特高壓交流輸電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

王詩璇 李鑫

摘要： 隨著全球一體化的發(fā)展，我國經(jīng)濟能力和工業(yè)發(fā)展水平也迅速提高。大到工廠生產(chǎn)，小到日常生活，電力能源成為維持人類活動正常發(fā)展的必要元素之一。新技術(shù)不斷被研發(fā)，新型工程不斷啟動，特高壓交流輸電技術(shù)在電力市場的應(yīng)用越來越廣泛?；诖?，本文將淺談現(xiàn)代特高壓交流輸電技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 特高壓交流輸電;發(fā)展現(xiàn)狀;技術(shù)應(yīng)用

1輸電進展歷程

輸電日漸拓展，電力體系延展了固有的規(guī)模。新穎技術(shù)被創(chuàng)設(shè)出來，它助推了更廣范疇的技術(shù)進步。早在20世紀，前蘇聯(lián)及美國創(chuàng)設(shè)的輸電體系就提升了電壓原有的等級，提升至500千伏。60年代以后，發(fā)達國家著手探析了本源的特高壓輸電機理，摸索實用技術(shù)。例如，早在20世紀70年代，美國擬定構(gòu)建火電站、批量的核電站。受到危機干擾，規(guī)劃一度暫停。過了十年以后，美國擁有了更為完備的新穎技術(shù)，可以創(chuàng)設(shè)特高壓架構(gòu)下的新輸電路徑。然而，受到環(huán)保約束，這一時段構(gòu)建起來的電廠多借助于天然氣，容量并不很大。再如，前蘇聯(lián)摸索特高壓這一必備技術(shù)，借助煤炭發(fā)電，構(gòu)建了發(fā)電廠。這一時段內(nèi)，發(fā)電廠設(shè)定了超出4千兆瓦。

截至目前，我國現(xiàn)有的調(diào)研獲取了凸顯的成就，位于領(lǐng)先位置。調(diào)制了配套送電必備的新設(shè)備，送電等級被升高為特高壓。從現(xiàn)狀看，電網(wǎng)擬定的總?cè)萘靠焖俦煌卣?，水準也在升高。?chuàng)設(shè)了這一范疇的實驗室，專門測驗線路，輸電提升為特高壓。國家電網(wǎng)公司董事長劉振亞提出的構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動實現(xiàn)全球清潔綠色電力供應(yīng)中，加快特高壓建設(shè)發(fā)揮著重要的作用，特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)、成套設(shè)備及工程應(yīng)用獲得國家科技進步特等獎，實現(xiàn)了“中國創(chuàng)造”和“中國引領(lǐng)”，同時讓更多的國家接納了我們領(lǐng)先的特高壓網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。特高壓輸電中，多重線路可被分成直流的、交流類的線路，它們彼此銜接，輸送著各區(qū)段的電能。針對交流送電，在它的路徑內(nèi)增設(shè)了城區(qū)的變壓站，專供城區(qū)用電。我國已經(jīng)成功掌握特高壓交流輸電技術(shù)，1000千伏特高壓交流輸電距離達到1500千米，全球各大清潔能源基地與負荷中心之間的距離都在特高壓輸送范圍內(nèi)。

2 特高壓對我國經(jīng)濟發(fā)展的重大意義

我國正處于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的重要時期，預(yù)計到2020年，我國用電需求將達到7.7萬億千瓦時，發(fā)電裝機將達到17億千瓦左右，均為現(xiàn)有水平的2倍以上。

電網(wǎng)作為電力輸送和消納的載體，已成為能源供應(yīng)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。現(xiàn)有主網(wǎng)架，難以滿足未來遠距離、大容量輸電以及電網(wǎng)安全性和經(jīng)濟性的需要，必須加快建設(shè)特高壓電網(wǎng)，以保障電力與經(jīng)濟社會的協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

一、特高壓是我國清潔能源發(fā)展的重要載體。特高壓輸電具有容量大、距離遠、能耗低、占地省、經(jīng)濟性好等優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)各種清潔能源的大規(guī)模、遠距離輸送，促進清潔能源的高效、安全利用。

二、建設(shè)特高壓有利于我國能源資源的優(yōu)化配置。長期以來，我國電力發(fā)展方式以分省分區(qū)平衡為主，燃煤電廠大量布局在煤炭資源匱乏的中東部地區(qū)，導(dǎo)致鐵路運輸長期忙于煤炭大搬家，煤電油運緊張狀況時常發(fā)生。為構(gòu)筑穩(wěn)定、經(jīng)濟、清潔、安全的能源供應(yīng)體系，迫切需要建設(shè)以特高壓為骨干網(wǎng)架的堅強智能電網(wǎng)。

三、建設(shè)特高壓有利于提高我國的能源供應(yīng)安全。從豐富能源輸送方式來看，建設(shè)特高壓，通過加大輸電比重，實現(xiàn)輸煤輸電并舉，使得兩種能源輸送方式之間形成一種相互保障格局，促進能源輸送方式的多樣化，減少鐵路煤炭運輸壓力，提高能源供應(yīng)安全和高效經(jīng)濟運行。

四、建設(shè)特高壓是帶動電工制造業(yè)技術(shù)升級的重要機遇，是研究和掌握重大裝備制造核心技術(shù)的依托工程，對于增強我國科技自主創(chuàng)新能力、占領(lǐng)世界電力科技制高點具有重大意義。目前，特高壓輸電技術(shù)已經(jīng)納入《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》《國務(wù)院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》《國家自主創(chuàng)新基礎(chǔ)能力建設(shè)“十二五”規(guī)劃》等國家重大規(guī)劃。

3 特高壓交流輸電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 帶動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展

我國地理結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很多山區(qū)、丘陵地帶由于地理條件影響，居民長期受到供電緊缺的困擾。而通過線路鋪設(shè)、電站分布這些電網(wǎng)類項目的建設(shè)，使偏遠村落之間也可以通過電站而聯(lián)系起來。方便了居民生活發(fā)展中的電力需求，帶動這些地區(qū)經(jīng)濟建設(shè)，擺脫落后貧窮。

另外，雖然我國地大物博，但是資源分布并不平衡。水電資源多分布在沿海地區(qū)和東部地區(qū)，而煤炭、石油、天然氣資源則多分布在西北部地區(qū)。不同于以往的鐵路運輸，特高壓電網(wǎng)運輸縮短了運輸時間，提高了運輸效率，使我國能源運輸方式更加優(yōu)化、安全。也將西部地區(qū)的優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟優(yōu)勢，促進當(dāng)?shù)匕l(fā)展。

3.2 提高電網(wǎng)技術(shù)穩(wěn)定性

將1 000kV交流特高壓線用在大型輸電工程中既可以擴大輸電容量，又可以加長輸電距離，同時節(jié)約資金，縮小輸電通道，節(jié)約土地資源。不同于以往小千伏數(shù)的輸送線路，特高壓交流輸電技術(shù)有效避開了短路電流過多、部分地區(qū)穩(wěn)定性差的電網(wǎng)系統(tǒng)安全問題。

3.3 促進電工制造業(yè)技術(shù)發(fā)展

利用特高壓交流輸電技術(shù)優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)，提高輸電質(zhì)量，是我國電工制造業(yè)通過技術(shù)創(chuàng)新，響應(yīng)科技是第一生產(chǎn)力的重要體現(xiàn)之一。通過對特高壓交流輸電技術(shù)的研究與創(chuàng)新，開發(fā)特高壓輸電線的配套設(shè)施，減少電網(wǎng)運行損失，提高安全性，使我國電力科技水平再上一個臺階。

4 特高壓交流輸電技術(shù)創(chuàng)新介紹

4.1 外絕緣配合

由于特高壓交流輸電線操作電壓大，耐受電壓隨空氣間隙距離增大而呈非線性增加趨勢，在飽和后外絕緣難度明顯增加。再者，我國污染程度嚴重，附著于套管表面的污穢物體，會加劇抗絕緣配合技術(shù)的難度[3]。針對這一難題，抑制過電壓操作水平，使其偏離空氣間隙的飽和區(qū)，幫助絕緣尺度回歸線性;或是研究污穢成分，研發(fā)含抗性絕緣套管，都可以提升絕緣率，使線路運行更加安全。

4.2 潛供電流控制

由于特高壓輸電線路經(jīng)常運用在大容量、長距離的輸電工程中，其高電壓、高電流的特性會使?jié)摴╇娏鬟^大，造成線路故障，影響供電穩(wěn)定。為抑制該電流，我國在長距離輸電過程中往往會配合設(shè)置特高壓電抗器，并在電抗器中繼續(xù)設(shè)置小型特高壓電抗器，協(xié)助抑制電流，將潛供電流控制在安全范圍內(nèi)。雖然國外也有對應(yīng)控制設(shè)施，如高速接地開關(guān)，但此種設(shè)施操作復(fù)雜，成本較高，更適宜于短距離輸電，不符合我國國情。

5 我國特高壓輸電技術(shù)的工程應(yīng)用

特高壓交流輸電線路具有充電功率大、潛供電流大、絕緣配合要求高、線路長度和兩端電網(wǎng)特性對特高壓設(shè)備的工作條件影響大等特點，需要采取裝設(shè)大容量高壓電抗器（或可控電抗器）及中性點小電抗、高性能避雷器、帶合閘電阻的斷路器等措施。金沙江是長江上游青海玉樹巴塘河口至四川宜賓河段的通稱，水能資源十分豐富，可開發(fā)裝機容量約90GW，年發(fā)電量約5000億kwh。開發(fā)金沙江是實現(xiàn)資源優(yōu)化配置和能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，加快“西電東送”步伐，減輕北煤南運和東部地區(qū)環(huán)保壓力，優(yōu)化華中、華東地區(qū)能源結(jié)構(gòu)的重大舉措。金沙江一期工程溪洛渡、向家壩水電站總裝機容量18.6GW，電站容量大，輸電距離遠，其電能的合理消納及輸電系統(tǒng)的形成，對我國能源資源優(yōu)化配置、大容量遠距離輸電技術(shù)發(fā)展和全國聯(lián)網(wǎng)格局具有重大而深遠的影響。

6 結(jié)論

市場狀態(tài)之下，特高壓這樣的輸電應(yīng)被注重，擁有獨特價值。電力建設(shè)進步，特高壓模式的輸電擁有著可行性，設(shè)定了技術(shù)路徑的指引?，F(xiàn)有狀態(tài)下，具備了構(gòu)建這類輸電的根本要件，累積了珍貴經(jīng)驗。相關(guān)部門應(yīng)能增添支持，深化相關(guān)調(diào)研。摸索發(fā)展路徑，提高特高壓這類輸電的構(gòu)建速率。

參考文獻

[1]劉振亞.中國特高壓交流輸電技術(shù)創(chuàng)新[J].電網(wǎng)技術(shù)，2013（3）：567-574.

[2]舒印彪，張文亮.特高壓輸電若干關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國電機工程學(xué)報，2007（31）：1-6.