[發(fā)明專利]全球互聯(lián)電網(wǎng)方案

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310561979.5
• 申請(qǐng)日: 2013-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN103701114A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁涵卿;梁旭明;鄔雄;張廣洲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 梁涵卿;梁旭明;鄔雄;張廣洲
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;H02J3/36
• 代理公司: 武漢帥丞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武;曾祥斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種輸電網(wǎng)相互聯(lián)結(jié)的方式，尤其涉及一種覆蓋范圍大、利用地球時(shí)差、調(diào)配能力強(qiáng)、總路徑較短的互聯(lián)電網(wǎng)。

背景技術(shù)

互聯(lián)電網(wǎng)可以在較大范圍內(nèi)調(diào)劑電力余缺，保障供電可靠性，并獲得良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)今世界上，已經(jīng)出現(xiàn)了幾個(gè)跨國(guó)的大型區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)，如加拿大-美國(guó)互聯(lián)電網(wǎng)，北歐-西歐互聯(lián)電網(wǎng)，東歐互聯(lián)電網(wǎng)，中國(guó)也與俄羅斯等接壤國(guó)家實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)供電。

近年來，以風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電為代表的可再生綠色能源蓬勃發(fā)展，在電力結(jié)構(gòu)中的比例逐年增大，在個(gè)別國(guó)家已達(dá)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(shù)水平還不能以較為經(jīng)濟(jì)的辦法實(shí)現(xiàn)大功率、大容量存儲(chǔ)電能，因此在規(guī)模有限的電網(wǎng)中，很難充分消納這些新能源。為了更大規(guī)模地開發(fā)、利用新能源，就要進(jìn)一步發(fā)展互聯(lián)電網(wǎng)，在更大的地理范圍內(nèi)調(diào)劑電力余缺。

由于地球的自轉(zhuǎn)，各地區(qū)晝夜交替，并存在地區(qū)時(shí)差。人們的生活節(jié)律、用電負(fù)荷的峰谷起伏也與時(shí)差相對(duì)應(yīng)。譬如，當(dāng)上海是白晝時(shí)，用電負(fù)荷很高，而此時(shí)紐約為黑夜，用電負(fù)荷較低。如能實(shí)現(xiàn)上海與紐約的電力交換，就能削峰填谷，獲得良好的時(shí)差/峰谷差效益。

由于地理、歷史等各種原因，當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要區(qū)域集中在北半球，而北緯30度以北的歐洲、北美、東北亞地區(qū)的發(fā)展又占有較大權(quán)重。在此三大區(qū)域?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)，將能在更大范圍內(nèi)進(jìn)行電力資源的優(yōu)化配置，推動(dòng)新能源的大規(guī)模開發(fā)和有效利用，有利于世界經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

歷史上，最初的東西方交流是從陸路沿著緯度方向發(fā)展的，如中國(guó)與中亞、西亞交往的“絲綢之路”。隨著航海技術(shù)的進(jìn)步，也實(shí)現(xiàn)了東西方向的環(huán)球航海航行。近些年來，航空、航海領(lǐng)域不斷探索東西方通行的更短路徑。中國(guó)-美國(guó)的航空客運(yùn)已于2002年9月開辟了穿越北極的航線，并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。北京-紐約的航線長(zhǎng)度從19000公里縮短為11000公里，減少了8000公里，飛行時(shí)間從17小時(shí)縮短為13小時(shí)，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。很多國(guó)家的船務(wù)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(zhǎng)，以現(xiàn)有的航海技術(shù)能力，一年之中，僅有2個(gè)多月適合航行。

迄今為止，尚未有人提出過全球互聯(lián)電網(wǎng)的方案。原因在于，以傳統(tǒng)思考方式和技術(shù)發(fā)展水平，尚不足以提出較為可行的技術(shù)方案。近十年來，輸電技術(shù)和超導(dǎo)材料研發(fā)有了較快發(fā)展。在陸地上，按常規(guī)架空鋁線輸電方式，通過提高電壓、降低線路損耗，可以實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的電力輸送。在中國(guó)，正負(fù)800千伏直流輸電技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行，其經(jīng)濟(jì)送電距離達(dá)3000公里以上。正在研發(fā)的正負(fù)1100千伏直流輸電技術(shù)的研發(fā)也已接近尾聲，其陸地上經(jīng)濟(jì)送電距離可達(dá)5000公里以上。在海底中，按常規(guī)的交聯(lián)聚乙烯外絕緣電纜技術(shù)，正負(fù)500千伏直流輸電電纜的研發(fā)制造已不存在技術(shù)障礙。在超導(dǎo)材料研究領(lǐng)域，常溫超導(dǎo)材料的研發(fā)進(jìn)展很快。2013年4月在中國(guó)河南，長(zhǎng)度350米、輸送電流10千安的超導(dǎo)直流輸電電纜，在經(jīng)過半年的試運(yùn)行后通過了國(guó)家科技部的驗(yàn)收。該條電纜是目前世界上傳輸電流最大的高溫超導(dǎo)電纜，也是世界首條實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)示范運(yùn)行的高溫超導(dǎo)直流電纜。2013年10月，日本長(zhǎng)崎綜合科技大學(xué)加藤貴副教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)，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(shí)現(xiàn)電流的超導(dǎo)傳輸。

在北或南極地區(qū)（北極是指北緯66度34分（北極圈）以北的廣大區(qū)域，也叫做北極地區(qū)）建設(shè)北半球互聯(lián)電網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)的總路徑較短，區(qū)域之間電力交換的路徑也較短。北或南極寒冷的環(huán)境還有利于今后超導(dǎo)材料輸電電纜的低損耗運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種覆蓋范圍大、利用地球時(shí)差、調(diào)配能力強(qiáng)、總路徑較短、推動(dòng)可再生能源利用的全球互聯(lián)電網(wǎng)方案。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種全球互聯(lián)電網(wǎng)方案，其特征在于：以地球北或南極地區(qū)為中心構(gòu)建互聯(lián)電網(wǎng)，連接北或南半球各主要地區(qū)；

方案一，在北或南極核心地帶設(shè)置中心結(jié)點(diǎn)--多端直流換流站，以輻射方向鋪設(shè)高壓直流輸電電纜，，輸電線路的數(shù)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(qū)的北或南端設(shè)置聯(lián)結(jié)點(diǎn)--三端直流換流站，以環(huán)狀方式實(shí)施電網(wǎng)連接，并依次將各換流站用高壓直流輸電電纜聯(lián)結(jié)，形成閉環(huán)的O型聯(lián)結(jié)或開口的C型聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)點(diǎn)的數(shù)量是3個(gè)、4個(gè)或更多個(gè)。

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