能源技术进步与区域专业化——特高压输电工程的视角

基于2003—2020年中国285个地级市数据,以特高压输电工程为切入点,研究能源技术进步对区域专业化的影响及作用机制。结果显示:以特高压输电技术为代表的能源技术进步显著提升了区域专业化水平,具体而言,较没有特高压输电项目城市,配备特高压输电工程城市的专业化水平提升约1.09%,且该效应在中小城市、资源丰富城市和内陆地区更强;在考虑样本选择偏差、基期分工水平、调整指标测度、剔除极端值并进行安慰剂检验和倾向得分匹配后,该结果依然稳健;进一步的机制分析表明,特高压建设所表征的能源技术进步通过激发资源禀赋的比较优势、生产的集聚效应来促进地区专业化。继续扩大特高压输电规模,合理实施区域专业化,互通有无、取长补短,对促进区域协调发展具有重要意义。

不确定环境下基于多智能体Q学习的海上风电输电工程电压调整降损优化

为了达到海上风电输电工程降损的目的,该文首先详细推导海上风电输电工程海缆传输效率函数,分析海缆传输效率影响因素和有载变压器分接头挡位优化降损原理,建立海缆输电工程日损耗优化模型;其次,考虑降损优化中风电场出力及并网点电压的波动,鉴于随机变量时间序列自相关性分析,提出一种基于预测数据驱动的高维凸包不确定集合建模方法,获得极限场景,降低决策保守性的同时提升计算效率;然后,采用Q学习算法进行训练,并结合多智能体系统优化方法求解优化模型,分接头挡位优化和调整时刻优化交替进行,智能体在动作策略与风电场运行状态的交互中不断学习,形成海上风电场日最佳分接头挡位及分接头挡位最佳调整时刻策略。最后,通过对某一海上风电场220 kV交流海缆输电工程的仿真分析,验证所提模型的合理性以及方法的有效性。

基于合成场强仪的输电工程地面合成电场研究

高压直流(DC)输电线路交叉跨越是我国特高压(UHV)技术发展中出现的问题。由于两回DC线路相互影响,交叉跨越区域内合成电场呈复杂的三维分布,UHV DC输电工程地面合成电场计算较为困难。选取典型±800 kV UHV DC输电工程进行地面合成电场的实测研究。参照GB 39220—2020,采用HDEM-01合成场强仪进行野外现场实测。测量参数为有效期内的场磨传感器上积聚的电荷量。测量结果与运行初期实测数据的对比结果表明:±800 kV换流站周边运行初期合成电场强度略低于后期,且整体水平较低;沿线电磁环境敏感目标运行初期、后期的实测数据中,74%的数值小于5 kV/m。通过此次研究,明确了UHV DC输电工程合成电场不同时期的特性。该研究有助于推进UHV DC输电工程的快速建成,并提高其运行安全性,从而推动电力工程建设的发展。

基于人工智能的电力输电工程故障定位与系统恢复技术研究

随着电力输电工程规模的不断扩大和复杂性的增加,电力系统的故障定位与系统恢复成为电力行业关注的重点。本文基于人工智能技术,研究了电力输电工程的故障定位与系统恢复技术。首先,对电力系统故障的背景和现状进行了概述,指出了传统方法在故障处理中的局限性;然后,详细介绍了人工智能技术在电力系统故障定位与系统恢复中的应用,包括机器学习、深度学习和神经网络等;提出了基于人工智能的电力系统故障定位与系统恢复框架,包括数据采集与预处理、特征提取与选择、故障定位与分类以及系统恢复策略优化等环节;详细介绍了各个环节中常用的人工智能算法和技术,并分析了它们的优缺点;最后,通过实验验证了该框架的有效性和可行性。

多端直流输电工程交流滤波器设计与无功补偿研究

多端直流输电系统是实现多个能源、负荷中心跨区域互联的有效技术,在技术性和经济性等方面都具备较强竞争力。笔者以我国企业承建、目前在建的某项海外多端直流输电工程为例,进行多端直流输电工程交流滤波器设计与无功补偿研究。该工程中某换流站是弱交流系统,对电压稳定性要求较高,标称频率为60Hz,设计交流滤波器时采用依照北美惯例的性能指标—IT乘积。介绍了多端系统与双端系统差异,IT乘积的计算假设回路结构,在此基础上针对换流站弱交流系统设计出满足性能要求的交流滤波器,并进行无功补偿研究。研究结果对最终确定实际工程交流滤波器方案具有一定的参考作用。

输电工程中的智能巡检技术应用

随着科技的不断进步,越来越多的智能技术进入我们的视野,给人们的工作带来了很大便利。在高压输电线路巡视作业中,由于其复杂的地理位置,人工巡线难度较大,因此智能化巡检技术正在逐步替代人工进行检查。基于此,文章结合具体的输电工程案例,对智能化巡检技术在输电线路巡视检测中的应用进行了探讨,旨在为相关部门和从业人员提供借鉴。

输电工程电力设备智能化研究

电力系统分为发、输、变、配电,其中输电工程是重要环节之一,做好输电工程的线路设备管理,对于电网的安全可靠运行至关重要,随着电力行业的不断发展和进步,电力系统在各环节逐步实现了智能化管理和应用,本文主要对输电工程电力设备智能化进行分析研究。

中国电气装备助力我国首个“交改直”输电工程投运

近日,国内首个“交改直”输电工程——扬州—镇江±200千伏直流输电工程正式竣工投运。作为我国新型电力系统建设的重点工程,该工程首次把交流输电线路改造为直流输电线路,为输电工程领域解决用电需求大、电网饱和度高、新建空间有限等难题提供了“中国方案”。该工程起于扬州高邮,止于镇江大港新区,线路全长约110千米,能大幅提升长江以北地区风电、光伏等清洁能源输送至苏南地区消纳的能力,满足清洁能源在长三角地区的优化配置需求。

±800 kV混合直流输电工程用DC 80 kV SF_(6)/N_(2)等离子体喷射触发间隙研制

白鹤滩—江苏±800 kV混合直流输电工程在交流侧故障穿越过程中,为了限制柔直母线上过电压吸收冗余能量需要加装可控自恢复消能装置。为了实现可控自恢复消能装置的1 ms快速投入,需要研制DC 80 kV SF_(6)/N_(2)等离子体喷射触发间隙。根据工程需求,分析了工程应用条件,明确触发间隙关键技术要求。针对高性能触发的要求,提出了高压脉冲型等离子体双级接续触发方法,设计了同轴层压式产品化触发腔,搭建触发特性试验平台,开展触发性能试验研究,并提出通过监测触发过程中储能电容电压变化在线监测触发性能的方法,研究结果表明,最低可触发电压为50 kV,触发时延在0.3 ms以内,空载触发寿命为1800次。针对大直流通流及快速绝缘恢复的要求,依据横磁电极旋弧原理,完成自旋弧主电极设计,开展电场及旋弧仿真,设计搭建了通流及绝缘恢复试验回路开展试验研究,拍摄电弧运动。结果表明,电弧能够沿主电极边缘高速旋转,实现30kA/50ms通流后0.1s恢复耐受1.5倍额定电压、通流寿命50次。基于上述关键问题的解决,完成了双冗余等离子体喷射触发间隙本体及高电位测控的成套装置结构设计,研制了样机并通过了第三方性能试验验证,绝缘、触发和通流关键技术指标全面满足白江工程要求并将工程应用。

±1100kV特高压直流输电工程用直流滤波电容器研制

随着输电距离超过3000 km,输电容量超过1200万千瓦,直流输电工程系统电压必须从800 kV提高到1100 kV,是世界最高电压等级,是世界首创,没有历史经验借鉴,给直流滤波电容器的研制带来了许多新课题。该文从直流滤波电容器单元的总体方案设计,到单串电压和场强选取、分布式均压电阻的选取、添加剂配方、电阻阻值范围和电容偏差的控制等关键问题展开研究,全面介绍了直流滤波电容器的研制和试验结果,通过对直流电容器直流电压的分布研究,发现了直流击穿电压是交流击穿电压的1.78倍左右,而不是过去认为的2倍,确定了介质结构和110.0 MV/m场强参数;根据直流电容器分布原理不同,研究外均压和内均压的均压效果及发热情况,确定了分布式均压电阻阻值Rg为3 MΩ;通过局部放电性能和耐电强度对比研究,加入适当的GRY611抗老化添加剂,可以减缓油的老化,延长了电容器的寿命;通过对控制电阻阻值范围和电容偏差研究,保证了产品运行的稳定性。研制的直流电容器及其装置,通过了单元试验验证和现场运行考验,满足了±1100 kV直流输电工程运行要求。

无人机技术在输电工程安全管理中的应用

无人机作为一种高效、灵活、安全的工具,在输电工程安全管理中发挥着重要作用。通过分析其在输电线路新建工程中的具体应用策略,研究表明无人机的远程监测和实时数据收集、智能分析、预警系统以及巡检与维护等方面的应用,能够提高工程的安全性和高效性,减少事故发生的可能性,为输电线路新建工程的安全管理提供了可靠的支持和保障。

特高压直流输电工程调试换流阀低压加压试验时直流电压异常跌落分析

为了进一步认识直流(DC)输电工程低压加压试验的特点,针对锦屏—苏州南±800kV特高压直流(UH-VDC)输电工程第一阶段分系统调试期间,锦屏换流站极Ⅰ低端换流阀低压加压试验过程中直流电压出现异常跌落的情况进行了详细理论分析和仿真研究。依据现场实测电压波形的特点、幅值及异常跌落周期和跌幅规律,对影响低压加压试验的试验电源、接线回路、直流系统控制系统及阀控制系统分别进行了排查研究,并且运用EMT-DC仿真软件对上述环节进行了故障模拟仿真。研究表明,低压加压试验中12脉动直流电压的前8个脉动波形正常,电压值基本保持在200V左右,第9个脉动的电压异常跌落至0V,第10、11、12个脉动的电压又回升并保持在100V左右,直至该周期结束,之后此过程每周期重复出现。由此特点推测试验过程中阀触发控制环节出现故障,导致某个阀未导通或异常触发,从而使直流电压异常跌落。在EMTDC仿真的阀不触发故障波形与现场波形完全符合,印证了推测的正确性。依据仿真结果,最终在现场发现阀触发环节中光纤回路故障,导致阀触发脉冲中断而出现异常,同时也得到了12脉动阀组中单个阀未触发情况下的典型波形。可见,通过对现场波形的详细分析以及仿真的进一步校验,发现了导致低压加压试验异常的原因,使得试验最终顺利进行并获得成功。另外,通过分析、研究,对于试验中可能出现问题的环节以及对应的异常特征有了进一步的认识,尤其是低压加压试验触发异常情况的波形特点,对于今后其他工程的建设和相关研究都有一定的参考价值。

第一个国产化双极海缆直流输电工程——嵊泗高压直流输电工程

嵊泗高压直流输电工程是一个典型非常规的弱受端动负荷海缆输电工程,从上海向嵊泗岛及宝钢马迹山码头供电。受端电源及负荷的特殊性使该工程具有很大技术难度。该工程系统研究、主设备制造,阀控、站控,直流保护设备研制,安装及调试全部由国内单位承担。通过该工程,介绍国内直流技术自主发展水平及直流设备国产化进展情况。

输电工程中的智能巡检技术应用

阐述输电工程中的传统检查问题,探讨输电工程中的无人机巡检技术、物联网数据通信技术、巡检目标辨识技术、专家系统监督技术的应用。

输电工程项目建设全过程质量管理分析

研究输电工程项目全过程质量管理,目的在于推动电力事业的高质量、可持续发展,提高输电工程项目建设的质量水平。通过分析可知输电工程项目建设的全过程质量管理全面涉及研究阶段、设计阶段、施工阶段以及验收阶段四大部分。全过程质量管理要覆盖市场前景分析、综合保障分析、风险控制分析、经济与社会效益分析、职责分工、设计质量管控流程、设计技术管理、设计质量评价及考核、制度管理、经济管理、技术管理、常见施工质量问题管理、工程验收等要点。只有基于这些要点优化管理才能提升相应的管理水平,才能保障工程项目建设质量。

国内首个交流改直流输电工程线路开工

2023-03-21,扬州—镇江±200 kV直流输电工程在扬州市江都区宜陵镇白塔村举行线路开工仪式,标志着工程进入全面施工阶段。据悉,扬镇直流工程是我国首个交流改直流输电工程,工程利用现有五峰山大跨越,将交流输电改造为直流输电。五峰山大跨越是江苏首条跨江的220 kV输电通道,一直以来,江苏大规模风电以及65%左右的光伏分布在长江以北地区,需要通过跨江电力通道,输送到长江以南电力需求量大的地区。

直流输电工程换流站内部暂态过电压抑制方法

由于换流站内部暂态过电压持续时间较短,导致传统优化设备与开关的控制策略下抑制效果不佳,文章提出直流输电工程换流站内部暂态过电压抑制方法。根据直流输电工程换流站元件模型模拟计算出内部暂态过电压,配置能量同步转换装置,控制该装置抑制换流站内部暂态过电压。试验结果表明,该方法在降低换流站内部暂态过电压幅度的同时,抑制了暂态过电压后稳态电压偏高的问题。

特高压直流输电工程控制保护装置通信故障及处理研究

特高压直流输电工程是目前电力输电系统中的一项重要技术,其具有传输能量大、损耗小、占地面积少等优点。然而,在特高压直流输电过程中,控制保护装置通信故障是常见的问题,对于这些故障的及时处理是保证输电工程正常运行的关键。通过研究特高压直流输电工程控制保护装置通信故障产生的原因和处理方式,探讨如何增强特高压直流输电工程的稳定性和可靠性。

±1100 kV特高压直流输电工程直流滤波器装置研制

过去的±800 kV直流输电工程仅能满足输电距离3000 km、输电容量1000万千瓦以内,昌吉-古泉的输电距离提高到3340 km,输电容量提升到1200万千瓦,已经无法满足要求,只能尝试提高电压等级到±1100 k V,因此,整个示范工程都是第一次应用,特别是昌吉换流站位于新疆地区,风沙大、地震要求高等恶劣环境,以及绝缘水平难度高、电晕大等问题,直流滤波器及其装置的研制更是难度最大的、首创的。由于±1100 kV系统的规模、环境、运行特性及绝缘水平不同,直流场滤波器及其装置的设计、制造、安装及运行等方面的技术要求都需要全面重新考证。该文仅对HP2/12-C1直流滤波器装置的总体方案设计、整体电场分布与表面场强控制、绝缘配合户内装置高度的限制、抗地震等关键问题展开研究,全面介绍直流滤波器装置的研制和仿真验算结果,直流装置首次采用均压罩和梯形均压环配合的结构,满足表面电场强度的要求,防止了直流装置电晕的产生;首次采用750kV等级绝缘子,满足低压端对地、爬距的要求;通过优化直流装置结构,满足限高26 m的工程要求,同时满足8度地震烈度要求。通过第三方的仿真计算和抗震计算验证及工程运行考验,首次研制的直流滤波器装置能满足±1100 k V直流输电工程要求。

向家坝至上海特高压直流输电工程换流器的投退策略分析

向上特高压直流输电工程采用双换流器串联接线方式,为应用单换流器在线投/退这一项新技术,通过向上特高压直流输电工程系统调试,研究了特高压直流单换流器正常在线投入/退出及保护退出控制策略。联合控制模式下,控制系统会自动协调两站换流器的投退过程;独立控制模式下,两站运行人员通过电话联系,投入换流器时先投入整流侧,再投入逆变侧,而退出换流器时则是先退出逆变侧再退出整流侧,但是保护退出则为例外。研究结果可为特高压直流输电工程的运行、维护提供技术参考。