高压电网技术的发展趋势

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1能源资源与消费呈逆向分布，需要大范围优化配置资源

能源基地与负荷中心距离1000～3000km左右。我国区域煤炭生产消费分布情况:东部地区煤炭缺口逐步加大，中部地区煤炭输出不断下降，对西部煤炭输入依存度增加。

2煤电油运紧张矛盾日趋严峻，输煤输电并举是当务之急

煤炭的高效开发利用事关能源发展全局，电力就地平衡发展模式带来一系列矛盾，造成煤价不断攀升，运力持续紧张，缺煤停机频繁发生，电设备利用率大幅下降。煤电运紧张反复出现:(1)2008年初，全国普遍出现电煤紧张，缺煤停机达40GW，占全国总装机的5。6%。(2)2009年11月，受大雪影响，山西煤炭外运受阻，秦皇岛港口平均煤价上涨30－40元/吨。(3)2009年末到2010年初枯水期，电煤紧张导致华中电网限电1.175×103GW•h，高峰时期湖北电网日均缺电5×102GW•h。铁路输煤中间环节多、成本高:单纯依靠输煤难以为继。公路输煤能耗更高，是铁路的17。7倍，水运的22倍;我国输煤输电比例失衡，电煤运输体系亟待优化:“三西”(山西、陕西、蒙西)输煤输电比例按电煤外调口径计算为20∶1。华东地区输煤输电比例按电煤调入口径计算为48∶1。华中地区为13∶1。煤炭运输量长期超过铁路货运量的一半，铁路运输长期面临巨大压力。未来煤炭基地70%产量用于发电，电煤运输任务将更加艰巨。(1)发展大煤电需要特高压国家正加快建设山西、陕北、宁东、准格尔、锡盟、呼伦贝尔、霍林河、宝清、哈密、彬长、准东、伊犁、淮南等13个煤电基地，装机规模1。8×108kW左右，通过特高压输送煤电约1。3×108kW。2020年，煤电基地外运的输煤量与输电量之比约为4∶1，能够解决我国煤电运紧张和东部能源短缺问题。(2)发展大水电需要特高压我国水能资源丰富，经济可开发容量约4×108kW，待开发的水电主要分布在四川、云南、西藏等西南地区，国家正在加快金沙江、雅砻江、大渡河、澜沧江、怒江以及雅鲁藏布江下游等水电基地的开发建设，需要走大规模、集约化开发，远距离输送的道路。(3)发展大核电需要特高压加快核电开发是能源发展的基本国策，国家优先在一次能源资源缺乏的东部沿海等负荷中心开发核电，尽早在能源资源匮乏、经济条件及站址条件较好的中部内陆地区延伸。我国大型核电站规模达到8×106kW，需要特高压电网支撑。(4)发展大风电需要特高压我国风能资源具有分布集中、规模大、远离负荷中心等特点，国家规划建设河北、蒙东、蒙西、吉林、江苏沿海、甘肃酒泉、新疆哈密等七个千万千瓦级风电基地，需要走大规模、集约化开发，远距离、高电压输送和大范围消纳的道路。(5)大规模开发太阳能需要特高压我国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年1。7万亿吨标准煤。我国已经成为世界上最大的太阳能光伏电池组件的生产国。我国沙漠、戈壁和沙漠化土地的分布范围相当广阔，总面积约130。8×104km2，为太阳能发展提供广阔空间。

3发展特高压是解决电网突出问题，实现科学发展的内在要求

3.1电网建设严重滞后于电源发展

建国以来，我国累计电网投资约占电力工业投资的36。2%(其中2001－2009年约占电力投资的45%)，远低于国际上50%－60%的水平，电网电源发展不协调，尤其是骨干网架与配电网“两头”薄弱的问题尤为突出。

3.2短路电流超标问题越来越严重

华东电网等部分地区500kV网络已相当密集，短路电流问题十分突出，甚至超出现有断路器制造能力水平，给电网和设备的安全运行带来影响，厂家生产最大短路电流50kA。

3.3走廊资源紧缺矛盾越来越突出

东部地区站址、输电走廊越来越紧张，征地、拆迁费用大幅增长。西电东送走廊资源有限，常规方法提升送电能力余地有限，迫切需要通过特高压建设提高单位走廊的送电能力。

3.4电网安全水平亟待进一步提高

长链式500kV互联电网的低频功率振荡问题较为突出;对于华东等受端电网，亟需通过提高电网电压等级实现更合理的分层分区布局;电网抗灾能力较弱，骨干电网有待加强。

3.5电力大规模送入需要坚强电网支撑

目前单回特高压直流输送容量达到8GW，需要坚强受端电网提供电压支撑并应对直流闭锁等故障冲击。

4发展特高压是推动我国电力和装备业创新发展的重要途径

(1)有利于占领世界电网技术的制高点。特高压是世界电网技术的制高点，发展特高压电网，可使我国电网科技水平再上一个新台阶，超越西方发达国家。(2)有利于增强电工企业自主创新能力。特高压是一个创新性强的系统工程，通过发展特高压，增强理论研究能力、基础试验能力，培养创新型团队，提升自主创新、集成创新、消化引进再创新能力，并促进我国特大型工程建设管理水平的提高。(3)有利于带动电工装备产业链的发展发展特高压可以带动材料、工艺和设计水平的提升，可以使国内超高压设备制造技术更加成熟。日本正是通过特高压研究，实现了500kV设备水平的整体提升。(4)有利于提升装备企业的核心竞争力发展特高压，有利于提升国内输变电设备制造企业的制造水平，实现我国交、直流设备制造技术升级和关键设备的国产化，显著提高国际竞争能力。总之，从基本国情和未来发展需要出发，发展特高压，实施“一特四大”(特高压、大煤电、大水电、大核电和大型可再生能源基地)战略，是转变电力发展方式、大范围优化配置资源、保障国家能源安全的根本要求，是实现煤电集约化发展、提高煤炭资源综合利用，促进电力工业节能减排的重要举措，是落实国家能源战略，促进清洁能源发展，构筑我国稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系的重要基础，同时是立足自主创新、建设创新型国家的重要实践。

5特高压交流试验示范工程

2009年1月16日，国内首条特高压示范工程———晋东南－荆门1000kV特高压交流输电示范工程正式投运，该程包括三站两线，起于山西晋东南，经河南南阳，止于湖北荆门，连接华北、华中两大电网:线路全长640km;变电容量18000MVA;标称电压1000kV;最高电压1100kV。2010年7月8日，向家坝－上海±800kV高压直流输电示范工程成功投入运行。特高压电网输电能力达0.33TW，每年可输送电量1.98×106GW•h，相当于输送煤炭8。5亿吨，极大的满足我国能源战略需求。

作者：司梦 司圣法 单位：华北电力大学电气与电子工程学院 河南省电力公司商丘供电公司