特高压输电概述及特高压电网在中国的发展前景

摘要：我国地域辽阔，能源储备和电力负荷分布极不均衡。在电网建设中，能源分布和电力传输始终是一个需要综合考虑的问题。随着经济的发展，建立长距离、大容量、低损耗的输电系统已成为我国电网发展的必然。特高压交、直流输电网除了能实现电能大规模和远距离输送的需求外，还可以大幅度提高电网自身的安全性、可靠性、灵活性和经济性，具有显著的社会、经济效益。

关键词：特高压输电发展

中图分类号：TM723 文献标识码：A文章编号：

特高压电网的发展目标

大容量、远距离从发电中心（送端）向负荷中心（受端）输送电能。

超高压电网之间的强互联，形成坚强的互联电网，目的是更有效地利用整个电网内各种可以利用的发电资源，提高互联的各个电网的可靠性和稳定性。

在已有的、强大的超高压电网之上覆盖一个特高压输电网，目的是把送端和受端之间大容量输电的主要任务从原来超高压输电转到特高压输电上来，以减少超高压输电的距离和网损，使整个电力系统能继续扩大覆盖范围，并更经济、更可靠运行。

建设特高压电网的必然结果是以特高压输电网为骨干网架，形成特高压、超高压和高压多层次的分层、分区，结构合理的特高压电网。发展特高压的三个目标，实际上也是特高压输电网的三个主要作用。如何发挥特高压输电的作用，由各国电力工业的发展环境决定，同时也受到环境的制约。电网的运行电压等级越高，相应的技术要求也就越高。随着四川复龙至上海南汇800 kV特高压直流示范工程、晋东南-南阳-荆门1000 kV特高压交流试验示范工程相继由国家发展改革委员会核准建设，我国的特高压交、直流输电技术研究及其基础实验设施亟待完善。本文针对我国的国情，对特高压电网在中国的发展前景进行研究。

特高压输电技术研究

特高压输电技术是在超高压输电技术基础上发展的输电技术。根据超高压输电的设计和运行经验，以及特高压输电建设和运行的经济和环境保护要求，除了电气设备的攻关研制外，高电压技术方面的三大关键技术问题必须进行深入研究。它们是：（1）特高压电晕效应（2）特高压绝缘及要求（3）工频电、磁场及其影响。

我国特高压输电技术研究始于 1986 年，在过去的 20 多年里，我国的科研机构在特高压交、直流输电领域相继开展了“远距离输电方式和电压等级论证”、“特高压输电前期论证”和“采用交流百万伏特高压输电的可行性”等研究，在特高压输电系统过电压水平、绝缘配合、输电线路对环境影响以及设备、线路、铁塔、典型变电站(换流站)的选择与论证方面，取得了初步成果。随着我国电网建设的发展，输电线路数量不断增多，输电线路走廊将日益紧张，由此必将带来交直流输电线路同走廊、直流输电线路导线多种排列方式、多回直流输电线路同杆架设等新问题。同时，国家环保部门对电磁环境方面的管理越来越严格，特高压工程的设计必须要满足相关管理制度、法律、法规的要求。特高压输电工程的建设需要经过特高压试验研究、特高压设备研制、特高压设备试运行的考核等几个阶段，而特高压交流试验基地和直流试验基地的建设是特高压输电技术研究的基础。为满足特高压输电工程相关研究的需求，2006年 8 月，国家电网公司特高压直流试验基地奠基于北京中关村科技园区昌平园东区，该基地功能全面完整、高效实用，基地的建设紧密结合我国特高压直流输电工程实际。2006 年 10 月，国家电网公司特高压交流试验基地奠基于武汉 500 kV 凤凰山变电站西侧。该试验基地的试验线段部分包括单回路和双回路各一条(目前均已实现带电运行)，杆塔布置均为耐−直−直−耐方式，试验线段在导线、地线的选用上，与晋−南−荆试验示范工程保持一致。建成后的国家电网公司特高压试验基地将为我国特高压交流试验示范工程和直流示范工程的建设和运行提供强有力的技术支持。

特高压电网在中国的发展前景

为了能够更好地将特高压电网技术在我国进行推广和应用，我们需要联系我国的国情对现今我国的电网存在的问题进行解决：

长时期处于电力短缺状态，电网被动地跟随电源和负荷的发展而发展，未能通过电网的发展主动地引导电源的建设，结果导致我国南北向跨大区大容量输电网络规模过小，输电能力不足。

现有500kV电网输送能力不能满足大范围电力资源优化配置和电力市场的要求。

电力负荷密集地区电网短路电流控制困难，例如华东、华北电网已经出现有一部分500kV母线的短路电流水平将超过断路器最大遮断电力能力。

长链型电网结构动态稳定问题突出，在东北、华北、华中电网500kV交流联网结构比较薄弱的情况下，存在低频振荡问题。

受端电网存在多直流落点和电压稳定问题。

除了将上述的那些问题解决之外，如果不满足现在的用电需求，那么这样的发展是绝对不会长久，最终也是不可能会取得成功的，因而，我们还需要考虑我国的特高压输电需求。

目前，我国的特高压输电需求主要表现在如下几个方面：

第一条500kV超高压输电线路自1981年投运以来，已有20余年。经过长期的建设，跨省区域电网已形成或正在形成500kV骨干电网。随着地区负荷密度的增加，输电容量的要求越来越大，若继续采用500kV交流输电加500kV直流输电（直流输电损耗约为7~8%）为主的点对点进行大容量输电，不但电网线损率增加，而且输电线路密度将增加，有些地区将很难选择合适的线路走廊和变电站站址。同时500kV电网的短路电流水平将进一步增加。

根据有关规划的预测，西电东送、南北互供，全国联网的平均大容量输电距离，将超过500km。西电东送、南北互供的输电容量在未来的15年将超过100-200GW。根据大量的理论研究和计算分析，500km及其以上距离的输电网选用1000kV级特高压输电是经济合理。

根据特高压输电的作用，以及中国发电资源和负荷中心的地理分布特点，中国特高压输电预计将从特高压远距离大容量输电工程或跨省区电网的强互联工程开始，随着用电负荷的持续增长，更多高效率的特大型发电机组投入运行、更多的大容量规模电厂和发电基地的建设，“西电东送、南北互供”输电容量的持续增加，将逐渐发展为国家特高压骨干网，从而逐步形成国家特高压电网。

在这样的一个特高压输电大发展的环境之下，我国现已取得了这样的成果：

我国第一个1000kV特高压交流示范工程：晋东南～南阳～荆门1000kV输电线路工程（起自晋东南1000kV变电站，经南阳1000kV开关站，止于荆门1000kV变电站，全程650多km，途经山西、河南和湖北三省）已经完成可行性研究，线路、变电站设计方案基本确定，主要设备选型及参数也通过了专家审查。截至2006年5月，前期准备工作已基本完毕，即将进入实质性建设阶段。第一条800kV云广特高压直流输电工程项目，已经通过有关部门审查，并于2006年开工建设，2009年单极投产。

总之，在需求的刺激下，在科研技术的支持之下，我们有理由相信，我国的特高压输电一定能于不久的将来在全国范围内得到广泛的应用。

参考文献:

刘振亚. 特高压电网[M]. 中国经济出版社, 2005.

刘振亚. 特高压直流输电技术研究成果专辑[M]. 中国电力出版社, 2006.