中国 西部、北部和东南沿海地区的风电资源;西部和北部的太阳能资源;西部、北部的煤炭资源;西南部水力资源与东部沿海的负荷连 接起来。 缓解我国能源分布和电力消费呈逆向分布、各种发电能源分布不均等问题。 把各种电力能源有效纳入到统一电网中,提高电力资源的优化配置能力。将把华中、华东和华北电网通过交、直流互联,形成统一的同步电网。
通过对比分析,学生总结出:积极规划建设能充分利用新能源电力的智能超级电网,是各国电网发展的重要课题。而高压直流输电因其可大容量、远距离传输,且操控性、兼容性好,使得其在各国未来电网规划中,都起到如下重要作用:
a.加强区域网互联; b.实现各地新能源并网;
c.实现大规模远距离输电,优化电力资源配置。
故学生认为,参考其他国家智能电网规划中高压直流输电与新能源建设的实践经验与实施技术,综合考虑我国:实际资源与负荷分布、已有电网构架、目前技术水平等方面,将为我国智能电网建设规划打下较为坚实的基础。
第五章 分析与建议
5.1分析结果
总结前文,给出分析结果如下:
1)面对国际环保义务和国内能源形势,我国能源结构急需优化,新能源的建设与发展迫在眉睫。
2)我国能源资源与电力负荷呈逆向分布,需要拥有大容量、远距离输送能力且可控性、兼容性好的输电技术来缓解这一问题。
3)高压直流输电因其固有的技术特点及在新能源建设中的优势,是解决上述问题的重要措施,将在未来电网发展的各阶段发挥其作用。
4)参考欧、美智能电网中,高压直流输电和新能源建设的规划、实验数据资料、实践经验,综合考虑我国国情,对于我国未来电网规划具有重要意义。
5.2我国高压直流输电与新能源建设的建议
结合我国国情及直流电网技术的应用前景,学生参考文献【3】给出一种未来我国电网发展的愿景:
利用VSC-HVDC (voltage sourced converter high voltage direct current)输电技术将西南地区丰富的水能、三北地区丰富的太阳能和风能、东部沿海地区
丰富的风能汇集并连接成多个区域直流电网,减小新能源发电的间歇性及不稳定性。
利用 LCC-HVDC( line-commutated converter high voltage direct current)输电技术及 DC/DC 直流电压变换技术将区域直流电网输出的大规模电力送往中东部负荷中心区域,实现全国范围内的资源优化配置。
将各大区电网通过特高压交直流输电线路互联,从而形成覆盖全国的交直流输电骨干网架,如下图所示:
图9 我国未来电网的愿景
为实现上述愿景,进一步给出一种考虑大规模新能源接入的高压直流电网拓
扑结构如图10所示:
图10 直流电网的拓扑结构图
上述电网具有如下特点:
1)含有多个直流电压等级;(对应一定的输送功率和输送距离应有最合理的线路电压。)
2)集成了 VSC-HVDC 和 LCC-HVDC 两种直流输电方式;(综合两种技术方式的优点。)
3)具有网络化(即“网孔”)结构,冗余度高,系统可靠性高;(这是其拓扑结构特点所造成的,即“网孔结构”使得电网间节点与节点之间关系更为紧密,联系更多。)
4)含有对称单极和双极 2 种直流系统结构(运行方式丰富、控制手段灵活); 5)大大加强了互联交流系统的运行稳定性。
5.3 设想直流电网拓扑结构的意义
由此可见,该设想直流电网充分利用了 LCC-HVDC和 VSC-HVDC 各自的优点,并利用 DC/DC 电压变换器,实现大规模陆上和海上新能源发电基地的可靠接入,最大限度的大范围消纳新能源电力、减小波动功率注入对电网的影响;同时可以充分地利用现有交直流输配电设备,实现交直流电网(注:是不同类型和不同电
压等级的)之间的连接和故障隔离,为我国未来电网的研究和规划提供参考。
第六章 结论
本文对我国能源结构、HVDC技术特征、“欧美中”三地区HVDC与新能源建设规划发展情况进行了综合分析,得出:为了应对国际环保任务和国内严峻的能源形式,研究发展 HVDC与新能源建设是刻不容缓的。
针对主要矛盾,本文结合文献给出了我国HVDC与新能源建设的发展愿景和拓扑结构:即通过高压直流输电,在加强各大电网间联系的同时,把各地分散的新能源发电资源与我国重要负荷相连。此外,提出的直流电网拓扑结构,因其结构的特性以及直流输电的优良性能,能在提高运行方式的丰富性、操作的可控性、系统的稳定性方面发挥重要作用,为我国未来电网规划与建设提供参考。
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