电网输送能力提升方法研究综述

石啸林 1

沈阳工程学院电力学院 辽宁省沈阳市 110000

摘要：随着用电需求的增加，提升电网的输送能力是目前电网的主要目标。本文先分析了影响输电能力的主要因素，在此基础上介绍提升电网输送能力的主要方法，叙述了提升输送能力的相关技术，并对相关的研究现状进行汇总。可为电网规划设计提供参考。

关键词：输送能力；主要方法

0引言

随着中国的快速发展，国民的用电需求也随之增加，在一些经济发达的地区，限制经济发展的主要原因之一便是电力短缺。然建设新的输电网需要漫长的建设时间，且需要大量投资，同时建设输电线路的同时，也会增加对环境的危害。故需要在现有的电力设备基础上，尽可能提升电网的输送能力。本文介绍了目前提升电网输送能力的主要方法，叙述了提升输送能力的相关技术，并对相关的研究现状进行汇总。

1影响输电能力的因素

影响输电能力的因素一般分为：线路传输功率、功角稳定、无功调压稳定、线路的发热特性。线路的传输功率与其输电能力是成正比的。功角稳定、调压稳定是交流输电系统安全稳定运行的两个基本条件，目前保持两者稳定的技术已经发展成熟。线路的发热已经成为限制线路传输的主要因素。在很多的运行环境中，线路的热稳定问题已经成为输电线路输送能力的瓶颈。

2提升输送能力的主要方法

目前，提升输电线路输送能力的主要方法，总体上分为两种：静态增容和动态增容。

2.1静态提升输送容量

静态提升输送容量的思路主要为提升线路自然功率或者各类稳定极限。具体方法有提升电压等级，如超、特高压输电；柔性交流输电技术（FACTS）；采用大截面、耐热导线以提升线路热稳定能力；紧凑型输电技术等

2.2动态提升输送容量

架空输电线路在设计时，往往考虑各种极限条件，例如天气条件恶劣，负荷过大等。设计人员会根据极限条件确立一个极限容量。可以看出，线路的极限容量是一个基于极限条件下的保守容量。但实际运行中，极限条件很少发生。这便意味着实际运行中，线路的还远远未达到极限的运行状态，对于线路的输送能力没有有效的利用。在保证安全的前提下充分发挥输电线路的极限容量，便可以在不改变线路的结构下提升输送能力，此为动态增容。

3提升输送能力的相关技术

3.1柔性交流输电技术（FACTS）

利用电力电子技术改造交流输电的系列技术，此为柔性交流输电技术。利用电力电力器件，控制交流电的无功功率、电抗和相角，进而提升交流输电系统的可靠性，是输电系统具有更高的灵活性，有效增加线路容量。目前常用的柔性交流输电装置主要为静止补偿器和精致同步补偿器、可控串联补偿器等。

3.2紧凑型输电技术

紧凑型输电技术是通过缩小相间距离、优化导线排列等改变线路结构的方式来减少输电线路的电抗，增加线路容抗，提高自然功率。采用紧凑型线路需要考虑无功补偿、带电作业等问题。

3.3基于气候监测的动态增容技术

从技术名称上便可以直接看出，基于气候监测的动态增容技术就是通过实时的输电线路电流值与气象站实时监测的气候条件计算导线的最大输送容量。此方法简单快捷，经济可靠。但输电线路跨越区域广泛，气候条件差异性很大，而且微气候信息气象站无法及时获取。因此，此方法应广泛适用于气候变化差异性小的地区。

3.4基于直接温度测量的动态增容技术

直接温度测量就是在输电线路上安装实时的温度传感器上传实时的温度数据和线路数据，此方法计算结果相比气候监测技术节省传热计算得部分，计算结果更为快捷。但是此方法需要布置大量的温度传感器，耗费大量投资。并且传感器测温技术测量的往往是几个测点温度，不是线路的平均温度，这样往往会带来计算误差。

3.5基于张力测量的动态增容技术

美国 Nexans 公司开发的 CAT-I 产品，其核心技 术是通过直接测量导线张力确定输送容量的^［11］。 张力监测装置可测量整个耐张段的导线张力，最后能给出耐张段内各个档距内的弧垂和平均温度，使导线在更长的范围内结果更准确，并节省了开支。但为了得到较准确的导线温度，此系统在安装初期线路必须长期或经常停电，以获取较大范围的净辐射温度来拟合出导线温度曲线。同时，这种方法也无法避免高温时导线温度估计不准的问题。

结语

本文对当前提升电网输送能力的技术方法进行了总结叙述。影响电网输送能力的因素有：线路传输功率、功角稳定、无功调压稳定、线路的发热特性。线路的发热已经成为限制线路传输的主要因素。提升电网输送能力的方法主要分为两种：静态增容技术和动态增容技术。最后，对不同的增容方法的主要技术进行了概括。静态增容技术主要为：提升电压等级、采用大截面、高耐热导线；柔性交流输电技术；紧凑型输电技术。动态增容技术主要为：基于气候监测的动态增容技术；基于温度监测的动态增容技术；基于张力测量的动态增容技术。其中，基于气候和温度测量的方法具有一定的误差，基于张力测量是比较可行的方法。本文对相关技术和研究成果的汇总叙述，可为未来电网规划设计、提升输送能力建设提供一定的参考。

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