(fā)展部會同有關(guān)部門和單位在“十二五”規(guī)劃優(yōu)化和中長期電網(wǎng)發(fā)展等問題上所做的大量卓有成效的工作，同意南方電網(wǎng)未來西電東送輸電網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)路線以直流輸電技術(shù)為主。為避免電網(wǎng)發(fā)生多重故障時出現(xiàn)大面積停電事故，同意同步電網(wǎng)規(guī)模不宜過大的建議。南方電網(wǎng)2020年以后可視電網(wǎng)發(fā)展程度，適時分解為2～3個獨(dú)立同步電網(wǎng)運(yùn)行，同時，廣東電網(wǎng)內(nèi)部可以適時分成兩個相對獨(dú)立的同步電網(wǎng)。據(jù)報道，南方電網(wǎng)“十三五”電網(wǎng)規(guī)劃獲得批準(zhǔn)。周院士的“第三代”電網(wǎng)直流聯(lián)網(wǎng)的新思路12月5日，南方電網(wǎng)公司董事長、黨組書記趙建16電網(wǎng)的發(fā)展方式交流和直流130年前的交鋒關(guān)于電網(wǎng)發(fā)展思路的爭論將一直持續(xù)。電網(wǎng)的發(fā)展方式交流和直流130年前的交鋒17架空輸電線路運(yùn)維的理論及應(yīng)用架空輸電線路狀態(tài)方程架空輸電線路熱力平衡架空線路基本電氣模型架空線路的電接觸理論架空線路電氣絕緣理論架空輸電線路材料基礎(chǔ)架空線路災(zāi)害相關(guān)理論輸電線路的運(yùn)維要回到輸電線路設(shè)計和運(yùn)行要求的源頭。架空輸電線路運(yùn)維的理論及應(yīng)用架空輸電線路狀態(tài)方程輸電線路的運(yùn)18架空輸電線路狀態(tài)方程狀態(tài)方程導(dǎo)線狀態(tài)方程是利用基于導(dǎo)線懸掛點(diǎn)的水平應(yīng)力與垂直荷載的正切關(guān)系中建立起來的，并約減了其中的高階微小量。gm —初始?xì)庀髼l件下的比載，N/m·mm2；gn —待求氣象條件下的比載，N/m·mm2；tm —初始?xì)庀髼l件下的溫度，℃；tn —待求氣象條件下的溫度，℃；σm —在溫度tm和比載gm時的應(yīng)力，MPa；σn —在溫度tn和比載gn時的應(yīng)力，MPa；α —線溫度線膨脹系數(shù)，1/℃；E —導(dǎo)線的彈性系數(shù)，MPa；l —檔距，m；φ —高差角，?；通過狀態(tài)方程建立了導(dǎo)線溫度和導(dǎo)線受力、桿塔受力的關(guān)系，是線路力學(xué)基礎(chǔ)。架空輸電線路狀態(tài)方程狀態(tài)方程gm —初始?xì)庀髼l件下的19架空輸電線路熱力平衡摩爾根公式Wr——導(dǎo)線表面輻射散熱功率；Wf——導(dǎo)線表面對流散熱功率；Ws

——導(dǎo)線表面日照吸熱功率；R——使用溫度下導(dǎo)線的交流電阻；標(biāo)準(zhǔn)組織熱平衡項IEEECigreIECDL/T5092日照加熱(Ws)考慮考慮考慮考慮焦耳發(fā)熱(Wj)考慮考慮考慮考慮磁滯損耗(Wm)忽略考慮考慮考慮電暈發(fā)熱(Wc)忽略考慮忽略忽略對流散熱(Wf)考慮考慮考慮考慮輻射散熱(Wr)考慮考慮考慮考慮蒸發(fā)散熱(We)忽略考慮忽略忽略國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)考慮的熱平衡項目架空輸電線路熱力平衡摩爾根公式Wr——導(dǎo)線表面輻射散熱20認(rèn)識摩爾根摩爾根（VincentThomasMorgan）1923年生于倫敦，1943年畢業(yè)于倫敦理工學(xué)院（成立于1892年，1992年升級為大學(xué)，現(xiàn)名LondonSouthBankUniversity），1950年獲得學(xué)士學(xué)位,1951年進(jìn)入英國中央電氣研究實驗室工作，1964年赴悉尼參加了澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）應(yīng)用物理部，1971博士入學(xué)，1994年獲博士學(xué)位。主要研究方向包括架空導(dǎo)線的強(qiáng)度損耗、架空導(dǎo)線的溫度及電流分布和功率損耗、架空線及電纜的穩(wěn)態(tài)動態(tài)限額、電暈對導(dǎo)線熱傳導(dǎo)的影響、絕緣紙的介電性能，他還完成了悉尼地區(qū)太陽及風(fēng)的參數(shù)，在1998年還提出了架空線路的機(jī)械和熱特性的壽命模型。是CSIRO和IEEE的雙料Fellow。其著作《ThermalBehaviorofElectricalConductors》、《Thermalbehaviourofelectricalconductors:steady,dynamic,andfault-currentratings》、《Advancesinthetransmissionanddistributionofelectricpower》等均被視為架空線傳輸能力方面的經(jīng)典。認(rèn)識摩爾根摩爾根（VincentThomasMorgan21架空線路基本電氣模型架空線路的等值模型鋼芯鋁絞線的電氣特征架空線路基本電氣模型架空線路的等值模型鋼芯鋁絞線的電氣特征22導(dǎo)線溫度測量的科學(xué)方法熱的良導(dǎo)體測溫方法試驗室接觸式測溫在線接觸式測溫?zé)崞胶鈺rtw=t1=t2λ鋁=300W/m·?C導(dǎo)線溫度測量的科學(xué)方法熱的良導(dǎo)體測溫方法試驗室接觸式測溫在線23架空線路的電接觸理論電接觸的經(jīng)驗公式Rc——接觸電阻（μΩ）；F——接觸壓力（N）；Kc——與接觸材料、表面、接觸方式等有關(guān)的系數(shù)，通常實驗得出；m——接觸形式有關(guān)的系數(shù)對點(diǎn)、線、面接觸，分別取0.5，0.7，1；國家標(biāo)準(zhǔn)對于金具要求握力（GB/T2317.1）、接觸電阻按照《電力金具溫升電阻熱循環(huán)試驗》（GB/T2317.3），良好的金具完全可以適應(yīng)增容運(yùn)行。架空線路的電接觸理論電接觸的經(jīng)驗公式Rc——接觸電阻（μΩ24高溫條件不良金具劣化及導(dǎo)線強(qiáng)度殘存握力的試驗結(jié)果隨著溫度的升高，金具的高溫握力逐漸下降，95℃下握力殘存率超過95%，110℃下金具的握力殘存率均超過90%，這說明提供導(dǎo)線溫度后金具的握力降低很小，仍然滿足使用要求。國家原蘇聯(lián)比利時加拿大導(dǎo)線溫度(℃)11015090100150125150時間(h)3324242410001強(qiáng)度變化(%)+15+20+10+12+1500高溫條件不良金具劣化及導(dǎo)線強(qiáng)度殘存握力的試驗結(jié)果隨著溫25輸電線路接觸電阻的帶電檢測新的儀器帶來的新思路輸電線路接觸電阻的帶電檢測新的儀器帶來的新思路26架空線路電氣絕緣理論電氣設(shè)備外絕緣特性長間隙擊穿特性氣體放電理論不夠完備直流條件下的沿面閃絡(luò)特性尚需研究（直流防雷）架空線路電氣絕緣理論電氣設(shè)備外絕緣特性氣體放電理論不夠完備27污穢程度與沖擊放電的關(guān)系一個未完成研究內(nèi)容污穢程度與沖擊放電的關(guān)系一個未完成研究內(nèi)容28架空輸電線路材料基礎(chǔ)有機(jī)材料的老化導(dǎo)電材料的腐蝕過程金屬材料的疲勞過程直流絕緣子的離子遷移問題絕緣材料老化理論的持續(xù)推進(jìn)交直流線路替代問題輸電線路的壽命評估輸電線路自身狀態(tài)的評價基礎(chǔ)殘余壽命的問題架空輸電線路材料基礎(chǔ)有機(jī)材料的老化絕緣材料老化理論的持續(xù)推進(jìn)29塔材腐蝕的一般規(guī)律環(huán)境對腐蝕速率的影響塔材腐蝕的一般規(guī)律環(huán)境對腐蝕速率的影響30復(fù)合絕緣子的老化機(jī)理復(fù)合絕緣子存在顯著的老化過程酸蝕——脆斷表面老化過程復(fù)合瓷絕緣子的物理基礎(chǔ)問題復(fù)合絕緣子的老化機(jī)理復(fù)合絕緣子存在顯著的老化過程酸蝕——脆斷31架空線路災(zāi)害相關(guān)理論架空線路的覆冰成災(zāi)架空線路的污閃成災(zāi)架空線路的風(fēng)災(zāi)理論架空線路災(zāi)害相關(guān)理論架空線路的覆冰成災(zāi)32架空線路覆冰機(jī)理氣候是否變了覆冰的氣象條件50年來上海地區(qū)的平均寒潮次數(shù)為4.06次；500年來上海地區(qū)的冰凍天氣次數(shù)約為2.3次架空線路覆冰機(jī)理氣候是否變了50年來上海地區(qū)的平均寒潮次數(shù)為33覆冰成災(zāi)的關(guān)鍵因素1降水量；2持續(xù)時間濕度與空氣中含水量差別實際的大氣往往處于未飽和狀態(tài)，空氣中含有一定量的水汽。單位空氣中含有的水汽質(zhì)量——絕對濕度。實際水汽壓與飽和水汽壓的比值——相對濕度。空氣中液態(tài)水的含量——空氣中以液態(tài)形式存在的水的含量。其他條件一定時，覆冰量與空氣中含水量呈正比相對濕度高僅僅是出現(xiàn)覆冰的條件，并不是決定因素。覆冰成災(zāi)的關(guān)鍵因素1降水量；2持續(xù)時間濕度與空氣中含水量差34污閃成災(zāi)的關(guān)鍵絕緣子選型和配置環(huán)境條件蘇浙滬皖福建危險等級有效干日數(shù)>60>70預(yù)警!50-6060-70重危險40-5050-60中危險30-4040-50輕危險<30<40無危險50年代，F(xiàn)．奧本諾斯（obenuns）首先提出了污閃的物理模型污閃成災(zāi)的關(guān)鍵絕緣子選型和配置蘇浙滬皖福建危險等級有效干日數(shù)35大風(fēng)成災(zāi)的理論確保通道是關(guān)鍵20127.26平圩電廠送出通道雙線同時跳閘前24小時強(qiáng)對流預(yù)報大風(fēng)成災(zāi)的理論確保通道是關(guān)鍵20127.26平圩電廠送出通36架空線路的運(yùn)維管理策略從線路的狀態(tài)出發(fā)建立一套合理的、量化的、操作性強(qiáng)的技術(shù)體系，能夠有效的利用現(xiàn)有在線和離線狀態(tài)信息及必要的技術(shù)手段，針特高壓輸電線路的整體或一個運(yùn)行區(qū)段，實現(xiàn)綜合的、科學(xué)的評價，并能夠指導(dǎo)其他不同電壓等級架空線路的綜合評價工作。架空線路的運(yùn)維管理策略從線路的狀態(tài)出發(fā)建立一套37運(yùn)行維護(hù)合同明確工作內(nèi)容明確技術(shù)要求明確責(zé)任范圍運(yùn)行維護(hù)合同明確工作內(nèi)容38運(yùn)行經(jīng)驗的積累IEEEGuideforCollectingandManagingTransmissionLineInspectionandMaintenanceData運(yùn)行經(jīng)驗的積累IEEEGuideforCollecti39直升機(jī)作業(yè)技術(shù)搶修（換導(dǎo)線）帶電換間隔棒（100個/天）帶電水沖洗（3500馬力=2572.5kW，水箱300L，水量持續(xù)10~15min，18foot=5.4m，可除掉油漆，純水）帶電換橫擔(dān)Air2公司的維護(hù)工作危險（有飛機(jī)墜毀）站班會長期外出有創(chuàng)新動力組合式的帶電作業(yè)工作交底絕緣工器具檢查清楚誤操作后果（電弧直徑20feet=6m）有創(chuàng)新動力直升機(jī)作業(yè)技術(shù)搶修（換導(dǎo)線）Air2公司的維護(hù)工作危險（有飛40謝謝謝謝41智能輸電技術(shù)領(lǐng)軍人才培訓(xùn)班檢修專業(yè)趙文彬濟(jì)南2013.8智能輸電技術(shù)領(lǐng)軍人才培訓(xùn)班檢修專業(yè)42內(nèi)容提要智能輸電技術(shù)的概念輸電技術(shù)源起智能輸電技術(shù)概念智能輸電的技術(shù)現(xiàn)狀先進(jìn)的輸電運(yùn)維技術(shù)輸電線路運(yùn)維的理論應(yīng)用基于狀態(tài)的線路運(yùn)維管理直升機(jī)作業(yè)技術(shù)內(nèi)容提要智能輸電技術(shù)的概念43電力發(fā)展的歷史1600-2009電力發(fā)展的歷史1600-200944我國輸電技術(shù)源起輸電技術(shù)起源于美國——愛迪生的GE公司我國最早的電網(wǎng)——上海的南京路1882.7.26中國的第一盞電燈出現(xiàn)在清光緒五年四月初八(1879年5月28日)，當(dāng)時上海公共租界工部局電氣工程師畢曉浦(J.D.Bishop)在乍浦路一幢倉庫里，以10馬力(7.46千瓦)蒸汽機(jī)為動力，帶動自激式直流發(fā)電機(jī)發(fā)電，點(diǎn)燃碳極弧光燈，全國第一盞電燈問世。光緒八年（1882年），英國人立德爾(R.W.Little)招股成立上海電氣公司(亦稱上海電光公司)，在大馬路31號A(今南京東路190號)創(chuàng)辦上海第一座發(fā)電廠。同時，在電廠的轉(zhuǎn)角圍墻內(nèi)豎起第一盞弧光燈桿，并沿外灘到虹口招商局碼頭立桿架線，串接15盞燈。清光緒八年六月十二日（1882年7月26日）下午7時，電廠開始供電，夜幕下，弧光燈一齊發(fā)光，炫人眼目，吸引成百上千的人聚集圍觀。第二天，上海中外報紙都作了電燈發(fā)光的報道。我國輸電技術(shù)源起輸電技術(shù)起源于美國——愛迪生的GE公司45智能電網(wǎng)的概念智能電網(wǎng)的概念存在一定差異美國歐洲國際上“智能電網(wǎng)”有兩種定義美國能源部（DOE）：GridWise強(qiáng)調(diào)安全和控制歐盟（EU）：SmartGrid強(qiáng)調(diào)新能源的接入能力中國2013年我國的裝機(jī)總量可達(dá)12.3億千瓦，居世界首位。國家電網(wǎng)公司“十二五”智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展目標(biāo)為：到2015年，形成堅強(qiáng)智能電網(wǎng)運(yùn)行控制和雙向互動服務(wù)體系，基本實現(xiàn)風(fēng)電、太陽能發(fā)電等可再生能源的友好接入和協(xié)調(diào)控制，電網(wǎng)優(yōu)化配置資源能力、安全運(yùn)行水平和用戶多樣化服務(wù)能力顯著提升，供電可靠性和資產(chǎn)利用率明顯提高，智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系基本建成，關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備實現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用。智能電網(wǎng)效益初步顯現(xiàn)，國家電網(wǎng)智能化程度達(dá)到國際先進(jìn)水平。南方電網(wǎng)公司提出以智能、高效、可靠、綠色為總體目標(biāo)，以需求引導(dǎo)、實事求是，整體規(guī)劃、統(tǒng)籌發(fā)展，有序推進(jìn)、試點(diǎn)先行，重點(diǎn)突破、機(jī)制先導(dǎo)為工作思路，實現(xiàn)四個“提高”智能電網(wǎng)的概念智能電網(wǎng)的概念存在一定差異美國歐洲國際上“智能46智能輸電技術(shù)的概念特高壓交、直流輸電柔性交流輸電技術(shù)（FlexibleAlternativeCurrentTransmissionSystems，F(xiàn)ACTS）柔性直流輸電技術(shù)（FlexibleHVDC）超導(dǎo)輸電技術(shù)多端直流技術(shù)智能輸電技術(shù)的概念特高壓交、直流輸電47柔性交流輸電技術(shù)柔性交流輸電的基本原理電力系統(tǒng)潮流分布傳輸線阻抗、發(fā)送端和接收端電壓幅值、以及這兩個電壓相位之間相角差的函數(shù)。

限制負(fù)荷容量熱容量電介質(zhì)穩(wěn)定性柔性交流輸電技術(shù)柔性交流輸電的基本原理電力系統(tǒng)潮流分布傳輸48柔性交流輸電基本模式通過調(diào)整無功和阻抗改變潮流分布柔性交流輸電基本模式通過調(diào)整無功和阻抗改變潮流分布49FACTS控制器的基本類型基本結(jié)構(gòu)FACTS控制器串聯(lián)型控制器并聯(lián)型控制器串并組合型控制器串串組合型控制器FACTS控制器的基本類型基本結(jié)構(gòu)FACTS串聯(lián)型控制器并聯(lián)50串聯(lián)補(bǔ)償裝置晶閘管控制串聯(lián)電容器（TCSC）晶閘管投切串聯(lián)電容器（TSSC）晶閘管控制串聯(lián)電抗器（TCSR）晶閘管投切串聯(lián)電抗器（TSSR）靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器（SSSC）串聯(lián)補(bǔ)償裝置晶閘管控制串聯(lián)電容器（TCSC）51并聯(lián)補(bǔ)償裝置靜止無功補(bǔ)償器(SVC),靜止無功發(fā)生器(SVG),靜止無功系統(tǒng)(SVS)，晶閘管控制的電抗器(TCR),晶閘管投切電容器(TSC)和晶閘管投切電抗器(TSR)。靜止同步補(bǔ)償器（StatCom/SVG）并聯(lián)補(bǔ)償裝置靜止無功補(bǔ)償器(SVC),靜止無功發(fā)52統(tǒng)一潮流控制器統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)是由并聯(lián)補(bǔ)償?shù)腟TATCOM和串聯(lián)補(bǔ)償?shù)腟SSC相結(jié)合構(gòu)成的新型潮流控制裝置，是目前通用性最好的FACTS裝置，僅通過控制規(guī)律的改變，就能分別或同時實現(xiàn)并聯(lián)補(bǔ)償、串聯(lián)補(bǔ)償和移相等功能。統(tǒng)一潮流控制器統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)是由53柔性直流輸電VSC-HVDC電壓源型高壓直流輸電系統(tǒng)ABB：HVDCLightSiments：HVDCPlus中國：FlexibleHVDC（傳統(tǒng)）LCC-HVDC電網(wǎng)支持換相的高壓直流輸電系統(tǒng)VSC-HVDCLCC-HVDC柔性直流輸電VSC-HVDC電壓源型高壓直流輸電系統(tǒng)VSC-54歐洲的柔性直流輸電工程法國~西班牙VSC-HVDC跨國聯(lián)網(wǎng)CustomerINELFE(RteandREE)ProjectnameINELFELocationBaixas,FranceSantaLlogaia,SpainPowerrating2x1000MWVoltagelevels±320kVDC,

400kV,50HzTypeofplantHVDCPLUS

65kmundergroundcableTypeofsemiconductorIGBTCommercialOperationScheduled2014歐洲的柔性直流輸電工程法國~西班牙VSC-HVDC跨國聯(lián)網(wǎng)C55美國的柔性直流示范工程世界在建的VSC-HVDC輸電工程預(yù)計2017年在美國紐約投產(chǎn)。輸電電壓±320kV，功率2000MW。采用80英里（128公里）電纜線路橫跨Hudson河。美國的柔性直流示范工程世界在建的VSC-HVDC輸電工程預(yù)計56直流聯(lián)網(wǎng)的新思路12月5日，南方電網(wǎng)公司董事長、黨組書記趙建國主持召開專題會議，聽取計劃發(fā)展部關(guān)于南方電網(wǎng)“十二五”規(guī)劃優(yōu)化及中長期目標(biāo)網(wǎng)架研究相關(guān)成果的匯報。公司總經(jīng)理鐘俊，副總經(jīng)理王久玲、賀錫強(qiáng)出席會議并講話。會議肯定了計劃發(fā)展部會同有關(guān)部門和單位在“十二五”規(guī)劃優(yōu)化和中長期電網(wǎng)發(fā)展等問題上所做的大量卓有成效的工作，同意南方電網(wǎng)未來西電東送輸電網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)路線以直流輸電技術(shù)為主。為避免電網(wǎng)發(fā)生多重故障時出現(xiàn)大面積停電事故，同意同步電網(wǎng)規(guī)模不宜過大的建議。南方電網(wǎng)2020年以后可視電網(wǎng)發(fā)展程度，適時分解為2～3個獨(dú)立同步電網(wǎng)運(yùn)行，同時，廣東電網(wǎng)內(nèi)部可以適時分成兩個相對獨(dú)立的同步電網(wǎng)。據(jù)報道，南方電網(wǎng)“十三五”電網(wǎng)規(guī)劃獲得批準(zhǔn)。周院士的“第三代”電網(wǎng)直流聯(lián)網(wǎng)的新思路12月5日，南方電網(wǎng)公司董事長、黨組書記趙建57電網(wǎng)的發(fā)展方式交流和直流130年前的交鋒關(guān)于電網(wǎng)發(fā)展思路的爭論將一直持續(xù)。電網(wǎng)的發(fā)展方式交流和直流130年前的交鋒58架空輸電線路運(yùn)維的理論及應(yīng)用架空輸電線路狀態(tài)方程架空輸電線路熱力平衡架空線路基本電氣模型架空線路的電接觸理論架空線路電氣絕緣理論架空輸電線路材料基礎(chǔ)架空線路災(zāi)害相關(guān)理論輸電線路的運(yùn)維要回到輸電線路設(shè)計和運(yùn)行要求的源頭。架空輸電線路運(yùn)維的理論及應(yīng)用架空輸電線路狀態(tài)方程輸電線路的運(yùn)59架空輸電線路狀態(tài)方程狀態(tài)方程導(dǎo)線狀態(tài)方程是利用基于導(dǎo)線懸掛點(diǎn)的水平應(yīng)力與垂直荷載的正切關(guān)系中建立起來的，并約減了其中的高階微小量。gm —初始?xì)庀髼l件下的比載，N/m·mm2；gn —待求氣象條件下的比載，N/m·mm2；tm —初始?xì)庀髼l件下的溫度，℃；tn —待求氣象條件下的溫度，℃；σm —在溫度tm和比載gm時的應(yīng)力，MPa；σn —在溫度tn和比載gn時的應(yīng)力，MPa；α —線溫度線膨脹系數(shù)，1/℃；E —導(dǎo)線的彈性系數(shù)，MPa；l —檔距，m；φ —高差角，?；通過狀態(tài)方程建立了導(dǎo)線溫度和導(dǎo)線受力、桿塔受力的關(guān)系，是線路力學(xué)基礎(chǔ)。架空輸電線路狀態(tài)方程狀態(tài)方程gm —初始?xì)庀髼l件下的60架空輸電線路熱力平衡摩爾根公式Wr——導(dǎo)線表面輻射散熱功率；Wf——導(dǎo)線表面對流散熱功率；Ws

——導(dǎo)線表面日照吸熱功率；R——使用溫度下導(dǎo)線的交流電阻；標(biāo)準(zhǔn)組織熱平衡項IEEECigreIECDL/T5092日照加熱(Ws)考慮考慮考慮考慮焦耳發(fā)熱(Wj)考慮考慮考慮考慮磁滯損耗(Wm)忽略考慮考慮考慮電暈發(fā)熱(Wc)忽略考慮忽略忽略對流散熱(Wf)考慮考慮考慮考慮輻射散熱(Wr)考慮考慮考慮考慮蒸發(fā)散熱(We)忽略考慮忽略忽略國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)考慮的熱平衡項目架空輸電線路熱力平衡摩爾根公式Wr——導(dǎo)線表面輻射散熱61認(rèn)識摩爾根摩爾根（VincentThomasMorgan）1923年生于倫敦，1943年畢業(yè)于倫敦理工學(xué)院（成立于1892年，1992年升級為大學(xué)，現(xiàn)名LondonSouthBankUniversity），1950年獲得學(xué)士學(xué)位,1951年進(jìn)入英國中央電氣研究實驗室工作，1964年赴悉尼參加了澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）應(yīng)用物理部，1971博士入學(xué)，1994年獲博士學(xué)位。主要研究方向包括架空導(dǎo)線的強(qiáng)度損耗、架空導(dǎo)線的溫度及電流分布和功率損耗、架空線及電纜的穩(wěn)態(tài)動態(tài)限額、電暈對導(dǎo)線熱傳導(dǎo)的影響、絕緣紙的介電性能，他還完成了悉尼地區(qū)太陽及風(fēng)的參數(shù)，在1998年還提出了架空線路的機(jī)械和熱特性的壽命模型。是CSIRO和IEEE的雙料Fellow。其著作《ThermalBehaviorofElectricalConductors》、《Thermalbehaviourofelectricalconductors:steady,dynamic,andfault-currentratings》、《Advancesinthetransmissionanddistributionofelectricpower》等均被視為架空線傳輸能力方面的經(jīng)典。認(rèn)識摩爾根摩爾根（VincentThomasMorgan62架空線路基本電氣模型架空線路的等值模型鋼芯鋁絞線的電氣特征架空線路基本電氣模型架空線路的等值模型鋼芯鋁絞線的電氣特征63導(dǎo)線溫度測量的科學(xué)方法熱的良導(dǎo)體測溫方法試驗室接觸式測溫在線接觸式測溫?zé)崞胶鈺rtw=t1=t2λ鋁=300W/m·?C導(dǎo)線溫度測量的科學(xué)方法熱的良導(dǎo)體測溫方法試驗室接觸式測溫在線64架空線路的電接觸理論電接觸的經(jīng)驗公式Rc——接觸電阻（μΩ）；F——接觸壓力（N）；Kc——與接觸材料、表面、接觸方式等有關(guān)的系數(shù)，通常實驗得出；m——接觸形式有關(guān)的系數(shù)對點(diǎn)、線、面接觸，分別取0.5，0.7，1；國家標(biāo)準(zhǔn)對于金具要求握力（GB/T2317.1）、接觸電阻按照《電力金具溫升電阻熱循環(huán)試驗》（GB/T2317.3），良好的金具完全可以適應(yīng)增容運(yùn)行。架空線路的電接觸理論電接觸的經(jīng)驗公式Rc——接觸電阻（μΩ65高溫條件不良金具劣化及導(dǎo)線強(qiáng)度殘存握力的試驗結(jié)果隨著溫度的升高，金具的高溫握力逐漸下降，95℃下握力殘存率超過95%，110℃下金具的握力殘存率均超過90%，這說明提供導(dǎo)線溫度后金具的握力降低很小，仍然滿足使用要求。國家原蘇聯(lián)比利時加拿大導(dǎo)線溫度(℃)11015090100150125150時間(h)3324242410001強(qiáng)度變化(%)+15+20+10+12+1500高溫條件不良金具劣化及導(dǎo)線強(qiáng)度殘存握力的試驗結(jié)果隨著溫66輸電線路接觸電阻的帶電檢測新的儀器帶來的新思路輸電線路接觸電阻的帶電檢測新的儀器帶來的新思路67架空線路電氣絕緣理論電氣設(shè)備外絕緣特性長間隙擊穿特性氣體放電理論不夠完備直流條件下的沿面閃絡(luò)特性尚需研究（直流防雷）架空線路電氣絕緣理論電氣設(shè)備外絕緣特性氣體放電理論不夠完備68污穢程度與沖擊放電的關(guān)系一個未完成研究內(nèi)容污穢程度與沖擊放電的關(guān)系一個未完成研究內(nèi)容69架空輸電線路材料基礎(chǔ)有機(jī)材料的老化導(dǎo)電材料的腐蝕過程金屬材料的疲勞過程直流絕緣子的離子遷移問題絕緣材料老化理論的持續(xù)推進(jìn)交直流線路替代問題輸電線路的壽命評估輸電線路自身狀態(tài)的評價基礎(chǔ)殘余壽命的問題架空輸電線路材料基礎(chǔ)有機(jī)材料的老化絕緣材料老化理論的持續(xù)