交流输电

为展示输电领域关键技术创新成果，交流输电线路安全可靠运行经验，推动输电线路建设、运行维护和管理高质量发展，中国电力企业联合会科技开发服务中心联合中国电力企业联合会标准化管理中心和国家技术标准创新基地（智能电网）以“智慧输电、安全高效、绿色发展、标准赋能”为主题，定于2023年8月3-4日在安徽省合肥市组织召开第十届输电技术大会。

柔性低频交流输电技术是采用可关断电力电子器件和模块化多电平拓扑的新型输电技术。因兼具工频交流输电和柔性直流输电的优点,该技术在远距离输电、海上风电送出及城市电网相关领域得到了广泛关注。在详细介绍柔性低频交流输电的基本工作原理和系统结构的基础上,对其技术特点及相关领域的应用研究现状进行了梳理总结。最后,就柔性低频交流输电需重点研究的系统接入技术、变频器主电路拓扑、控制与保护系统、谐波与电能质量分析、主设备低频适应性等关键技术进行了展望。

国网宁波公司输电中心，管辖架空输电线路785条，线路长度7964.709km。其中500千伏交流输电线路41条，长度1542.2km。宁波位于东南沿海，山地平原面积比为6：4，运行环境复杂，输电六防均有典型场景。基于现状，国网宁波公司积极推进输电线路的数字化转型，推进无人机、智能监控装置的机器替代，打造“立体巡检+集中监控”的输电线路运检新模式。积极推进全业务核心班组建设，始终坚持输电线路检修能力不退化，带电作业能力有提升，2022年全年持票完成三级风险作业103项，四级风险作业606项，2023年2月完成500kV等电位作业合成绝缘子更换工作。

我国电网发展概述，电网建设规模、电网投资水平、特高压和柔性直流工程、国际电网项目合作开展、电网节能减排成效、电网面临的形势与挑战。电网工程新技术、新设备与新材料的研究与应用，包括直流输电技术装备研发和应用、灵活交流输电技术、配用电新技术、新型器件和材料、电网数字化、智能化技术、电网技术装备发展。

本文对比分析了适用于海上风电场的高压交流（HVAC）、常规高压直流（LCCHVDC）和柔性直流输电（VSCHVDC）3种并网方式，详细说明了柔性直流输电技术在风电并网上的应用情况，并着重探讨柔性直流输电并网的经济性，表明了柔性直流输电技术在海上风电传输领域的广阔应用前景。

输电线路电磁环境是社会公众高度关注的问题，经常发生邻近居民阻止项目建设、投诉电磁环境伤害的纠纷事件。电磁环境已经成为电网建设及运营、电力供应的重大外部制约因素。电晕放电和电磁环境控制措施是在输电线路设计与建设阶段实施的，然而，输电线路投运后导线表面持续积污，表面状态粗糙度持续改变，引发电晕特性持续改变，电晕放电恶化，电磁环境劣化甚至超标，但目前不掌握定量性的变化规律，亟待解决；电磁环境预测是线路设计中极为重要的关键环节，目前工程上通用的平面镜像法缺乏对复杂状况的预测能力，需要补充提高；电磁环境纠纷往往起源于对电磁环境的过度忧虑，消除疑虑的人体电磁感应评估技术有待发展提高。 针对上述技术需求开展攻关，本项目提出了电网长期运行实际导线表面状态的定量测试方法，建立了长期运行导线表面特征图谱库，取得了以往未知的长期运行导线表面状态的变化规律和量化数据，发现了导线表面粗糙度随运行年限和污区等级变化的规律，提出了表面粗糙度 Ra 计算公式。实现了对运行中导线表面状态的量化评估，为电晕放电控制提供科学依据和指导。发现了长期运行输电导线电晕特性、电磁环境的变化规律及量化数据，提出了导线粗糙系数定量计算方法，指导输电线路设计实现电晕放电和电磁环境精准控制，避免长期运行后电晕放电恶化，确保输电线路全运行寿命期内电磁环境始终达标。建立了复杂地面情况下的输电线路工频电场模型，对斜坡地面首次采用几何变换处理方法，对一般复杂地面采用表面电荷模拟，实现了复杂情况下工频电场强度的预测评估，计算简化，效率提高，提高了复杂状况电磁环境预测能力。结合有限元法和模拟电荷法的各自优势，提出并建立了基于有限元法和模拟电荷法及表面电荷法的工频电场混合模型。建立了工频电磁场人体电磁感应模型，实现了人体电磁场分布计算，实现了人体电磁感应评估，提高了计算效率。 项目获授权发明专利 3 项，实用新型专利 1 项，软件著作权 2 项。发表论文 17 篇，SCI/EI收录 10 篇。项目成果自2015 年 1 月开始应用，目前已经在 170 条 110kV-500kV 输电线路设计中应用，在数百个环保技术服务、环评和安全卫生评价等项目中应用，效果良好。项目成果使输电线路全运行寿命期内电磁环境达标，避免超标影响电网建设运营、电力供应和人体健康，同时防止过度控制造成建设成本浪费，具有重大环境效益、经济效益和社会效益。具有很大的推广应用前景。项目通过科技成果鉴定，整体达到国际先进水平。

随着新能源、直流、柔性交流输电系统等电力电子类设备入网规模越来越大，新型大电网的运行特性发生巨大改变，电磁暂态精细化仿真成为未来电力系统仿真的重要手段。但电磁暂态建模困难严重制约了电磁暂态仿真的工程应用，针对这一难题，提出了一种基于BPA数据快速生成ADPSS电磁暂态模型的技术解决方案，研发了相应转换建模软件，通过分组建模控制、映射建模、用户自定义建模、拓扑优化布局等技术手段，实现BPA数据到ADPSS模型的快速自动化转换建模。基于BPA区域电网数据，利用该软件完成了算例规模超过5000个三相节点的某省级电网的全电磁暂态建模，建模效率得到很大提升，校核结果验证了转换建模软件的有效性。

国网公司在致力于建设坚强国家电网的同时，高度重视智能电网技术研究和工程实践，取得了一批拥有自主知识产权的重要成果，在技术理论、装备制造和工程实施方面为发展智能电网打下了坚实的基础。主要表现在：特高压输电技术、广域测量系统、柔性交流输电、调度自动化等领域达到国际领先水平，积累了丰富的工程实践经验；分布式发电、光伏发电、新能源接入、电动汽车应用等取得重要进展，部分研究成果已转化并广泛应用于电网建设；智能电网调度技术支持系统、用电信息采集系统已经完成前期技术准备。