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输电线路交改直的关键技术研究 目录 TOC \o 1-9 \h \z \u 目录 1 正文 1 文1：输电线路交改直的关键技术研究 1 一、架空线路改造 2 1、基于三极结构的直流输电技术 2 （1）特性概述 2 （2）基于不同换流器拓扑的TPS-HVDC 3 二、电缆线路改造 3 1、概述 3 2、电压电流调制策略 3 三、多条线路改造 4 1、概述 4 2、拓扑结构 4 结束语 5 1）在架空线路改造方面 5 文2：气壮理不直的民事公诉 5 原创性声明（模板） 11 正文 输电线路交改直的关键技术研究 文1：输电线路交改直的关键技术研究 引言： 伴随着电源容量、用电需求的急剧增长以及资源、能源的日益紧张和环境保护的迫切要求，需要通过新建大量输电线路或者改造已有的输电线路，来大幅度提高电网的输电能力。然而，随着电网的发展和电网结构的日趋复杂化，电网建设与土地资源之间的矛盾日益突出，尤其是在人口密度高、土地资源紧张的经济发达地区，电力需求庞大，土地资源有限，给电网建设带来极大困难，这种条件下新开辟一条输电走廊的难度可想而知。因此，为满足日益增长的负荷需求，同时节约土地资源和更大范围内地实现资源优化配置，较为经济可行的方法是在现有交流输电网架的基础上对输电线路进行扩容改造，提升现有线路走廊的输电能力。 一、架空线路改造 1、基于三极结构的直流输电技术 （1）特性概述 为充分利用线路的过载能力，增加直流功率的传输容量，文献[12]和[13]提出了一种基于三极结构的直流输电（tripolestructurebasedhighvoltagedirectcurrent，TPS-HVDC）概念。TPS-HVDC指的是在充分利用原有三相交流输电线的基础上，通过特殊的电流调制方法和换流站技术，较大幅度提升线路输电容量的一种直流输电结构。其拓扑结构和相应的电流调制策略，如图1（a）和（b）所示，其中Idp、Idn和Idm分别为正极、负极和调制极的直流电流，Ud为直流电压，Imax和Imin为正极和负极上的最大直流电流和最小直流电流。 图1TPS-HVDC的拓扑结构和调制策略 从图中可以看出，TPS-HVDC包含3个输电极：正极、负极和调制极，与双极HVDC不同的是，极1和极2的中性点电流不流入大地，而是通过具有双向流通能力的极3进行回流。正常运行时，各极电流Idp、Idm和Idn不是恒定的，而是在两个电流值之间来回变换。极1和极2电流的绝对值在Imax和Imin之间变化，极3流过的电流是极1与极2电流的差值。极1和极2直流电压Ud的极性保持不变。极3的电流方向周期性地变化，因此，极3的电压极性也必须呈现周期性的反转以保证功率的传输方向不变。 （2）基于不同换流器拓扑的TPS-HVDC 随着大功率可关断器件的快速发展和广泛应用，采用电压源型换流器（voltagesourceconverter，VSC）类的直流输电系统应运而生。虽然从现有技术来看，与电网换相换流器（linecommutatedconver-ter，LCC）相比，VSC类换流器存在运行损耗大、制造成本高等缺点，但其控制灵活、可彻底解决换相失败等优点使其具有较好的发展前景。TPS-HVDC同样可采用上述输电技术，但由于每极情况不同，需要分别选择。对于极3而言，其直流电压和直流电流要求具有双向运行能力，而现有常用换流器都不满足这种要求，因而需要寻找新的满足要求的换流器拓扑。 二、电缆线路改造 1、概述 按照绝缘材料的不同，交流电缆可分为充油电缆、塑料电缆、充气电缆等多种类型，其中，塑料类材料中的交联聚乙烯（XLPE）以其软化点高、热变形小、抗热老化性能好等优势，已经在各类电压等级上得到广泛使用。当此类绝缘材料的交流电缆线路改造成直流线路时，需要面临的一个问题是：直流高压电场作用下，交流电缆内的绝缘介质中或者界面上空间电荷积累严重，如果空间电荷密度足够高，局部电场甚至可能超过绝缘介质的击穿场强，导致介质破坏。而实际运行的交流电缆在研制时并没有考虑直流场下的空间电荷问题。 2、电压电流调制策略 通过实验测试指出，当交流频率高于0.01Hz时，空间电荷积累效应很不明显。直流换流器不能产生正弦电压波形，但可以通过一定方式实现方波电压的输出。方波可分解成无数个不同频率的交流正弦波，根据空间电荷产生的机理，只要方波周期足够短，便能有效抑制空间电荷的积累。本文针对电缆线路，提出了两种SWAC的电压电流调制方法。 三、多条线路改造 1、概述 多端直流（multi-terminalHVDC，MTDC）输电系统由多个换流站及其相互连接的各直流输电线路组成。与两端直流输电系统相比，MTDC能够实现多电源供电、多