Технико-экономические показатели электропередач постоянного тока

При сопоставлении электропередач переменного и постоянного тока равной пропускной способности необходимо учитывать, что класс напряжения этих электропередач должен быть примерно одинаков. При этом сама линия постоянного тока будет иметь несколько меньшую стоимость по сравнению с линией переменного тока, главным образом, за счет более легких опор. В то же время стоимость концевых подстанций электропередачи постоянного тока будет выше, чем стоимость подстанций переменного тока, за счет более сложного и дорогого оборудования.

Исследования, проведенные в нашей стране применительно к различным климатическим и грунтовым условиям, разным типам опор, показывают, что стоимость 1 км линии постоянного тока на 15—20 % ниже такого показателя для сопоставимой линии переменного тока. Для других стран это соотношение может быть иным за счет стоимости земли, отводимой под линию, стоимости потерь электроэнергии и других факторов.

Как показывает опыт сооружения многих ППТ в мире, удельная стоимость преобразовательных подстанций (долл/кВт) зависит от передаваемой мощности: чем больше передаваемая мощность, тем меньше удельная стоимость. Например, в диапазоне мощностей 2000—4000 МВт удельная стоимость одной подстанции составляет 47—53 долл/кВт, при снижении передаваемой мощности до 1000 МВт удельная стоимость будет возрастать до 57—70 долл/кВт, при мощности 200 МВт удельная стоимость возрастает до 80—90 долл/кВт. Удельная стоимость вставки постоянного тока мощностью 1000 МВт может составлять около 100 долл/кВт. Более дешевая линия и более дорогие подстанции электропередачи постоянного тока по сравнению с электропередачей переменного тока приводят к тому, что применение ППТ становится выгодным только при такой длине линии, при которой ее удешевление перекрывает удорожание подстанций по сравнению с передачей переменного тока. Такая длина линии, при которой стоимости электропередач переменного и постоянного тока равны, называется критической.

Критическая длина линии неодинакова для разных стран, так как она определяется экономическими факторами, существующими именно в этой стране. Так, например, в США критическая длина составляет 600—800 км, для стран Западной Европы — 700—900 км. Однако неизвестно, для каких условий получены приведенные данные.

В последнее время в нашей стране проведены исследования по определению критической длины линии с учетом новых экономических условий. В этих исследованиях электропередача постоянного тока ±750 кВ мощностью 3000 МВт сопоставлялась с одноцепной электропередачей 1150 кВ, а также с двухцепной электропередачей 750 кВ переменного тока. В этих исследованиях показано, что применительно к одноцепной электропередаче 1150 кВ критическая длина лежит в пределах 750—1000 км в зависимости от способа компенсации зарядной мощности этой линии. При этом не учитывался фактор надежности (отключение одноцепной линии и последствия). При учете фактора надежности (двухцепная линия 750 кВ) критическая длина снижается до 500—600 км. Эти данные были получены для обжитых районов европейской части России. Для более тяжелых условий северных и восточных районов, что представляется актуальным при решении проблемы дальних электропередач, критическая длина снижается еще больше, поскольку существенно возрастают затраты на прокладку трассы линии.

Выбор схемы электропередачи, тем более дальней, всегда является многовариантной задачей. При ее решении необходимо исходить не только из экономических показателей, но учитывать и все те технические и системные характеристики, которые присущи тому или иному варианту, в том числе и электропередачам постоянного тока.