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[發(fā)明專利]全球互聯(lián)電網(wǎng)方案無效

專利信息
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
地址: 071000 河北省保定市青年路2*** 國(guó)省代碼: 河北;13
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 全球 電網(wǎng) 方案
【說明書】:

技術(shù)領(lǐng)域

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。

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