[發明專利]全球互聯電網方案

無效

• 申請號: 201310561979.5
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103701114A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 梁涵卿;梁旭明;鄔雄;張廣洲
• 申請（專利權）人: 梁涵卿;梁旭明;鄔雄;張廣洲
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/36
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武;曾祥斌

技術領域

本發明涉及一種輸電網相互聯結的方式，尤其涉及一種覆蓋范圍大、利用地球時差、調配能力強、總路徑較短的互聯電網。

背景技術

互聯電網可以在較大范圍內調劑電力余缺，保障供電可靠性，并獲得良好的社會經濟效益。當今世界上，已經出現了幾個跨國的大型區域互聯電網，如加拿大-美國互聯電網，北歐-西歐互聯電網，東歐互聯電網，中國也與俄羅斯等接壤國家實現了聯網供電。

近年來，以風力發電、太陽能光伏發電為代表的可再生綠色能源蓬勃發展，在電力結構中的比例逐年增大，在個別國家已達10%。但由于這些新能源受到自然條件的限制，具有明顯的間歇式特征。而目前的技術水平還不能以較為經濟的辦法實現大功率、大容量存儲電能，因此在規模有限的電網中，很難充分消納這些新能源。為了更大規模地開發、利用新能源，就要進一步發展互聯電網，在更大的地理范圍內調劑電力余缺。

由于地球的自轉，各地區晝夜交替，并存在地區時差。人們的生活節律、用電負荷的峰谷起伏也與時差相對應。譬如，當上海是白晝時，用電負荷很高，而此時紐約為黑夜，用電負荷較低。如能實現上海與紐約的電力交換，就能削峰填谷，獲得良好的時差/峰谷差效益。

由于地理、歷史等各種原因，當今世界經濟發展的主要區域集中在北半球，而北緯30度以北的歐洲、北美、東北亞地區的發展又占有較大權重。在此三大區域實現電網互聯，將能在更大范圍內進行電力資源的優化配置，推動新能源的大規模開發和有效利用，有利于世界經濟的可持續發展。

歷史上，最初的東西方交流是從陸路沿著緯度方向發展的，如中國與中亞、西亞交往的“絲綢之路”。隨著航海技術的進步，也實現了東西方向的環球航海航行。近些年來，航空、航海領域不斷探索東西方通行的更短路徑。中國-美國的航空客運已于2002年9月開辟了穿越北極的航線，并實現商業化運營。北京-紐約的航線長度從19000公里縮短為11000公里，減少了8000公里，飛行時間從17小時縮短為13小時，獲得了良好的經濟效益。很多國家的船務公司也探索了穿越北極的航海線路，并取得了初步成效，但由于北極冰凍期較長，以現有的航海技術能力，一年之中，僅有2個多月適合航行。

迄今為止，尚未有人提出過全球互聯電網的方案。原因在于，以傳統思考方式和技術發展水平，尚不足以提出較為可行的技術方案。近十年來，輸電技術和超導材料研發有了較快發展。在陸地上，按常規架空鋁線輸電方式，通過提高電壓、降低線路損耗，可以實現更遠距離的電力輸送。在中國，正負800千伏直流輸電技術已經成功應用并實現商業化運行，其經濟送電距離達3000公里以上。正在研發的正負1100千伏直流輸電技術的研發也已接近尾聲，其陸地上經濟送電距離可達5000公里以上。在海底中，按常規的交聯聚乙烯外絕緣電纜技術，正負500千伏直流輸電電纜的研發制造已不存在技術障礙。在超導材料研究領域，常溫超導材料的研發進展很快。2013年4月在中國河南，長度350米、輸送電流10千安的超導直流輸電電纜，在經過半年的試運行后通過了國家科技部的驗收。該條電纜是目前世界上傳輸電流最大的高溫超導電纜，也是世界首條實現并網示范運行的高溫超導直流電纜。2013年10月，日本長崎綜合科技大學加藤貴副教授領導的研究小組發現，利用石油制成含有碳分子的合成材料，如二萘品苯(picene)，有可能在零下35度實現電流的超導傳輸。

在北或南極地區（北極是指北緯66度34分（北極圈）以北的廣大區域，也叫做北極地區）建設北半球互聯電網，聯網的總路徑較短，區域之間電力交換的路徑也較短。北或南極寒冷的環境還有利于今后超導材料輸電電纜的低損耗運行。

發明內容

本發明的目的是提供一種覆蓋范圍大、利用地球時差、調配能力強、總路徑較短、推動可再生能源利用的全球互聯電網方案。

本發明的技術方案是：一種全球互聯電網方案，其特征在于：以地球北或南極地區為中心構建互聯電網，連接北或南半球各主要地區；

方案一，在北或南極核心地帶設置中心結點--多端直流換流站，以輻射方向鋪設高壓直流輸電電纜，，輸電線路的數量是2條、3條、4條或更多條；

????或方案二，在北或南半球主要地區的北或南端設置聯結點--三端直流換流站，以環狀方式實施電網連接，并依次將各換流站用高壓直流輸電電纜聯結，形成閉環的O型聯結或開口的C型聯結，聯結點的數量是3個、4個或更多個。

如上所述的全球互聯電網方案，其特征在于：如上所述的北半球各主要地區包括歐洲、北美和東北亞地區，南半球主要地區包括南部非洲、南美洲和澳洲。