我國特高壓電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略分析

張勇

國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院

我國特高壓電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略分析

張勇

國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院

1　引言

我國的能源資源和能源消耗在地圖上呈現(xiàn)著明顯的不均衡現(xiàn)象，能源分布表現(xiàn)為東少西多、南少北多的地域差異。隨著社會的不斷發(fā)展，呈現(xiàn)的這種能源差異也越來越明顯，為滿足未來經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生活對電能的需求，需要依賴龐大的電網(wǎng)來實現(xiàn)能源的大范圍資源優(yōu)化配置。但是地域差異上的過渡開采并不能解決能源不均問題，所以建設(shè)具有遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗輸電能力的特高壓輸電系統(tǒng)成為我們國家解決問題的良策。這項工程不僅能夠促進(jìn)水電，煤電，核電，以及一些新能源電能的相互間的互補，還大大提高了電網(wǎng)的安全性和可靠性，另一方面，還大大降低了電網(wǎng)建設(shè)成本、節(jié)約了土地資源開發(fā)，保護(hù)了地球環(huán)境的原生態(tài)。因此發(fā)展特高壓電網(wǎng)是符合中國國情，是全面建設(shè)小康和和諧社會的優(yōu)良戰(zhàn)略。本文將從全局戰(zhàn)略的高度出發(fā)，從各個方面進(jìn)行分析我國特高壓電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略，希望對讀者有一定的幫助。

2　特高壓輸電系統(tǒng)的輸送能力分析

在國家電網(wǎng)規(guī)劃中，特高壓輸電一般采用1000kV特高壓交流輸電和正負(fù)800kV的特高壓直流輸電兩種輸電方式。這兩種輸電方式都有其適用的范圍和場所，具體分析有以下幾點：（1）從輸送能力方面來看，1000kV交流線路輸送的自然功率與正負(fù)800kV直流輸送功率基本相當(dāng)，但由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的單一簡單、輸送中的電壓低等原因，導(dǎo)致實際輸送能力大大地受系統(tǒng)穩(wěn)定問題影響，這樣將導(dǎo)致達(dá)不到自然功率；（2）從輸電距離方面來看，特高壓交流與直流輸電間各自有其輸電適用距離，當(dāng)輸電距離在一千千米以內(nèi)，交流輸電經(jīng)濟性優(yōu)于直流輸電，當(dāng)輸電距離超過這個值時，直流輸電方案優(yōu)于交流輸電；研究表明當(dāng)輸電距離超過一千五百千米時，正負(fù)800kV級直流輸電方案在經(jīng)濟性方面的優(yōu)勢將更加明顯；從電網(wǎng)特點方面看，特高壓交流電輸送方式可以形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)，其理論上可以無限擴大，而直流雖傳輸交換靈活，但是其也存在安全隱患。

綜合考慮，特高壓交流輸電方式一般應(yīng)用在需要高電壓等級的電網(wǎng)骨干網(wǎng)架和跨大區(qū)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，而正負(fù)800kV特高壓直流輸電將主要定位于我國西部大水電基地和大煤電基地電力的超遠(yuǎn)距離大容量外送上。在技術(shù)、輸電能力和穩(wěn)定性三個方面存在優(yōu)勢的特高壓電網(wǎng)的系統(tǒng)深受市場歡迎。交流輸電方式具有覆蓋范圍廣，節(jié)省架線，中間可落點，輸電容量大，以及有功功率損耗與輸送功率的比值小等優(yōu)點。雖然直流輸電中間不落點，但具有可以大量輸送電力至大負(fù)荷中心的優(yōu)點。在選擇交流或直流輸電的問題上主要取決于不同的需求和場所。

3　全國電力流的合理流向研究

全國電力流的合理流向研究主要從國民經(jīng)濟和社會發(fā)展預(yù)測以及電力需求方面預(yù)測。全國的電力流合理流向要結(jié)合能源條件和地區(qū)分布，能源生產(chǎn)和消費特點，以及全國裝機分布特點，參照受端市場分析以及電力平衡計算的基本原則來制定和分析出電力流的合理流向，并對研究的流向進(jìn)行合理的可行性分析。

結(jié)合能源與電力可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，綜合考慮多方面的因素預(yù)測出我國未來的電力流的合理流向，這項工作不僅是一個系統(tǒng)工程管理，更是一場最優(yōu)化管理的試驗，它結(jié)合了我國能源資源分布情況和用電需求供應(yīng)情況，充分分析出了未來電力流向，這對未來的經(jīng)濟發(fā)展起到了預(yù)測性作用和指導(dǎo)作用。詳細(xì)分析了我國各地區(qū)電網(wǎng)電量流動平衡方式，分析出了一個我國電力流的合理流向規(guī)模圖，這個圖為未來的特高壓電網(wǎng)建設(shè)打下了良好的基礎(chǔ)。

4　國家電網(wǎng)特高壓骨干網(wǎng)架的規(guī)劃研究

我國建立特高壓電網(wǎng)骨干網(wǎng)架的規(guī)劃主要堅持以國家電力中長期發(fā)展戰(zhàn)略為指導(dǎo)的原則；堅持科學(xué)論證、示范先行、自主創(chuàng)新、加快推進(jìn)的原則；堅持統(tǒng)一規(guī)劃和整體性原則；貫徹適度超前、遠(yuǎn)近結(jié)合的原則。力爭建設(shè)一個穩(wěn)定性極高的復(fù)雜龐大電力系統(tǒng)，充分利用系統(tǒng)邊界條件，電氣計算和分析，穩(wěn)定性條件，潮流計算等分析計算方法，預(yù)測出了2020年的年前后，我國特高壓電網(wǎng)的交流同步電網(wǎng)，在中國地圖上形成四橫六縱多受端的交流主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，特高壓直流輸電配合一些大型水電站群的建設(shè)，規(guī)劃建成多回西電東送特高壓直流輸電通道直接注入各地區(qū)負(fù)荷中心。為西南水電及北部煤電資源在全國更大范圍內(nèi)的優(yōu)化配置創(chuàng)造了條件的國家交直流特高壓主網(wǎng)架的形成，將會給特高壓骨干網(wǎng)架提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)平臺。

5　全國特高壓同步電網(wǎng)構(gòu)建方案的研究

我國電力建設(shè)在投運初期，一些電網(wǎng)系統(tǒng)中存在低頻振蕩，阻尼很小的問題，對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有很大影響，使系統(tǒng)運行方式受到較多限制?？v觀世界大型同步電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，它們存在多種優(yōu)點：同步聯(lián)網(wǎng)不僅提高了輸電效益，還能夠利用水電與火電互補，綜合利用備用容量的目的，達(dá)到了削峰填谷的作用，整體提高了資源利用率；大范圍的電網(wǎng)同步互聯(lián)可以提高整個電網(wǎng)的穩(wěn)定性運行水平；利用電網(wǎng)同步可以使電力供應(yīng)緊張的國家和地區(qū)跨國界從電力充裕的地方得到補充，這不僅提高了能源利用率，還有利于提高國與國之間的友好關(guān)系。互聯(lián)同步電網(wǎng)從一開始投運時弱聯(lián)到后面的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的加強互聯(lián)階段過程中，不僅提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性還有利于提高電網(wǎng)輸送的電壓等級，使得電網(wǎng)輸送等級更加多樣化，有利于提高電網(wǎng)效益。結(jié)合我國特高壓電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃國情提出了“十二五”初期到2020年前后我國同步電網(wǎng)構(gòu)建方案，即建設(shè)形成華北一華中一華東特高壓同步電網(wǎng)、東北電網(wǎng)、西北電網(wǎng)、南方電網(wǎng)四個主要同步電網(wǎng)。

6　結(jié)論

結(jié)合我國國情和社會時代的發(fā)展趨勢，綜合我國的資源分布狀況和全國的能源供需分布情況，我國要致力于加快大規(guī)模的特高壓骨干網(wǎng)架的國家電網(wǎng)工程建設(shè)，只有建立電壓等級更高，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更牢的大電網(wǎng)結(jié)構(gòu)才能夠滿足未來的發(fā)展需求。因此研究我國特高壓電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略是一項亟待解決的問題，它不僅關(guān)系著我國電力發(fā)展的走向，還影響著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展。

［1］杜至剛.中國特高壓電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃研究［D］.山東大學(xué)，2008.

［2］王兆權(quán).特高壓電網(wǎng)規(guī)劃環(huán)境影響評價及風(fēng)險防范研究［D］.華北電力大學(xué)，2015.

［3］印永華.特高壓大電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃研究［J］.電網(wǎng)與清潔能源，2009，10∶1-3.