半波長輸電技術

我國的一次能源基地與負荷中心相距甚遠，如新疆煤電基地、西藏水電基地到東部負荷中心的距離約3000km。對超遠距離、超大容量的輸送，半波長輸電技術(Half-Wave-Length AC Transmission，HWACT )成為一種可行的解決方案。

由電路原理可知，輸電本質上波的傳播過程，當線路足夠長時，在傳輸功率極限和沿線電壓分布等方面會出現許多與常規輸電線路不同的特性。

半波長輸電正是根據交流線路長度等于一個工頻半波，即3000公里(50Hz)時，輸送功率極限可以達到無窮大這一特性而確定的輸電方式(適用于理想的無損線路)。

基于傳輸線和二端口理論推導出可用于工程計算的特高壓半波長交流線路的準穩態模型。輸電線路的正序參數可以等效為π形二端口形式。

傳輸線二端口π形等值線路

無損線路首、末端的有功功率和無功功率方程為：

式中δ為首末端電壓相位差，當sinδ=1時，線路傳輸的有功功率最大，即線路的功率極限為：

以自然功率為基準值，不同線路長度下的極限傳輸功率特性如下圖所示，當βl=π或0時，即l=0或3000km時，理論上功率極限趨于無窮大。因此半波長輸電線路的理論傳輸功率遠大于常規線路。

從理論分析上看，當輸送距離為半波長時，輸電特性等同于一條極短電氣距離的輸電線路。理論上輸電功率可達到無窮大。

但實際的輸送功率要受到沿線電壓分布和線路絕緣水平等因素的制約。

對于理想半波長輸電，首端和末端的電壓、電流幅值都相等，相位差180?。

因此，末端電壓和末端電流之間的夾角與首端電壓和首端電流之間的夾角相同，電源與負荷之間的電氣距離接近于零，經半波長交流輸電的遠方電源在某些電氣特性上幾乎等同于受端本地電源。

對無損半波輸電線路來說，輸電過程既不消耗和吸收有功，也不消耗和吸收無功，有功和無功都無損地從首端傳到末端。

半波長輸電技術應用場景

①點對網遠距離大容量輸電

輸電能力可達到550萬千瓦左右。考慮半波長輸電自身特點，遠方電源的電氣特性相當于就地電源，可實現全線無功自平衡，無需安裝無功補償設備，全線無需設置中間開關站，可以和直流輸電系統一樣實現點對點或點對網輸電，但在輸電距離方面不如直流輸電靈活。未來還可用于6000km、9000km甚至12000km的輸電距離。

②送端電網與受端電網之間的聯網

初步的經濟性比較研究表明，半波長輸電與直流輸電相比，單位容量年費用具有一定的優勢或持平。但值得指出的是，半波長線路不可與普通長度的線路并聯。

但值得指出的是，半波長線路不可與普通長度的線路并聯。

可利用半波長點對網雙落點線路進行立體電網構建。

利用半波長線路電氣距離近似為 0 的特性，通過兩(多)條起點相同的半波長線路分別落點至受端電網不同的點，即可將受端電網內 2(多)個相隔較遠的落點通過半波長線路及其共同送端聯接在一起，構建“立體電網”。

“立體電網”可極大改變電網形態，大大縮短落點之間的電氣距離，將顯著改變同步電網的結構，明顯改善同步電網的穩定性，提高同步電網內部發電機的直接同步功率支援能力。

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