输电线路交改直的关键技术研究

与现有交流输电线路扩容改造方案相比,将交流输电线路改造成直流输电线路(输电线路交改直)的方式能够最大程度地发挥原有线路的输电能力使其输电功率最大化,因而具有较好的应用前景。为此,从架空线路改造、电缆线路改造和多条线路改造3种交改直方式入手,对输电线路交改直技术进行论述。针对架空线路改造,概括阐述了基于三极结构的直流输电(tripole structure based HVDC,TPS-HVDC)技术和基于三线双极结构的直流输电(three-wire bipole structure based HVDC,TWBS-HVDC)技术在运行特性、拓扑结构、传输容量等方面的相关特性。针对电缆线路改造,鉴于国内外研究文献较少,提出了对称和不对称两种调制方式,同时还提出了两种拓扑结构:三极式方波交流(tripole type square wave AC,TPT-SWAC)和三相双极式方波交流(three-phase bipole type SWAC,TPBT-SWAC)输电结构。针对TPBT-SWAC内用于调节支路电流的可变电阻器,对其阻值分配方案进行了研究,得到了计算阻值的通用公式。针对多条线路改造,描述了基于TPS和TPT-SWAC或TWBS和TBPT-SWAC构建的多端直流结构,分析表明TWBS和TPBT-SWAC相较于TPS和TPT-SWAC在多端直流应用上更具优越性。多角度、多层次地分析了输电线路交改直的关键技术,能够为输电线路交改直提供更加开阔的技术思路,进而促进该领域的创新发展。