分析我国特高压交流输电发展前景_特高压输电

　　摘要：分析发达国家特高压交流输电的发展状况，并阐述了我国电网发展特高压交流输电的必要性和现状，西部开发建设的大型水电、火电站运用大容量的远距离电力输送方式往东部送电，东部、中部的大型火电与核电往用电的中心地区输电。从多个方面展望了我国特高压交流输电的发展前景。
　　关键词：特高压 交流输电 发展前景
　　中图分类号：TM8 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）011-062-02
　　1 发达国家特高压交流输电的发展概况
　　从上世纪60年代开始，前苏联、美 国、日本和意大利等国，先后针对特高压输电技术进行了基础性的研究、实用技术研究和设备的研制，一些国家已经取得了突破性的研究成果，并制造出了成套的特高压输电设备。
　　前苏联建成额定电压为1150kV（最高运行电压l200kV）的交流输电线路1900多公里并有900公里已经按设计电压运行；前苏联解体之后输电的容量降低，之后降压为500kV运行。
　　日本已经建成了额定电压为1000kV（最高运行电压1100kV）的同杆双回输电线路426公里。百万伏级交流线路单回的输送容量超过了5000MW。
　　意大利于60年代计划在南部地区建设一个大容量的核电站以此向北部用电中心供电，并决定采用1000kV电压等级的输电线路，但因终止核电建设，于是改在北部用电的中心地区发展天然气电站，但又因其用电负荷增长速度较慢等多方面原因，认为在近期没有必要发展特高压交流输电技术
　　70年代美国计划建设一批容量为3～4GW火电厂和大容量的核电站，形成总容量为8～10GW的电站群向周围五百公里内的用电中心地区实现供电。但在1977年之后，美国的用电量增长速度降低，因此放弃了大批核电站与火电站的建设。同时因环境保护缘故以及能源结构的变化，在80年代之后新建的电厂中天然气电厂所占比例有50～60%。因此在电网内没有必要发展中、远距离大容量的输电工程，所以暂停了特高压输电的技术研究。
　　经过一段时间的大量研究，许多发达国家已经掌握了特高压相关设备的制造技术，特高压交流输电技术具有明显的经济效益和可靠性，作为中、远距离输电的基干线路，其在电网建设与发展中起重要作用。
　　2 我国发展特高压交流输电技术的必要性
　　自改革开放后，我国的电力电网发飞速发展，2010年年底发电装机容量达9.62亿千瓦，发电量为42065亿千瓦时，占世界发总量的19.7%，而2011年发电量为46037亿千瓦时，同比增长12%成为超过美国，世界上发电量最大的国家，电力工业的飞速发展，电网容量增加对发电和输电技术提出了更高的要求。因此，特高压交流输电技术成为了解决输电容量问题的关键，主要原因有：
　　（1）西电东输的战略需要，我国可开发利用的水力资源总量居世界第一，同时拥有丰富的煤炭资源，因此我国的电力电源的结构主要是以燃煤火电以及水电为主，目前我国正在大力发展清洁能源，如风电，水电，太阳能。天然气发电因受到资源的限制在电源中所占比例不大。我国80%的水电资源都分布于中部地区与东部沿海地区，水电开发需结合西电东输战略，发展中、远距离大容量输电线路。而且我国的煤炭资源分布不均匀，已探明的煤炭总量约有10000亿吨，其中的76%集中于山西、陕西、内蒙古、宁夏、贵州这五个省，这些地区计划建设一批大容量火电厂，向中部与东部沿海地区送电。当前，已经形成了北部、中部和南部这三大输电通道，今后将规划更大的发展。
　　（2）通过认真地分析我国电工企业与电网的发展趋势及现状，深刻认识到，加快建设特高压交流输电建设是坚强国家电网的必要手段，同时对实现资源的优化配置、能源高效开发利用的推动和促进社会、经济的可持续发展具有重大意义。
　　1）建设特高压交流输电电网是提高我国能源的开发与利用率的基本途径。目前我国是世界上最大的煤炭消费国与世界第二的石油电力消费国家。煤炭资源的消费比重占到总能源消费的2/3，但开发与利用的效率较低，这种资源的分布于消费不平衡状况，在一定程度上决定了我国资源必须重新进行优化配置。而发展特高压交流输电网有利于西部地区和北部地区资源的优化，并将资源优势转化成经济优势，加快西部开发，以实现区域经济平衡发展。
　　2）特高压交流输电网是满足日后持续增长的电力需求保障。目前我国的电网是以500kv交流与直流为主，电力输送受到制约。因此，只有建设更高等级的输电线路才能满足电力大规模输送的要求，保障小康社会目标的实现。
　　3）特高压交流输电的发展是培育和发展我国电力市场的先决条件。电力市场发展的目的是发挥市场对资源优化配置的作用，调节电力的供求关系，倡导电力投资，提高资源的利用效率以及利用效益。电网作为电力市场的基础与载体。只有发展特高压交流输电电网，才可以进行远距离、跨地区的电能输送与交易，进一步调节电力平衡，促进能源资源的优化配置，积极发挥电力市场作用。
　　4）为提高电力工业效益，发展特高压交流输电电网是必然选择。发展大电网是电力部门发展的必然趋势。其不仅在资源上可以进行优化配置，且在可靠性、灵活性、安全性与经济性多方面都存在优势。在合理、高效利用能源、降低运行成本、降低事故与设备检修、跨地区补偿效益多方面都存在很大潜力。特高压交流输电不仅可以有效降低网耗，还能够提高火电设备的利用率、提高整个电网的安全运行可靠性，节约土地资源，避免500kv电网的重复建设等诸多问题，具有显著的社会效益和经济效益。
　　3 目前我国特高压交流输电发展现状
　　2004年起，国家电网公司开始酝酿和论证特高压项目。2006年8月，中国首个特高压交流输变电工程，晋东南-河南南阳-湖北荆门1000kV特高压交流试验示范工程，经国家发改委核准后开工建设，于2008年12月30日建成投入试运行，2009年1月6日正式投运。截至2011年末安全运行1000多天，系统运行稳定，设备状态正常，累计送电超过257亿千瓦时。其中，华北火电送华中164亿千瓦时，替代运煤530万吨；华中水电送华北93亿千瓦时，节约用煤300万吨、减排二氧化碳817万吨。目前，该线路已成为我国南北方向一条重要的能源输送通道，其实测输电损耗率仅为1.7%，约为500千伏工程的1/3，节能降耗效果十分显著。若把替代、节约的830万吨煤炭用2万吨重载列车装运，并首尾连接起来，长度可达1100多公里。晋东南至荆门特高压交流试验示范工程是目前世界上运行电压最高、技术水平最先进、中国具有完全自主知识产权的交流输变电工程。该工程全长约640km。2010年7月8日向家坝——上海�？00千伏特高压直流输电示范工程竣工投产，线路全长1907公里，每年可向上海输送320亿千瓦时的清洁电能，最大输送功率约占上海高峰负荷的三分之一，可节省原煤1500万吨，减排二氧化碳超过3000万吨。2011年12月16日，由我国自主研发、设计、制造和建设的，目前世界上运行电压最高、输电能力最强、技术水平最先进的交流输电工程——1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程扩建工程正式投入运行。2012年5月13日，新疆第一条特高压输电工程哈密南—郑州�？00千伏特高压直流输电工程开工。特高压交流输电的建设不断促进了我国能源的合理配置，保障了国家的能源安全，促进了能源的可持续发展，为发展更清洁、高效、经济的能源提供了支持。 　　4 特高压交流输电的发展前景
　　特高压交流输电的发展前景在一定程度上取决于我国资源的分布、能源的传输需求以及变化趋势。我国的煤炭需求量非常大，到2020年预计需求量将达到30亿吨。假如将大量煤炭从山西煤炭基地远距离送到能源匮乏的地区，则需要消耗大量电力与运输燃油。立足长远，从发展趋势来看，国际石油资源日益减少，而且在未来，运输成本必然将逐渐增加，最终将影响煤炭运输业。所以在煤炭主产区建设坑口电站，将煤炭转化为电能经特高压交流输电电网向用电中心地区输送是非常必要的。同时为了满足西电东送的战略需求，发展特高压交流输电线路以降低在输送过程中出现的电损耗以及线路走廊占地面积。因此发展特高压交流输电是应对未来能源危机的重要举措。预计到2020年我国装机容量与电量将分别达到9.51亿kw和56723亿kw/h，煤电容量为6.71亿kw，占总装机容量的70%，发电量占75%以上，水电的装机容量为2.46亿kw，占总装机容量的26%。目前我国发电能源基本条件已经决定了以煤电和水电为主的电源结构，这种结构在短时间内是很难改变的。今后的25年，我国将致力发展以水电、太阳能，风能、生物能、核能等为主的清洁能源。这些能源未来的发展都将依赖于特高压交流输电电网。
　　5 我国特高压发展目标
　　按照国家电网公司的规划，2015年，“三华”（华北、华东、华中）特高压同步电网形成“三纵三横一环网”。锡盟、蒙西、张北、陕北能源基地通过三个纵向特高压交流通道向“三华”送电，北部煤电、西南水电通过三个横向特高压交流通道向华北、华中和长三角特高压环网送电。通过特高压交流网架将我国华北、华东和华中区域电网联结起来。“三华”同步电网连接北方煤电基地、西南水电基地和华北、华中、华东负荷中心地区，覆盖地理面积约320万平方千米。2015年，全国将形成东北、“三华”、西北、南方四个主要的同步电网。
　　到2020年，预计“三华”同步电网总装机容量约10亿千瓦，占全国的57%；全社会用电量约5.26万亿千瓦时，占全国的67%；与北美东部电网等国外现有大型同步电网的规模基本相当。
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