對於提高電網輸電能力同時減少損耗,你有什麼新創意?

提高電壓、降低電阻、減少集膚效應等等已經應用的除外,你還有什麼新創意?


分頻傳輸,使用低於50hz頻率的交流電傳輸功率,這個王錫凡院士在做。

分頻輸電是一種非常有競爭力的輸電方式。,歷史上曾出現過25、50/3、50、60、133Hz 的電網。例如,1896 年美國的布法羅水電站向紐約送電就採用了25Hz 的方案。

如果能在發電、輸電、用電等環節採用不同的頻率,則可能產生巨大的效益。例如,若採用較低

的頻率進行遠距離輸電,則可大幅度提高線路輸送能力;若採用較高的頻率來使用電能,則可顯著減

少電氣設備的體積和重量,節約能源和原材料。

交流輸電系統的輸送功率極限是 Pmax= U^2/X.其中,U為系統電壓,X為輸電線路電抗。因此,為了提高輸送功率,可以提高電壓,也可以降低電抗。 電抗X=2×pi×f×L,即與頻率f成正比。

所以,降低輸電系統頻率能夠成反比的提高輸電功率極限。例如,當頻率降低為50/3hz時,理論上可以提高3倍的輸電容量。尤其是針對水輪機組或風電機組,其本身出口頻率就不高,可直接通過低頻傳輸電力,到了用戶附近再提高頻率。

倍頻器可以使用:高效大功率的鐵磁型三倍頻變壓器

或大功率電力電子器件:

【1】http://www.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=cjfqdbname=cjfq2005filename=zgdc200512001uid=WEEvREcwSlJHSldTTGJhYkhsMkZkbFduTVVIb0FEaGRucWFVV2NadEVVUmFESkpBbGt4YS90bEFMVDNkeExiWQ==p=


超導技術不錯,理論上零損耗,目前在美國已經試點應用。


我試著答一下。

我覺得現在提出的很多方案很好,但是沒有考慮到已經投入到萬億級別的資金。

能夠利用現有設備的方案才是一個好的方案。

我個人比較支持在配電自動化基礎上考慮線路導線截面進行經濟負載調控。

就是在多備和結構優化的基礎上,設置線路的經濟運行負荷。

如果可以的話,盡量考慮在負荷中心多布點。

但是這個經常遇到政府阻力。


電網的輸電功率主要有線路的自然功率決定的,表達式為Pn=Un^{2} /Zn,其中的Zn為線路的波阻抗,表達式為Zn=sqrt{L0/C0}。可見,如果要提高線路的輸送功率的能力,可以通過減小波阻抗Zn和提高系統額定電壓Un來實現。所以,一方面,國家電網大力扶持特高壓項目的上馬,來提高電壓等級Un;另一方面,通過技術手段來減小波阻抗Zn,例如採用分裂導線,來減小線路電感和增大電容,或者採用緊湊型輸電。樓上說的減小輸電系統頻率確實是個提高輸送功率能力,可以減小系統的電抗值,但是我覺得一方面這個對電力電子要求很高,並且由於大規模輸電對電網穩定性影響很大,從而需要很高的可靠性,另外一方面則是需要考慮減少頻率對系統穩定性影響,例如低頻震蕩,繼保動作等問題。

當然,在線路的自然功率基礎,我們可以通過減少系統損耗來提高系統輸電能力。一方面,可以採用超導技術,目前日本已經研製出商用的超導電纜,利用液氮進行冷卻,並且在電纜多處布置壓縮電機進行降溫;另一方面,需要減少系統的無功損耗,無功的傳輸也會帶來系統的有功損耗,這就是系統潮流計算當中的無功最優潮流,同時通過使用無功補償器來實現減小無功損耗。


這涉及到成型改造問題。就像家裡的房子要做結構性的改造是很艱難的事情,一般只在基礎上改善,加以「裝修」!


這樣的話 那些線路上電力設備怎麼辦 還有一些發電場自帶用戶豈不是也要變頻

我覺得只能像 通過換流站類似的方法 進行換頻 在發電側發出50/3的頻率是不可控的


推薦閱讀:

為什麼電力系統頻率由負荷決定?
磁暴會引發電網大停電嗎?
高壓直流斷路器開斷短路電流的方式有哪些?
液態導體?
直流配電網是否有可能大規模應用於電網?

TAG:電力 | 電力傳輸 | 智能電網 | 電網 | 電氣工程 |