特高压电网

日前湖南省发改委发布《湖南省电力支撑能力提升行动方案（2022—2025年）》。方案指出，加快构建坚强可靠智慧、源网协同互动的新型电力系统。到2025年，特高压电网形成“2交2直”对外联络通道，主干网和配电网不断完善，长株潭配电网达到国家中心城市标准。

北京电力设备总厂有限公司以特高压电网装备、大型电站辅 机设备、工程总包成套服务、备品配件与检修维护服务为主业， 并与清华大学合作建设新能源关键直流装备联合研究中心，研发新型电力系统的电力电子关键设备、智慧能源设备、“风光储氢 ” 设备等高端智能电力装备。2022 年企业综合能源消费量 3816.1 吨标煤，总用电量 1071 万 kWh。北京电力设备总厂有限公司“源 网荷储 ”一体化绿色微电网（简称北京电力设备总厂微电网）自主研发低碳能源管控系统平台，建设 4. 1MW 分布式光伏、1.5MW 交直流混合微网系统架构、直流充电桩以及直流照明等负荷、 4MWh 防爆储能系统，形成光储联合发电控制运行方式和调度模式示范应用。

气体绝缘金属封闭输电线路（GIL）是一种采用气体绝缘的高电压输电线路，具有传输容量大、损耗低、占地少等特点。多年来，国内外投运的GIL最高电压等级为800kV，且核心技术被国外长期垄断，1100kV GIL研制尚属空白。随着我国特高压电网的规模化建设，输电线路跨大江、大河等特殊环境时输电走廊限制难题逐渐显现，亟需开发出适用于特高压输电的GIL产品。项目组历经多年攻关，研制出世界首台高参数1100kV GIL， 项目获授权发明专利19项，受理发明专利25项，实用新型专利11项；软件著作权4项；发表学术论文18篇；出版著作1部。研制的1100kV GIL产品填补了世界空白，并成功应用于淮南~南京~上海特高压交流工程南京站、苏通GIL综合管廊工程等。近三年，项目新增合同额9.255亿元，利润2.541亿元。项目成果由中国电力企业联合会组织鉴定，达到国际领先水平，成为我国特高压输电领域的又一项重大技术创新。

陶留海同志21年坚守生产一线，立足岗位，不忘初心，牢记使命，埋头苦干，矢志创新，守护着河南超特高压电网的安全。

预览交流1000千伏特高压输电技术具有输送容量大、距离远、效率高和损耗低等技术优势。我国特高压工程建设初期，国内外没有成熟技术和运行经验，但电网发展对特高压输电又十分迫切，为确保工程按期投运、安全运行，工程的安全性考虑是重中之重。近几年来，特高压交流工程进入大规模建设阶段，仅北京市的特高压工程就有张北-北京西-石家庄、晋北-北京西-天津南、锡盟一北京东一济南等多个特高压工程。因此，“确保安全性、提高经济性”，进一步提升特高压输电的经济性已成为特高压输电的更高目标。本项目在特高压输电过电压抑制技术和绝缘配合方面开展了大量研究，为节省工程投资、提高设备的运行可靠性提供了强有力的支撑。 本项目聚焦于优化过电压的限制措施和特高压变电站的绝缘水平，在前期特高压工程过电压和绝缘配合研究成果的基础上，紧密结合我国特高压电网发展的特点，总结国内外相关研究成果，进行深入研究，达到进一步提升特高压输电经济性的目的。

随着特高压电网建设的逐步推进和高压直流输电技术的日益成熟，我国特高压输电系统取得了稳步的发展。按照国家电网的发展战略，2020年前后，将建设成以1000kV交流和士800kV直流特高压骨干网架为核心的坚强的国家电网。另外随着中国“一带一路”战略的启动，特高压项目在国外正不断落地，中国首个特高压技术项目是投资18亿元人民币的巴西美丽山士800kV特高压直流项目。拥有一支技术全面经验丰富的特高压系统运行人才队伍是保证特高压电网长期安全运行的必要条件，因此加强相关技术及管理人员的培训显得尤为重要，特别是开发一些英语、葡萄牙语等国际化培训。 一方面，目前大多数学员对特高压设备的认知仅仅停留在课本上，没有见过真实设备，对设备没有直观认识，不能理解内部构造和原理；另一方面，特高压真实设备受空间和经费限制的问题。大多数特高压实体设备体积比较庞大，实训室放置实体设备就受到一定限制。而且该类设备造价较高，如果购买大量特高压设备也需要耗费大量经费。 因此亟待开发出一种集成套实训装置、三维虚拟仿真、与增强现实智能终端于一体的培训系统，打破特高压设备学习的时间和空间的限制以满足培训需+求，提高培训质量和效率。

现场整体式绝缘考核相比分布式绝缘考核，对保障电网设备安全运行更加有效，且电压等级越高，整体绝缘考核更为必要。但是，以特高压GIL（公里级、容性）、电抗器（感性）为典型的大容量设备，现场整体绝缘试验仍为空白。主要存在三方面难题：①装备制造难。受试验空间限制，装备电-热-结构耦合关系复杂，温升、局放等指标控制与容量提升矛盾突出，制造困难。②过程实现难。GIL内部金属微粒运动随机性强，老练电压参数与微粒捕获率的定量关系难以建立；电抗器内部放电与外部复杂干扰严重混叠，人工识别易发生误判。③缺陷定位难。缺陷放电激发的信号传输-响应量化模型难以准确建立，无法实现精准定位。项目团队历时5年，产学研用协同攻关，首创现场试验用大容量补偿装置设计制造技术。发明了温度-结构耦合迭代的补偿电抗器轴、径向温升非线性控制技术，提出了多重约束、载荷解耦的补偿电容器集约型结构设计方法，研制了移动式绝缘试验装备，与德国等已有装备比，感性、容性补偿容量分别提升7.5倍、71.7%。创新了关键装备。提出GIL分级量化加压、电抗器局放自主识别技术。揭示了微粒跳跃高度与碰撞恢复系数、归一化电压呈指数关系的机理，提出了“敏感电压”分级量化老练方法，金属微粒捕获率提升18%；提出脉冲电流极性判断、时域波形特征聚类的放电源分离技术，电抗器试验放电源诊断准确率达90%。创新了试验方法。研发特高压GIL、电抗器内部放电源精准定位技术。发现了GIL放电声波传播“高峰/陡降效应”，提出了跨越高峰区域、逼近陡降区域的传感器布置方法，创建了放电源全域反演算法，实现公里级GIL放电米级定位。提出了基于多物理因子、双端差异化响应的电抗器绕组放电缺陷定位技术，精度达到线饼级。创新了处置手段。 项目获授权发明专利27项，多项关键技术被纳入1项国家标准、4项行业标准、1项企业标准，出版专著1部，发表论文41篇。中国电机工程学会组织、邱爱慈院士领衔的鉴定委员会认为：“技术成果居国际领先水平”。成果先后应用于特高压盱眙、淮南站及苏通GIL管廊，推广至国内10项特高压工程，核心技术还应用于ABB、东芝、天威保变等主流设备厂家，成功发现GIL绝缘子表面异物、电抗器出线放电等多起绝缘缺陷。实现了特高压大容量设备绝缘试验从分布式考核到整体式考核的技术跨越，有力保障了我国特高压电网运行安全。

目前，特高压直流输电工程施工中使用的液压压接机吨位一般在300t以下，而1250mm2大截面导线接续管管径达到80mm，在压接过程中，为了保证压接质量，达到要求的握着力，利用常规设备压接时，模宽必须相应减小:另外接续管的压接长度达到410mm，比以往的压接长度有所增加，利用常规设备对1250mm2' 截面导线进行压接时至少需要5模，在地面压接时，效率低的问题就突现出来:同时随着压模次数得增加也会带来压接铝管弯曲的问题，影响压接质量。 本项目针对特高压直流输电工程中1250mm大截面导线的压接效率问题，提出新型高效液压压接机研制与应用，减少压接模数，提高1250mm2 大截面导线用接续管的压接效率，及压接质量，降低施工成本。 新型高效压接机的研制充分结合了当前常规压接机压接大截面导线存在的技术问题，彻底解决了输电线路大截面导线的压接效率低、压接质量差的难题，提高了1250m2大截面导线压接质量和效率，为特高压电网后期的安全运行提供强有力地保障，填补了国内1250mm导线大吨位压接机技术的空白，经济社会效益明显，具有十分重要的意义。

我从事电力系统运行分析已经有20多年，深度参与了500千伏川渝三通道、渝鄂直流等重点工程的建设，见证了重庆电网的发展变化。在此期间，我带领团队承担了搭建仿真模型、系统调试等任务，助力建成重庆电网源网荷储全电磁仿真平台。

溪洛渡左岸～浙江金华±800 千伏特高压直流输电工程是我国“西电东送”的重要能源通道，是我国“十二五”特高压电网建设的重点项目。对其进行在线监测设计可以保障特高压线路安全、可靠、稳定运行。本文从装置的选取及布置、通讯组网的方式、电源设计这三个方面介绍了目前输电线路在线监测技术，提出相应的设计原则，并将其应用于溪浙特高压直流线路中。