1)經(jīng)濟(jì)性角度:
特高壓交流輸電具有大容量、遠(yuǎn)距離、低損耗、輸電走廊明顯減少等優(yōu)點(diǎn),在輸送同容量、等距離情況下,其經(jīng)濟(jì)性比超高壓交流輸電更好。具體如下:
① 建設(shè)成本:有資料測(cè)算,按相同容量分析,目前特高壓等級(jí)的發(fā)電機(jī)升壓變壓器的成本還高于超高壓,但特高壓設(shè)備的費(fèi)用均低于超高壓的:線路為超高壓的60%~70%,斷路器為50%~70%,并聯(lián)電抗器為90%,特高壓升壓和降壓變壓器(包括自耦變壓器)與超高壓大體相當(dāng)。采有空氣絕緣的傳統(tǒng)型變電所,整個(gè)造價(jià)將比超高壓節(jié)省10%~15%。一條傳輸容量為5700MW的1 150 kV線路,可代替5~6條500 kV線路或3條750 kV線路。施工中可節(jié)省鐵塔用材近1/3,節(jié)約導(dǎo)線近1/2。
② 輸電成本:美國(guó)邦維爾電力局曾將500 kV與1 100 kV的輸電成本進(jìn)行了比較。以322 km(200 mile)長(zhǎng)的輸電線路為例,經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)換點(diǎn)為2400 MW。目前有關(guān)國(guó)家規(guī)劃和建設(shè)的交流特高壓線路的輸送容量,遠(yuǎn)大于2400 MW,一般單回線路的輸送容量為5 000~6 000MW,且多數(shù)線路長(zhǎng)度也超過322 km,因此特高壓輸電線路的經(jīng)濟(jì)性顯而易見的。上述比較是建立在相同線路損耗的基礎(chǔ)上,實(shí)際上特高壓輸電線路可大大減少輸電損耗,輸送同樣的容量,1100 kV線路的損耗為500 kV線路的20%~50%,由此可見,提高輸電電壓對(duì)減少傳輸能量的損失有很大的作用。
③ 輸電走廊利用率:隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,征地費(fèi)用在輸電工程建設(shè)投資中所占的費(fèi)用比例將越來越高,在人口稠密地區(qū)和林區(qū),處理走廊所需賠償費(fèi)用有的已占總投資的30%以上。這就要求電網(wǎng)的規(guī)劃、發(fā)展要立足于綜合、長(zhǎng)遠(yuǎn)的考慮,充分挖掘每一走廊的容量輸送潛力。據(jù)估計(jì),1條1150kV輸電線路的輸電能力可代替5~6條500kV線路,如1150kV特高壓輸電線路按環(huán)境要求走廊寬度約為90m,6回500kV線路的走廊寬度約為 360m,則1150kV特高壓線路走廊寬度約僅為同等輸送能力的500kV線路所需走廊寬度的1/4,采用特高壓輸電提高了走廊利用率。
④ 線路損耗:特高壓交流輸電與超高壓交流輸電相比,具有低損耗的特點(diǎn)。1100KV特高壓輸電線路的線路損耗大約是500KV超高壓的1/16。
2) 運(yùn)行方面:
① 短路電流:特高壓交流輸電能夠限制短路電流,有利于從根本上解決500kV輸電線路短路電流超標(biāo)的問題。
② 無功補(bǔ)償:特高壓輸電系統(tǒng)電壓高、電流大,線路一般比較長(zhǎng),無功平衡問題比較突出,而且隨線路長(zhǎng)度的增加更加顯著。
③ 操作過電壓:在特高壓電網(wǎng)建設(shè)初期,尤其是電源送出工程初期,由于電源側(cè)系統(tǒng)較弱,工頻過電壓水平較高,相應(yīng)地導(dǎo)致操作過電壓水平也提高,直接影響設(shè)備制造成本和系統(tǒng)的運(yùn)行性能。
④ 運(yùn)行可靠性:目前特高壓交流輸電設(shè)備制造的水平還不如超高壓交流輸電那么成熟,最令人擔(dān)憂的就是設(shè)備的制造水平和可靠性能否滿足運(yùn)行要求。
⑤ 穩(wěn)定性:當(dāng)線路輸送功率變化,送、受端無功將發(fā)生大的變化。如果受端電網(wǎng)的無功功率分層分區(qū)平衡不合適,特別是動(dòng)態(tài)無功備用容量不足,在嚴(yán)重工況和嚴(yán)重故障條件下,電壓穩(wěn)定可能成為主要的穩(wěn)定問題。
⑥ 環(huán)境的影響:特高壓略大于超高壓。這里所說的環(huán)境影響主要指電磁環(huán)境影響。電暈放電產(chǎn)生的無線電干擾是高壓架空送電線的固有特性,其頻率基本上就在30MHz以內(nèi),主要可能對(duì)居民的中、短波廣播接收質(zhì)量產(chǎn)生影響。但是據(jù)研究表明,特高壓輸電線路的無線電干擾控制指標(biāo)或預(yù)計(jì)的干擾水平可以達(dá)到與現(xiàn)有實(shí)際運(yùn)行的最高電壓等級(jí)的線路的干擾指標(biāo)相當(dāng)。
對(duì)比分析大型電網(wǎng)分別采用交流和直流進(jìn)行互聯(lián)的利弊
大型電網(wǎng)采用直流互聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)有:
① 直流輸電線路的輸送容量大、輸電損耗小、線路走廊窄,且傳輸容量不受無功限制,適合大容量遠(yuǎn)距離輸電,特別適合于海峽兩岸輸電;
② 直流的一個(gè)極發(fā)生故障,另一個(gè)極可以繼續(xù)運(yùn)行,且可充分發(fā)揮其過負(fù)荷能力,可以不減少或少減少交換功率的損失;
③ 可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)間的異步互聯(lián):被聯(lián)電網(wǎng)可以是額定頻率不同的電網(wǎng),也可以是額定功率相同但非同步運(yùn)行的電網(wǎng);
④ 直流輸電不增加被聯(lián)電網(wǎng)的短路容量,不需要由于短路容量的增加而更換斷路器等;
⑤ 被聯(lián)電網(wǎng)之間交換功率的大小、方向可以方便快速的進(jìn)行控制,有利于快速調(diào)節(jié)交流系統(tǒng)的有功和無功平衡,從而提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
大型電網(wǎng)采用直流互聯(lián)的缺點(diǎn)有:①換流裝置昂貴;②消耗無功功率多;③對(duì)交流系統(tǒng)的諧波污染;④缺乏直流開關(guān);⑤發(fā)生換相失敗,特別是閉鎖后對(duì)于整個(gè)輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性存在很大的影響。
與直流互聯(lián)相比,采用交流互聯(lián),特別是超高壓交流互聯(lián),同樣具有輸送容量大、輸電損耗小、線路走廊窄等優(yōu)點(diǎn),能夠提高互聯(lián)電網(wǎng)的電力交換能力。此外,采用交流互聯(lián),不存在諧波污染,不存在直流閉鎖問題。
與直流互聯(lián)相比,其缺點(diǎn)體現(xiàn)在:
①被聯(lián)電