印度电力建设及其特高压交直流输电规划-图文（精）

何⼤愚:印度电⼒建设及其特⾼压交直流输电规划第2期国外电⼒印度电⼒建设及其特⾼压交直流输电规划何⼤愚

(国电信息中⼼,北京100761

摘要:印度的电⼒⼯业和输电电⽹的发展也较快速,但更引⼈注意的是近2a 中在其输电电⽹规划中的巨⼤变化:由2005年公布的“

发展765kV 输电⽹和国际联⽹”改变为2007年的⼤⼒发展特⾼压交、直流输电组成的全国电⽹,并在⼏个五年计划⽔平上提出了远景特⾼压输电的全国电⽹结构,以及该电⽹中的主要运⾏问题及其解决途径。

关键词:印度电⽹;特⾼压直流输电;特⾼压交流输电;全国电⽹;电⽹控制中图分类号:TM715⽂献标识码:A

⽂章编号:1004-99(200802-0065-04收稿⽇期:2007-11-13

作者简介:何⼤愚(1931-,男,陕西西安⼈,⾼级⼯程师(教授级,前总⼯程师,兼职教授,CSEE 和IEEE ⾼级会员,从事电⼒信息调研和分析⼯作。E -mail :0引⾔

印度由分别包括⼏个邦(相当于我国的省的东部(ER 、

北部(NR 、西部(WR 、南部(SR 和东北部(NER 5个⼤区组成。东北部⼤区和北部⼤区之间由⼀狭长地区相连,称为“鸡脖地区(Chicken Neck Area ”

,即印度将发展形成的“输电⾛廊”。其能源丰富,以煤炭和⽔电为主,太阳能和风⼒资源也较充⾜。将建成雅鲁藏布江下游⼤型2100万kW ⽔电⼚,200万kW 左右的⼤⽕电⼚也已建成⼗多座,以及百万千⽡级的核电⼚多座,并计划于2007年将核电发展到730万kW ;

到2010年发展到2000万

kW ,达到总装机量的7%￣10%[1-2]。

由于主要电源位于东北部地区和东部地区,还有建在不丹境内的电⼚;电⼒负荷⼜主要集中在南部、西部和北部地区。所以印度全国电⽹中的输电⽅向主要为“东电西送”,再辅以“北电南送”。印度的电⼒⼯业由其“电⼒部(M inistry of Pow er ”全⾯负责,其所属的“电业管理局(Central Electricity Authority ,CEA ”

负责技术,⾦融和经济⽅⾯以及协调统⼀⽅⾯的决策。全国⾏政区划分为21个邦,各设有“邦电⼒局(State Electricity Board,SEB ”

,再分别组成5个⼤区的⼤区电⽹。直到20世纪90年代,因个别地区频率不同和联⽹效益,⼤区电⽹以背靠背的HVDC 装置和主⼲线路,异步互联成初期的全国电⽹[3]。1印度的电⼒建设和改⾰

印度于1947年独⽴时,只有电⼒装机1360M W ,

也未形成电⽹,只有⼏处由发电机孤⽴供给⽤户的供电系统(见图1。到20世纪60年代才先后建成

SEB 负责的邦电⽹,后来通过增建⽕电和电⽹互联,直到70、80年代中期才先后建成北部(NorthernRegion,NR 和WR 、SR 、ER 以及NER 5个⼤区电

⽹。此后以20万kW 和50万kW 机组以及400kV 输电进⼀步发展了⼤区电⽹,到90年代形成了异步互联的全国电⽹。其中NER与NR 为同步互联,SR 则以各种HVDC 联络线与其他⼤区电⽹实现互联。

电⼒⼯业的改⾰和市场化是在90年代中开始的。发、输、配电部分皆单独分开,由⼀些私营企业接收配电⽹,组成了配电公司。在国家和各邦的⽔平上皆组成了监管机构,以便在参与者众多的市场环境中,使电价保持平稳。输电部分因其天然垄断性质,以部门合营企业⽅式参与市场竞争,遂形成了市场化的电⼒交易局⾯。市场中出现的阻塞管理等问题,也进⼀步促进了建⽴⾜够应⽤输电⽹的发展前景[2]。2

印度电⼒系统现状及发展[2,4]2.1

发电和输电的发展

⾄2007年1⽉31⽇印度全国装机达到140GW (峰荷需求100GW ,⼤区电⽹间交换功率约18中国电⼒ELECTRIC POWER第41卷第2期2008年2⽉Vol.41,No.2Feb.200865第41卷

中国电⼒国外电⼒GW 。

第⼗⼀个五年计划期间(2008—2012年,装机将达210GW ,峰荷约157GW ,⼤区间交换量增⾄37GW ,此时,输电电压将采⽤765kV 和±800kV

HVDC 。“⼗三?五”末装机将达600GW ,其中新增⽔电80GW ,⽕电80GW ,

沿海采⽤进⼝燃料电⼚

90GW ,核电90GW ,分布式电源50GW 。此时的峰荷约达450GW ,

⼤区间交换140GW ,400kV 输电

将达25000km ,765kV 线可达20000km ,输电⽅式中将出现1200kV UHVAC 和±800kV UHVDC 。发展情况如图2￣4所⽰。发电和输电规划皆以五年计划⽅式制订,并由CEA 会同“

印度电⽹公司”在计划部门和有关监管部门的监察下进⾏具体⼯作[2,4]。2.2特⾼压交、直流输电将主要⽤于“鸡脖地区”由于电源和负荷分布不平衡,地理上的“鸡脖

地区”也将成为输送⼤容量输电的集中地区。总输送容量将达50GW ,还要加上15%的输送裕度。在

规划中对此分析了3个⽅案:即8回±800kVUHVDC ⽅案;5回±

800kV+6回765kV ⽅案;以及4回±800kV+2回1200kV UHVAC ⽅案。决定建⽴特⾼压1200kV 输电的基本依据是其输送能⼒;其热输送极限可达12GW ,⽽其⾃然功率则为6.5GW ;此外还可⼤量节约⾛廊和减少损耗。最后“鸡脖地区”建设的输电⽅案为2回1200kV+5回±800kV+2回400kV (见图5,这样加上原来已造成的9.5GW 输送能⼒,才可达到未来的输电需求。正在兴建的第1条800kV UHVDC 线路位于鸡脖地区,它将把NER 中的6GW ⽔电输往印度中部的负荷区。图11947年的地⽅供电系统

Fig.1Local power supply systems in 1947图2装机容量的计划增长

Fig.2Projected growth in installed capacity图3规划中的输电扩展

Fig.3Projected expansion in transmission lines图4

变电站容量的增长

Fig.4Projected addition to substation capacity图5

通过“鸡脖地⽅”的输电建设⽅案

Fig.5Power transmission project through \"Chicken Neck Area\"66

何⼤愚:印度电⼒建设及其特⾼压交直流输电规划第2期国外电⼒

2.3印度“⼗四?五”中期(2025年左右的电⽹

⾃⽬前的印度电⽹(见图6,再向前发展到“⼗三?五”的末尾时,电⽹的尖峰负荷和装机总容量将皆⽐2012年的增⼤3倍,从NER和ER送NR、WR 和SR的电⼒也将达到80￣90GW,即增⼤4倍,⼤区间交换容量也将增⼤4倍。因此必需进⼀步发展特⾼压1200kV和±800kV输电,即进⼀步建设全国电⽹中的主⼲线路,那时

765kV和±500kV输电将转为⽀持性输电⽹,⽽400kV将⽤作次输电⽹,此⽔平上的全国电⽹(约在2025年的规划结线情况见图7。如果将图1、6、7对⽐来观察,即可看出印度电⼒⽹随着国家经济发展⽽发展的巨⼤变化。3印度电⽹发展中的主要技术问题及其解决途径[3,5]

印度的电⼒和电⽹发展增长较快速,故在提⾼输送能⼒和加强控制功能⽅⾯的需求也⽇益突出。为此,近些年来印度CEA和SEB进⾏了⼤量技术改进和技术开发

⼯作;例如增设输电和变电站的串、并补偿及其动态控制的技术,以线路升压或增容、置换导线或增加导线数量提⾼输电能⼒和热极限;多回路同杆并架,以及输电线路紧凑化;变电站的GIS改造;采⽤⾼分⼦化合物绝缘;采⽤直升飞机和机载“红外成像仪”进⾏检修维护;EM S系统的应⽤和改进;变电站综合⾃动化技术等。但除已有⼤量66kV,110kV和220kV的⾼压输电外,在未来更多采⽤EHV输电(已有约5万km的400kV、在建设中的765kV、±500kV及其多处背靠背装置和UHV交、直流输电。对这样⼀个⼤型全国电⽹的运⾏来说,还应⼤⼒研究解决以下3个重要问题。3.1短路电流⽔平

当前各⼤区电⽹的短路⽔平已较突出,将来会更⼤,ER中最⼤达100kA,NR和SR中达87kA, WR中达80kA,将对电⽹构成威胁。除了提⾼开关的遮断能⼒外,还将采⽤⼀些短路电流的措施,如由晶闸管控制的串联电抗器,⽤背靠背直流装置隔离和分层电

⽹,以及各种限流措施的开发和应⽤等。3.2电⽹中⽆功功率、潮流管理和动态控制

此问题在有特⾼压输电的电⽹中将更加突出,每千⽶的UHVAC线路将产⽣6M var的⽆功,⽽UHVAC的线路总长度将达到2万km,其单线段输送3GW有功时,还将产⽣1500M var的⽆功功率,这将对⾼层电⽹中的潮流产⽣不良影响。对此将采⽤常规SVC和可动态控制的串、并联补偿以及可对线路和导线进⾏动态配置(Spacing[5]的措施之外,还将采⽤:在关键地点以背靠背HVDC调节400kV和765kV 电⽹间的交换功率;利⽤±500kV和±800kV HVDC控制电⽹中的电流;在UHV电⽹中采⽤基于晶闸管的“潮流控制器”,如图8所⽰。

3.3电⽹运⾏和安全控制技术

为了保证未来复杂电⽹的正常运⾏,正在研究设计和试验开发⼀些未来必需的新型控制技术、维修技术和供电技术等。正在发展的基本技术是图62007年印度电⽹现状

Fig.6Existing India's power system in2007