我國特高壓電網的發展戰略分析

張勇

國網山東省電力公司經濟技術研究院

我國特高壓電網的發展戰略分析

張勇

國網山東省電力公司經濟技術研究院

1　引言

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

2　特高壓輸電系統的輸送能力分析

在國家電網規劃中，特高壓輸電一般采用1000kV特高壓交流輸電和正負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800kV直流輸送功率基本相當，但由于網絡結構的單一簡單、輸送中的電壓低等原因，導致實際輸送能力大大地受系統穩定問題影響，這樣將導致達不到自然功率；（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，當輸電距離在一千千米以內，交流輸電經濟性優于直流輸電，當輸電距離超過這個值時，直流輸電方案優于交流輸電；研究表明當輸電距離超過一千五百千米時，正負800kV級直流輸電方案在經濟性方面的優勢將更加明顯；從電網特點方面看，特高壓交流電輸送方式可以形成結構復雜的穩定網絡，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用在需要高電壓等級的電網骨干網架和跨大區聯網系統中，而正負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距離大容量外送上。在技術、輸電能力和穩定性三個方面存在優勢的特高壓電網的系統深受市場歡迎。交流輸電方式具有覆蓋范圍廣，節省架線，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荷中心的優點。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濟和社會發展預測以及電力需求方面預測。全國的電力流合理流向要結合能源條件和地區分布，能源生產和消費特點，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，并對研究的流向進行合理的可行性分析。

結合能源與電力可持續發展戰略，綜合考慮多方面的因素預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工程管理，更是一場最優化管理的試驗，它結合了我國能源資源分布情況和用電需求供應情況，充分分析出了未來電力流向，這對未來的經濟發展起到了預測性作用和指導作用。詳細分析了我國各地區電網電量流動平衡方式，分析出了一個我國電力流的合理流向規模圖，這個圖為未來的特高壓電網建設打下了良好的基礎。

4　國家電網特高壓骨干網架的規劃研究

我國建立特高壓電網骨干網架的規劃主要堅持以國家電力中長期發展戰略為指導的原則；堅持科學論證、示范先行、自主創新、加快推進的原則；堅持統一規劃和整體性原則；貫徹適度超前、遠近結合的原則。力爭建設一個穩定性極高的復雜龐大電力系統，充分利用系統邊界條件，電氣計算和分析，穩定性條件，潮流計算等分析計算方法，預測出了2020年的年前后，我國特高壓電網的交流同步電網，在中國地圖上形成四橫六縱多受端的交流主網架結構，特高壓直流輸電配合一些大型水電站群的建設，規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負荷中心。為西南水電及北部煤電資源在全國更大范圍內的優化配置創造了條件的國家交直流特高壓主網架的形成，將會給特高壓骨干網架提供結構穩定的網絡平臺。

5　全國特高壓同步電網構建方案的研究

我國電力建設在投運初期，一些電網系統中存在低頻振蕩，阻尼很小的問題，對系統的安全穩定運行有很大影響，使系統運行方式受到較多限制。縱觀世界大型同步電網結構，它們存在多種優點：同步聯網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；大范圍的電網同步互聯可以提高整個電網的穩定性運行水平；利用電網同步可以使電力供應緊張的國家和地區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系。互聯同步電網從一開始投運時弱聯到后面的結構復雜的加強互聯階段過程中，不僅提高了電網的穩定性還有利于提高電網輸送的電壓等級，使得電網輸送等級更加多樣化，有利于提高電網效益。結合我國特高壓電網發展規劃國情提出了“十二五”初期到2020年前后我國同步電網構建方案，即建設形成華北一華中一華東特高壓同步電網、東北電網、西北電網、南方電網四個主要同步電網。

6　結論

結合我國國情和社會時代的發展趨勢，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模的特高壓骨干網架的國家電網工程建設，只有建立電壓等級更高，網架結構更牢的大電網結構才能夠滿足未來的發展需求。因此研究我國特高壓電網的發展戰略是一項亟待解決的問題，它不僅關系著我國電力發展的走向，還影響著我國國民經濟的發展。

［1］杜至剛.中國特高壓電網發展戰略規劃研究［D］.山東大學，2008.

［2］王兆權.特高壓電網規劃環境影響評價及風險防范研究［D］.華北電力大學，2015.

［3］印永華.特高壓大電網發展規劃研究［J］.電網與清潔能源，2009，10∶1-3.