半波长输电技术简介

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什么是半波长输电

半波长输电是一种概念型的大容量、超远距离的输电技术。由于我国电网的额定频率为50Hz，对于工频电网的电磁波波长计算公式为

其中

c——为光速，约为3×10⁸m/s

f——为电网工频50Hz

    λ——为电磁波波长

由计算公式可知，电磁波的半波长λ/2约为3000km。当建设的特高压交流线路的输送距离达到了半波长的时候，其输送功率和其他特性就会发生与一般输电线路明显不同的变化。根据之前的研究表明，当半波长输电采用1000kV的交流方式时，输送功率可达6700MW左右，大约是现在普通1000kV特高压交流输电输送功率的1.34至1.68倍。

上可知，半波长交流输电是指交流线路的电气距离接近一个工频半波，即3000公里（50赫兹）或2600公里（60赫兹）时超远距离的三相交流输电。输送功率极限可以达到无穷大这一特性而确定的输电方式（适用于理想的无损线路）。

　我国的能源基地与负荷中心相距甚远，如云南、四川、西藏的水电基地、新疆煤电基地到负荷中心的距离较远。对超远距离、超大容量的电力输送，半波长输电技术具有经济性和稳定性等优势，是一种可行的解决方案。

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半波长输电的研究发展

半波长输电最早由前苏联专家WOLF A A和SHCHERBACHEV O V在1940年的时候提出。在1956年的时候，IEEE的成员F.J.Hubert和M.R.Gent做出了新的研究，他们在文献中模拟了一条500kV超高压交流的半波长输电方式，对线路模拟潮流与暂态稳定等特性做出了系统的分析。国内现在对于半波长输电的研究还处于初始阶段，在2009年我国第一条特高压交流试验线路晋东南-南阳-荆门成功投运以后，国家电网公司开始组织研究半波长输电的运用、经济效益和关键技术等方面开展了初步研究工作。对于像我国这样能源分布不均匀，负荷中心离大型能源基地距离过远，需要远距离、大容量输电的方式，半波长输电技术具有极为良好的应用前景。

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半波长输电技术的优缺点

根据之前学者的研究表示，半波长输电技术有如下几个优点：

（1）.由于半波长输电不会出现一般的输电线路具有的费兰梯效应和发电机自励磁等问题，这种输电方式会让发电端的电压更加稳定。

（2）在一条理想的无损半波长线路中，线路上的电压会随着线路负载自动调节，因此线路本身不会产生或吸收无功功率，则半波长输电线路不需要安装无功补偿设备。

（3）首末端电压极其稳定，由于其特殊性质，会使线路首末端电压大小相同，相位相差180度，且无论负载大小如何都不会影响首末端的稳定性。

（4）当线路出现故障导致开关站断开会在线路中产生很大过电压，同时也可能会使首末端的电压相位失稳，所以半波长输电系统不需要设置开关站。

（5）在输送距离达3000km左右时，半波长输电的经济性远超于相同电压等级下的特高压交流输电与特高压直流输电，具有优良的应用前景。

半波长输电技术有如下几个缺点：

（1）线路中某一特定点的电压会与距离首末端的位置关系而发生改变。特别是线路中点的电压与末端负载的大小有很大的关系。理论上半波长输电的输送功率是无穷大，由于线路中电压变化与负荷的关系，导致限制了输送功率的大小。

（2）半波长输电类似于直流输电系统的点对点输送，一要保证输送长度接近于半波长，二是线路中间无法装设开关站，导致此系统很难做到沿线路供电。

（3）要保证系统同步稳定，考虑电网运行时频率变化等影响，可行的输电距离范围很小，根据之前研究表明输电距离范围大约在3000±300km，对于现阶段的我国状况来说，此范围应用面还是比较狭窄。

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结语

对于现阶段特高压交流与直流输电系统，半波长输电技术有它独特的电磁状态与经济性优势，但是目前所有研究皆处于理论研究，并没有任何实际的应用。目前此项技术需要解决的关键性技术问题非常的多，期望日后能有更多研究成果解决这些。