输电工程

5月6日9时，在江苏常州与无锡交界的一处树林内，一架无人机在±800千伏白鹤滩—江苏直流输电工程线路通道附近飞巡。该工程江苏段横跨苏南4市8县（区），沿线地势以丘陵、平原为主，植被茂密。春夏之际，树木生长迅速。搭载三维激光雷达系统的无人机可高效获取交叉跨越、树线距离等空间距离信息，测距精度可达厘米级。

近年来，随着直流输电工程的快速发展以及直流负载的广泛应用，高可靠、低成本的直流断路器研究日益受到人们的关注。然而，目前尚未完全形成系统的直流保护理论体系与快速直流断路器技术，难以保障直流电网的安全可靠运行，阻碍了其进一步发展。本报告，首先对直流配电网的故障特性进行了分析，指出固态断路器更符合中低压直流系统的需求；在此基础上提出了一种基于碳化硅JFET的智能固态断路器拓扑结构及其控制策略；此外，讨论了JFET的串并联技术，大幅提升了直流固态断路器的功率等级。

换流变压器是特高压直流输电工程中技术水平最高、单体体量最大、单体价格最高、制造难度最大、出现故障后果最严重的设备。

换流变压器是特高压直流输电工程中技术水平最高、单体体量最大、单体价格最高、制造难度最大、出现故障后果最严重的设备。

套管作为输电工程中的核心“咽喉”设备，主要用于在输电工程中将载流导体穿过与其电位不同的设备金属箱体或阀厅墙体，引入或引出全电压、全电流，起绝缘和机械支撑作用，是电能输送的必经之路，也是我国电网的“卡脖子”技术之一。套管运行时受电、热、力、气象环境等多应力、多因素联合作用，运行条件及其苛刻，其运行可靠性直接影响电网的运行安全。

2020年以来，国网湖南电力研发了多种型号电建钻机应用于线路工程机械化施工，然而仅提高施工机械化率难以推动输电工程建设水平实现质的飞跃。为提升数智化施工水平、提高全过程施工质效，通过建立并恢复真立体像对，将影像、地形数据由tif数据格式处理为切片格式，检测并引入线路设计GIM模型，可完成全线三维数字沙盘建立。在提高施工设备应用率的同时，通过应用数字沙盘技术，辅助临时道路设计优化、组塔设备选型、单基策划输出、牵张场选址规划、“三跨”校检推演。作者结合洞庭-益阳东500千伏线路工程全过程机械化施工举措，从数字沙盘技术要点、技术方案应用情况、“流水化作业”模式等方面进行汇报和分享。在数智化技术与“大班组+N个小班组”作业模式互融共进下，该工程施工效率提升1.75倍以上。同时，针对当前输电线路数字沙盘应用、施工组织中存在的困难和问题浅谈思考和体会。

高压直流(high voltage direct current，HVDC)换流器具有一定的动态无功调节能力，充分利用换流站的无功调节能力，可显著改善HVDC系统的稳定性能。文中研究了HVDC系统稳态运行时的无功功率可调节能力，分析了有功功率和无功功率相互耦合的特性，以国际大电网(conference International des grands reseaux electriques,CIGRE)的HVDC标准测试模型和贵广Ⅱ直流输电工程模型为算例，对稳态工况的直流电流可运行范围进行了解析，进而求出整流、逆变两侧的无功功率可调节能力，并将其应用在无功控制中。研究发现，CIGRE的HVDC标准测试模型对于容性的无功功率和感性的无功功率调节能力相近，而贵广Ⅱ直流输电工程模型对感性无功的调节能力远大于对容性无功的调节能力。在电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC中验证了无功功率可调节能力的正确性和应用价值。

发展海上风电是实现 “双碳”目标的重要举措。直流海缆是海上风电输电工程的重要装置，而海缆稳态载流量等研究对推动远海风电大规模开发具有重要意义。近年来高压直流海缆稳态载流量的相关研究考虑海洋环境因素较为单一且未充分考虑绝缘层温差的限制。文中建立了500 kV直流海缆与海水系统的电-热-流耦合模型，研究了单根和双极海缆在不同敷设方式下垂直洋流(垂直于海缆长度方向流动的洋流)流速，考虑绝缘层温差限制、双极不同间距等对载流量的影响。结果表明，相较于仅考虑线芯温度70 ℃限制，综合考虑绝缘层温差20 ℃限制的载流量更小，且相较于其他敷设方式，直埋敷设时绝缘层温差20 ℃限制对载流量的影响更小；双极海缆的载流量随双极间距增大而增加，流速为0.1 m/s时涡旋对海缆载流量有较小的提升作用；在绝缘层温差为6 ℃附近，电场发生翻转。研究结果可为敷设方式的选择以及载流量的预测和评估提供重要指导和参考。

超/特高压输电线路是能源输送的大动脉，获取准确的线路电气参数是开展电力系统继电保护、潮流控制和经济调度、故障诊断及定位的先决条件。研究团队在高幅值感应电抑制、同塔多回长线参数精确测量、接地点高精度定位等方面取得突破，研制了长线分布参数精确测试和线路接地点精确定位成套装置，构建了线路参数测试的理论模型-测试方法-试验装备全环节技术标准体系，解决了高压输电线路参数精确测量面临的感应电抑制难、交直流耦合复杂、接地点定位误差大的难题。 项目成果在“疆电外送”±1100kV昌吉-古泉线路、巴西±800kV美丽山直流等海内外超/特高压工程广泛应用，有利支撑了输电工程的建设和输电线路的运维。