高温超导电缆线路对电网可靠性的影响

摘要

随着国民经济的不断发展，电网装机容量不断增大，导致电网的送电压力不断升高。超导电缆作为新兴的输电方式，拥有传统输电方式不具备的诸多优势，在配电网输电线路中占有比例逐年提高。超导电缆的主要优势在于高电流密度与传输能力，可能在大城市大容量供电中首先得到应用。其应用一方面决定于技术与经济的成熟性，另一方面决定于合适对象的选择。 高温超导电缆是采用无阻的、能传输高电流密度的超导材料作为导电体并能传输大电流的一种电力设施，具有体积小、重量轻、损耗低和传输容量大的优点，可以实现低损耗、高效率、大容量输电。例如，在相同截面的条件下，高温超导电缆比常规电缆所传送的电力要高三到五倍。然而，随着超导电缆的逐步应用，电力系统可靠性方面出现了许多新问题，有必要对超导电缆系统投入后的供电可靠性进行评估，保证超导电缆系统投入后的可靠供电。 本文主要研究了在高温超导电缆线路接入电网时，对电网可靠性的影响。首先从超导电缆系统的构成着手，研究了超导电缆系统的基本特性，临界参数，进而提出了超导体的失超检测方法;然后通过研究传统的可靠性评估方法提出了一种改进的可靠性评估方法，进而对高温超导电缆接入电网的可靠性进行了评估，并根据超导体的失超保护方法，对超导电缆接入电网进行了安全稳定分析;最后，通过某区域电网实例，一方面对常规电缆和超导电缆在接入电网时的可靠性进行比较，另一方面在超导电缆正常和失超两种状态下针对同样故障进行了仿真分析，得出了超导电缆接入电网的可靠性结论。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究的目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 已完成工程

1．2．2 在施工程

1．3 研究内容及创新点

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 论文创新点

第2章 超导电缆系统概述

2．1 超导电缆系统构成

2．1．1 超导电缆本体结构

2．1．2 超导电缆终端

2．1．3 超导电缆的制冷系统

2．1．4 超导电缆失超

2．2 高温超导体的基本特性

2．3 高温超导体的临界参数

2．4 超导体的失超检测方法

第3章 电网可靠性评估方法研究

3．1 配电系统可靠性评估方法

3．1．1 传统辐射状配网可靠性评估

3．1．2 有电源接入时配电网可靠性评估

3．2 考虑隔离装置的电网可靠性评估算法

3．2．1 辐射电网可靠性评估问题描述

3．2．2 隔离装置的分类及其动作特性

3．2．3 基于最小割集法的辐射电网可靠性评估改进算法

第4章 高温超导电缆本体可靠性建模方法研究

4．1 超导电缆自动重合闸对可靠性的影响

4．1．1 高温超导电缆自动重合闸设计原则

4．1．2 高温超导电缆本体温度分析

4．1．3 高温超导电缆自动重合闸配置方案

4．2 超导电缆本体可靠性建模方法

4．2．1 超导电缆本体可靠性建模的必要性

4．2．2 超导电缆本体三状态可靠性建模方法

4．3 超导磁体的失超保护方法与要求

4．3．1 超导磁体的失超保护方法

4．3．2 超导磁体的失超保护要求

第5章 超导电缆接入电网可靠性评估的仿真分析

5．1 某电网概况

5．2 计算条件

5．2．1 运行方式

5．2．2 超导电缆运行条件

5．3 超导电缆与常规电缆可靠性评估比较

5．3．1 考虑自动重合闸时采用常规电缆时可靠性评估

5．3．2 考虑自动重合闸时采用超导电缆时可靠性评估

5．3．3 不考虑自动重合闸时采用常规电缆时可靠性评估

5．3．4 不考虑自动重合闸时采用超导电缆时可靠性评估

5．3．5 小结

5．4 超导电缆接入安全稳定分析

5．4．1 运行方式一超导电缆正常运行时安全稳定分析结果

5．4．2 运行方式一考虑超导电缆失超时安全稳定分析结果

5．4．3 运行方式二超导电缆正常运行时安全稳定分析结果

5．4．4 运行方式二超导电缆失超时安全稳定分析结果

5．4．5 小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 未来发展趋势

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢

作者简介