高壓電網技術的發展趨勢論文
高壓電網技術的發展趨勢論文
1能源資源與消費呈逆向分佈，需要大範圍最佳化配置資源
能源基地與負荷中心距離1000～3000km左右。我國區域煤炭生產消費分佈情況:東部地區煤炭缺口逐步加大，中部地區煤炭輸出不斷下降，對西部煤炭輸入依存度增加。
2煤電油運緊張矛盾日趨嚴峻，輸煤輸電並舉是當務之急
煤炭的高效開發利用事關能源發展全域性，電力就地平衡發展模式帶來一系列矛盾，造成煤價不斷攀升，運力持續緊張，缺煤停機頻繁發生，電裝置利用率大幅下降。煤電運緊張反覆出現:(1)2008年初，全國普遍出現電煤緊張，缺煤停機達40GW，佔全國總裝機的5。6%。(2)2009年11月，受大雪影響，山西煤炭外運受阻，秦皇島港口平均煤價上漲30－40元/噸。(3)2009年末到2010年初枯水期，電煤緊張導致華中電網限電1.175×103GWh，高峰時期湖北電網日均缺電5×102GWh。鐵路輸煤中間環節多、成本高:單純依靠輸煤難以為繼。公路輸煤能耗更高，是鐵路的17。7倍，水運的22倍;我國輸煤輸電比例失衡，電煤運輸體系亟待最佳化:“三西”(山西、陝西、蒙西)輸煤輸電比例按電煤外調口徑計算為20∶1。華東地區輸煤輸電比例按電煤調入口徑計算為48∶1。華中地區為13∶1。煤炭運輸量長期超過鐵路貨運量的一半，鐵路運輸長期面臨巨大壓力。未來煤炭基地70%產量用於發電，電煤運輸任務將更加艱鉅。(1)發展大煤電需要特高壓國家正加快建設山西、陝北、寧東、準格爾、錫盟、呼倫貝爾、霍林河、寶清、哈密、彬長、準東、伊犁、淮南等13個煤電基地，裝機規模1。8×108kW左右，透過特高壓輸送煤電約1。3×108kW。2020年，煤電基地外運的輸煤量與輸電量之比約為4∶1，能夠解決我國煤電運緊張和東部能源短缺問題。(2)發展大水電需要特高壓我國水能資源豐富，經濟可開發容量約4×108kW，待開發的水電主要分佈在四川、雲南、西藏等西南地區，國家正在加快金沙江、雅礱江、大渡河、瀾滄江、怒江以及雅魯藏布江下游等水電基地的開發建設，需要走大規模、集約化開發，遠距離輸送的道路。(3)發展大核電需要特高壓加快核電開發是能源發展的基本國策，國家優先在一次能源資源缺乏的東部沿海等負荷中心開發核電，儘早在能源資源匱乏、經濟條件及站址條件較好的中部內陸地區延伸。我國大型核電站規模達到8×106kW，需要特高壓電網支撐。(4)發展大風電需要特高壓我國風能資源具有分佈集中、規模大、遠離負荷中心等特點，國家規劃建設河北、蒙東、蒙西、吉林、江蘇沿海、甘肅酒泉、新疆哈密等七個千萬千瓦級風電基地，需要走大規模、集約化開發，遠距離、高電壓輸送和大範圍消納的道路。(5)大規模開發太陽能需要特高壓我國太陽能資源非常豐富，理論儲量達每年1。7萬億噸標準煤。我國已經成為世界上最大的太陽能光伏電池元件的生產國。我國沙漠、戈壁和沙漠化土地的分佈範圍相當廣闊，總面積約130。8×104km2，為太陽能發展提供廣闊空間。
3發展特高壓是解決電網突出問題，實現科學發展的內在要求
3.1電網建設嚴重滯後於電源發展
建國以來，我國累計電網投資約佔電力工業投資的36。2%(其中2001－2009年約佔電力投資的.45%)，遠低於國際上50%－60%的水平，電網電源發展不協調，尤其是骨幹網架與配電網“兩頭”薄弱的問題尤為突出。
3.2短路電流超標問題越來越嚴重
華東電網等部分地區500kV網路已相當密集，短路電流問題十分突出，甚至超出現有斷路器製造能力水平，給電網和裝置的安全執行帶來影響，廠家生產最大短路電流50kA。
3.3走廊資源緊缺矛盾越來越突出
東部地區站址、輸電走廊越來越緊張，徵地、拆遷費用大幅增長。西電東送走廊資源有限，常規方法提升送電能力餘地有限，迫切需要透過特高壓建設提高單位走廊的送電能力。
3.4電網安全水平亟待進一步提高
長鏈式500kV互聯電網的低頻功率振盪問題較為突出;對於華東等受端電網，亟需透過提高電網電壓等級實現更合理的分層分割槽佈局;電網抗災能力較弱，骨幹電網有待加強。
3.5電力大規模送入需要堅強電網支撐
目前單回特高壓直流輸送容量達到8GW，需要堅強受端電網提供電壓支撐並應對直流閉鎖等故障衝擊。
4發展特高壓是推動我國電力和裝備業創新發展的重要途徑
(1)有利於佔領世界電網技術的制高點。特高壓是世界電網技術的制高點，發展特高壓電網，可使我國電網科技水平再上一個新臺階，超越西方發達國家。(2)有利於增強電工企業自主創新能力。特高壓是一個創新性強的系統工程，透過發展特高壓，增強理論研究能力、基礎試驗能力，培養創新型團隊，提升自主創新、整合創新、消化引進再創新能力，並促進我國特大型工程建設管理水平的提高。(3)有利於帶動電工裝備產業鏈的發展發展特高壓可以帶動材料、工藝和設計水平的提升，可以使國內超高壓裝置製造技術更加成熟。日本正是透過特高壓研究，實現了500kV裝置水平的整體提升。(4)有利於提升裝備企業的核心競爭力發展特高壓，有利於提升國內輸變電裝置製造企業的製造水平，實現我國交、直流裝置製造技術升級和關鍵裝置的國產化，顯著提高國際競爭能力。總之，從基本國情和未來發展需要出發，發展特高壓，實施“一特四大”(特高壓、大煤電、大水電、大核電和大型可再生能源基地)戰略，是轉變電力發展方式、大範圍最佳化配置資源、保障國家能源安全的根本要求，是實現煤電集約化發展、提高煤炭資源綜合利用，促進電力工業節能減排的重要舉措，是落實國家能源戰略，促進清潔能源發展，構築我國穩定、經濟、清潔、安全的能源供應體系的重要基礎，同時是立足自主創新、建設創新型國家的重要實踐。
5特高壓交流試驗示範工程
2009年1月16日，國內首條特高壓示範工程———晉東南－荊門1000kV特高壓交流輸電示範工程正式投運，該程包括三站兩線，起于山西晉東南，經河南南陽，止於湖北荊門，連線華北、華中兩大電網:線路全長640km;變電容量18000MVA;標稱電壓1000kV;最高電壓1100kV。2010年7月8日，向家壩－上海±800kV高壓直流輸電示範工程成功投入執行。特高壓電網輸電能力達0.33TW，每年可輸送電量1.98×106GWh，相當於輸送煤炭8。5億噸，極大的滿足我國能源戰略需求。