專(zhuān)利名稱(chēng):柔性直流輸電工程的一種電壓等級(jí)選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及輸電電壓等級(jí)選擇方法,尤其是柔性直流輸電工程的一種電壓等級(jí)選擇方法。屬于電力系統(tǒng)輸配電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
基于電壓源換流器的高壓直流輸電技術(shù)(VSC-HVDC)最初由加拿大學(xué)者Boon-TeckOoi等人首次提出。在ABB公司最早于1997年的試驗(yàn)工程Hallsjon工程成功運(yùn)行后,該項(xiàng)技術(shù)正式打開(kāi)了商業(yè)運(yùn)行的大門(mén)。ABB公司將該技術(shù)命名為“輕型直流(HVDC-Light)”,西門(mén)子公司將其命名為“新型直流(HVDC-Plus)”。而在國(guó)內(nèi),一般將其命名為“柔性直流(HVDC-Flexible)”。柔性直流相對(duì)常規(guī)傳統(tǒng)直流,最大的不同之處在于使用了全控型電力電子器件、電壓源換流器和脈沖調(diào)制三個(gè)方面。它可以實(shí)現(xiàn)有功功率和無(wú)功功率獨(dú)立控制 并不需無(wú)功補(bǔ)償;并且不需要電網(wǎng)短路電流的支撐而獨(dú)立換相;在潮流反轉(zhuǎn)時(shí)只需改變電流方向而無(wú)需調(diào)整電壓極性;可以實(shí)現(xiàn)近似正弦的交流輸出波形而無(wú)需大容量濾波器。這些優(yōu)點(diǎn)使得柔性直流輸電技術(shù)的應(yīng)用前景越來(lái)越明亮,隨著器件等技術(shù)水平的提高,柔性直流輸電已經(jīng)在一定范圍內(nèi)取代了常規(guī)直流。柔性直流電壓是指柔性直流輸電系統(tǒng)直流側(cè)整流后電壓的平均值。在早期的柔性直流工程中,受限于電力電子器件發(fā)展水平,柔性直流工程的電壓等級(jí)均較低,可選擇范圍較小,隨著器件及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)水平的發(fā)展,柔性直流工程可選擇的電壓等級(jí)范圍越發(fā)寬廣,在此情況下,不同的電壓等級(jí)導(dǎo)致的工程造價(jià)、損耗、綜合經(jīng)濟(jì)水平差異較大。因此,直流電壓的選擇,對(duì)柔性直流工程有著重要作用。同時(shí),柔性直流電壓對(duì)變電避雷器保護(hù)水平、內(nèi)過(guò)電壓和絕緣配合、對(duì)外絕緣配置、換流站的布置等也有較大影響,是柔性直流換流站設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),柔性直流接入電壓選擇隨著輸送容量和應(yīng)用場(chǎng)合的不同也有較大區(qū)別。但目前的柔性直流工程,還沒(méi)有一種合適的電壓等級(jí)選擇方案,可以有效控制柔性直流工程的造價(jià)水平和運(yùn)行費(fèi)用水平。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題,提供柔性直流輸電工程的一種電壓等級(jí)選擇方法,具有以綜合經(jīng)濟(jì)水平為導(dǎo)向,技術(shù)上可行、綜合經(jīng)濟(jì)水平最優(yōu)的特點(diǎn)。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到柔性直流輸電工程的一種電壓等級(jí)選擇方法,其特征在于包括以下步驟I)首先從技術(shù)角度出發(fā),確定柔性直流輸電工程的輸送容量和輸送距離,再根據(jù)柔性直流輸電工程的輸送容量和輸送距離與柔性直流輸電直流和輸電電壓的關(guān)系,并由此確定柔性直流輸電工程的直流輸電電壓表達(dá)式,根據(jù)所述直流輸電電壓表達(dá)式推導(dǎo)出電壓等級(jí)的范圍;2)然后從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā),根據(jù)步驟I)中所得的直流輸電電壓等級(jí)范圍,選取至少三種電壓等級(jí)方案,測(cè)算每種方案的工程造價(jià)和傳輸損耗費(fèi)用,由工程造價(jià)和傳輸損耗費(fèi)用相加得到工程總投資,再確定綜合年運(yùn)行費(fèi)用的計(jì)算表達(dá)式,利用該計(jì)算表達(dá)式算出各種電壓等級(jí)方案的綜合年費(fèi)用;3 )通過(guò)對(duì)步驟2 )各種電壓等級(jí)方案的綜合年費(fèi)用進(jìn)行比較后,選擇符合設(shè)定經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的合適的柔性直流輸電工程的電壓等級(jí)。本發(fā)明的目的還可以通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案如下本發(fā)明優(yōu)選的一種實(shí)施方案是步驟I)中所述的確定直流輸電電壓的表達(dá)式如下
權(quán)利要求
1.柔性直流輸電工程的一種電壓等級(jí)選擇方法,其特征在于包括以下步驟 1)首先從技術(shù)角度出發(fā),確定柔性直流輸電工程的輸送容量和輸送距離,再根據(jù)柔性直流輸電工程的輸送容量和輸送距離與柔性直流輸電直流和輸電電壓的關(guān)系,并由此確定柔性直流輸電工程的直流輸電電壓表達(dá)式,根據(jù)所述直流輸電電壓表達(dá)式推導(dǎo)出電壓等級(jí)的范圍; 2)然后從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā),根據(jù)步驟I)中所得的直流輸電電壓等級(jí)范圍,選取至少三種電壓等級(jí)方案,測(cè)算每種方案的工程造價(jià)和傳輸損耗費(fèi)用,由工程造價(jià)和傳輸損耗費(fèi)用相加得到工程總投資,再確定綜合年運(yùn)行費(fèi)用的計(jì)算表達(dá)式,利用該計(jì)算表達(dá)式算出各種電壓等級(jí)方案的綜合年費(fèi)用; 3 )通過(guò)對(duì)步驟2 )各種電壓等級(jí)方案的綜合年費(fèi)用進(jìn)行比較后,選擇符合設(shè)定經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的合適的柔性直流輸電工程的電壓等級(jí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性直流輸電工程的一種電壓等級(jí)選擇方法,其特征在于步驟I)中所述的確定直流輸電電壓的表達(dá)式如下
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柔性直流輸電工程的一種電壓等級(jí)選擇方法,其特征在于步驟2)中所述的確定綜合年運(yùn)行費(fèi)用的計(jì)算表達(dá)式下
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性直流輸電工程的一種電壓等級(jí)選擇方法,其特征在于所述綜合年運(yùn)行費(fèi)用包括運(yùn)行維護(hù)費(fèi)和電能損耗費(fèi),所述運(yùn)行維護(hù)費(fèi)為工程總投資的1% 3%,電能損耗費(fèi)按電能損耗3000 4000h,電價(jià)O. 04 O. 06萬(wàn)元/MWh計(jì)算。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性直流輸電工程的一種電壓等級(jí)選擇方法,其特征在于所述電力工業(yè)投資回收率為6% 10%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了柔性直流輸電工程的一種電壓等級(jí)選擇方法,包括以下步驟1)首先確定柔性直流輸電工程的輸送容量和輸送距離,再根據(jù)柔性直流輸電工程的輸送容量和輸送距離與柔性直流輸電直流和輸電電壓的關(guān)系,確定柔性直流輸電工程的直流輸電電壓表達(dá)式和推導(dǎo)出電壓等級(jí)的范圍;2)然后根據(jù)步驟1)中所得的直流輸電電壓等級(jí)范圍,選取至少三種電壓等級(jí)方案,測(cè)算每種方案的工程造價(jià)和傳輸損耗費(fèi)用和工程總投資,確定綜合年運(yùn)行費(fèi)用的計(jì)算表達(dá)式、算出綜合年費(fèi)用;3)通過(guò)對(duì)步驟2)各種電壓等級(jí)方案的綜合年費(fèi)用進(jìn)行比較后,選擇符合設(shè)定經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的合適的柔性直流輸電工程的電壓等級(jí)。本發(fā)明通過(guò)綜合經(jīng)濟(jì)比較,選擇柔性直流工程合適的直流電壓等級(jí),可以有效控制柔性直流工程的造價(jià)水平和運(yùn)行費(fèi)用水平,廣泛適用各種柔性直流工程。
文檔編號(hào)H02J3/36GK102820670SQ20121027586
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者施春華, 董紅, 王詩(shī)超, 陳冰, 陳麗萍, 張東輝, 鐘杰鋒, 孫景強(qiáng), 馮曉東, 朱志芳 申請(qǐng)人:中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院