世界首條商業(yè)運營特高壓交流輸電擴建工程投產

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      人民網北京12月16日電2011年12月16日，由國家電網公司承建的1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程擴建工程正式投產，單回線路輸送能力達到500萬千瓦，成為世界上運行電壓最高、輸電能力最強、技術水平最先進的交流輸電工程。

　　為什么要擴建

　　我國首個特高壓工程——特高壓交流試驗示范工程于2006年8月獲得國家核準開工建設，由我國自主研發(fā)、設計、制造和建設，北起山西晉東南站，經河南南陽站，南至湖北荊門站，全線單回路架設，線路全長640公里。根據核準方案，該工程僅在兩端變電站各安裝了一組容量300萬千伏安的特高壓變壓器，最大輸電能力280萬千瓦。

　　特高壓交流示范工程自2009年1月6日建成投運至今，一直保持安全穩(wěn)定運行，截至今年11月，已累計輸電260億千瓦時。完成北電南送160多億千瓦時，相當于晉煤外運約800多萬噸，減輕大秦鐵路400多列火車運力，有力緩解了運輸壓力，提升了電網資源優(yōu)化配置能力；華中電網向華北電網輸送清潔水電90多億千瓦時，在減少豐水期棄水的同時，節(jié)約電煤430多萬噸，減少二氧化碳排放約1000多萬噸，促進了節(jié)能減排，實現了國家電網公司奉獻清潔能源的目標。擴建工程的及時投運，將使華中受電通道容量大幅度增至500萬千瓦，減輕鐵路運煤運輸壓力，大大緩解迎峰度冬期間華中電網的電力供需緊張局面。

　　近年來，隨著我國電力需求的快速增長，局部地區(qū)電力供應偏緊的態(tài)勢逐漸蔓延，2011年全國電力最大缺口約3000萬千瓦，主要集中在華東、華中和南方電網。華中電網處于我國“西電東送，南北互供，全國聯網”的樞紐位置，但由于水電裝機比重高達43%，加上處于電煤運輸末端的區(qū)位劣勢，在當前輸電比重較小的環(huán)境下，華中地區(qū)常年在枯水期出現季節(jié)性電力供需緊張局面。2010年12月，華中電網最大限電776萬千瓦，2011年1月最大電力缺口1219萬千瓦。

　　為了充分發(fā)揮工程的輸電能力和特高壓大容量、遠距離、低損耗輸電的優(yōu)勢和資源優(yōu)化配置能力，國家發(fā)改委于2010年12月29日核準建設本期擴建工程。工程擴建后，晉東南、南陽、荊門三站均裝設兩組容量300萬千瓦的特高壓主變，線路裝設40%的串聯補償，具備了輸送500萬千瓦電力的能力。

　　擴建工程有哪些亮點

　　在工程擴建過程中，國家電網公司組織100多家參建單位，開展產學研用聯合攻關，攻克了特高壓串補等尖端技術，保證了特高壓設備批量生產的質量穩(wěn)定性，進一步提升了我國電力、機械行業(yè)的自主創(chuàng)新能力。

　　擴建工程的建成投運，進一步驗證了特高壓交流大容量、遠距離、低損耗輸電的優(yōu)勢，是我國能源電力領域自主創(chuàng)新的重大成就，是世界電力發(fā)展史上的重要里程碑，進一步鞏固、擴大了我國在國際高壓輸電技術開發(fā)、裝備制造和工程應用領域的領先優(yōu)勢。“十二五”期間，我國將加快發(fā)展特高壓等大容量、高效率、遠距離先進輸電技術。推廣應用特高壓交流試驗示范工程擴建工程的創(chuàng)新成果，加快發(fā)展特高壓輸電，必將為推動我國電力工業(yè)科學發(fā)展、保障電力可靠供應和能源安全提供更為強大的動力。

　　擴建工程的亮點主要表現在：

　　——代表了世界最高水平的交流輸電工程

　　自主創(chuàng)新、成功建設了目前世界上運行電壓最高、輸電能力最強、技術水平最先進的交流輸電工程，運行穩(wěn)定可靠，進一步驗證了特高壓交流大容量、遠距離、低損耗輸電的優(yōu)勢，是我國電網建設、運行整體水平邁上新臺階的重要標志。

　　——實現了特高壓交流輸電技術的新突破

　　在特高壓輸電系統(tǒng)的串聯補償技術、過電壓控制技術、特快速暫態(tài)過電壓測量與控制技術、潛供電流、電磁環(huán)境、大型復雜電極操作沖擊放電特性、大型電力設備抗地震技術、大電網運行控制技術等方面取得新突破，在世界上率先掌握了特高壓大容量輸電系統(tǒng)集成技術。

　　——創(chuàng)造了國際高壓輸變電設備的新紀錄

　　立足國內，研制成功了特高壓串補、大容量特高壓開關、雙柱特高壓變壓器等代表世界最高水平的特高壓交流新設備，指標優(yōu)異、性能穩(wěn)定，綜合國產化率超過90%，刷新了主要輸變電設備的世界紀錄。依托工程實踐，國內骨干電工設備制造企業(yè)的自主創(chuàng)新能力得到了進一步增強，國產設備的工藝質量水平和安全可靠性有了顯著提升，在國際特高壓設備制造領域形成了相對技術優(yōu)勢和競爭優(yōu)勢。特高壓設備已成為我國電工設備制造企業(yè)走向世界的金色名片。

　　——標定了國際高壓交流輸電能力的新高度

　　在單回640公里的特高壓交流輸電線路上，成功實現了500萬千瓦電力的穩(wěn)定輸送，電網運行控制平穩(wěn)、設備狀態(tài)正常，創(chuàng)造了高壓交流輸電能力的世界紀錄。

　　——建立了特高壓交流輸電技術標準體系

　　在世界上率先建立了從系統(tǒng)集成、工程設計、設備制造、施工安裝、調試試驗到運行維護的全套技術標準和試驗規(guī)范，在工程中得到全面應用和檢驗，為特高壓交流輸電大規(guī)模發(fā)展應用奠定了堅實基礎。

　　為什么選擇特高壓

　　我國76％的煤炭資源分布在北部和西北部；80％的水能資源分布在西南部；絕大部分陸地風能、太陽能資源分布在西北部。同時，70％以上的能源需求卻集中在東中部。能源基地與負荷中心的距離在1000到3000公里。

　　這樣一種布局提供了兩種選擇：要么在負荷中心區(qū)建設電站，要么在能源中心區(qū)建設電站后外送電力。

　　在負荷中心區(qū)大規(guī)模展開電源建設會受到煤炭運輸、環(huán)境容量等問題的制約。而且，建設火電還可以靠煤炭運輸，而水電、風電由于不可能把水和風像煤那樣運輸，因此就更是無法實現。一邊是無法大規(guī)模建設電源點，一邊又守著水能、風能等寶貴的清潔能源望洋興嘆。

　　于是，在能源資源豐富的西部、北部地區(qū)建設電源，然后把電力送到負荷中心就成為最優(yōu)選擇。然而，我國現有的電網主要以500千伏超高壓線路為主，不僅輸電量小，更主要是無法實現遠距離輸送。這就好比一座高度較低的水塔，它無法實現更遠距離的供水。

　　因此，電網專家指出，通過建設可以大容量遠距離而且低損耗輸電的特高壓電網就成為“十二五”電網建設的重中之重，而且是最佳選擇。所謂特高壓電網是指交流1000千伏、直流正負800千伏及以上電壓等級的輸電網絡，它的最大特點就是可以長距離、大容量、低損耗輸送電力。按自然功率測算，1000千伏交流特高壓輸電線路的輸電能力超過500萬千瓦，接近500千伏超高壓交流輸電線路的5倍。±800千伏直流特高壓的輸電能力達到700萬千瓦，是目前多數±500千伏超高壓直流線路輸電能力的2.4倍。

　　特高壓的價值

　　在運輸成本方面，專家根據等價熱值法測算，若特高壓線路以500萬千瓦運行24小時，可輸送電量1.2億千瓦時，相當于運輸原煤約59515噸。以公路運輸進行折算，每輛汽車運煤50噸，需要1191輛車，若每輛車10米長，首尾相連，要排11.91公里。以鐵路運輸進行折算，若按每節(jié)車廂載重60噸的普通列車，需要992節(jié)列車。即使按每節(jié)車廂載重為100噸的重載列車，也需要596節(jié)列車進行運輸。在目前公路和鐵路運輸形勢比較緊張的現狀下，更多的煤炭運輸會造成較嚴重的運輸壓力。據國家發(fā)改委公布數據：2010年全國鐵路煤炭發(fā)運量20億噸，其中電煤14億噸；公路外運超過5億噸，運力持續(xù)緊張。目前西部、北部地區(qū)電煤價格一般為200元-300元/噸標準煤。將煤炭從當地裝車，經過公路、鐵路運輸到秦皇島港，再通過海運、公路運輸到華東地區(qū)，電煤價格則增至1000多元/噸標準煤。折算后每千瓦時電僅燃料成本就達到0.3元左右。但是，在煤炭產區(qū)建坑口電站，燃料成本僅0.09元/千瓦時�？涌陔娬镜碾娏νㄟ^特高壓輸送到中東部負荷中心，除去輸電環(huán)節(jié)的費用后，到網電價仍低于當地煤電平均上網電價0.06—0.13元/千瓦時。

　　在節(jié)能減排方面，特高壓更是清潔能源大發(fā)展的必要支撐。我國風電主要集中在“三北”地區(qū)，當地消納空間非常有限。風電的進一步發(fā)展，客觀上需要擴大風電消納范圍，大風電必須融入大電網，堅強的大電網能夠顯著提高風電消納能力。特高壓電網將構成我國大容量、遠距離的能源輸送通道。據測算，如果風電僅在省內消納，2020年全國可開發(fā)的風電規(guī)模約5000萬千瓦。而通過特高壓跨區(qū)聯網輸送擴大清潔能源的消納能力，全國風電開發(fā)規(guī)模則可達1億千瓦以上。從資源優(yōu)化配置來看，隨著我國能源戰(zhàn)略西移，大型能源基地與能源消費中心的距離越來越遠，能源輸送的規(guī)模也將越來越大。在傳統(tǒng)的鐵路、公路、航運、管道等運輸方式的基礎上，提高電網運輸能力，也是緩解運輸壓力的一種選擇。

　　在推動產業(yè)技術升級方面，特高壓工程實現了我國能源基礎研究和建設領域的重大自主創(chuàng)新。通過工程實踐，我國建成了世界一流的特高壓試驗研究體系，全面掌握了特高壓輸電的核心技術，大幅提升了我國電網技術水平和自主創(chuàng)新能力。研制成功代表世界最高水平的全套特高壓交直流設備，設備國產化率達到90%，掌握了特高壓設備制造的核心技術，具備了特高壓交直流設備的批量生產能力，推動國內電工裝備制造業(yè)實現了產業(yè)升級和跨越式發(fā)展。在世界上首次研究提出了特高壓交直流輸電技術標準體系，確立了我國在特高壓輸電技術研究、裝備制造、工程設計、建設和運行領域的國際領先地位。目前，特高壓輸電技術已經納入《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006～2020）》、《國務院關于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》、《國家自主創(chuàng)新基礎能力建設“十一五”規(guī)劃》等國家重大規(guī)劃。

　　展望

　　目前，我國已建成兩個特高壓工程：一個是1000千伏晉東南-南陽-荊門特高壓交流試驗示范工程，另一個是±800千伏向家壩-上海特高壓直流輸電工程。在建工程主要有：皖電東送淮南～浙北～上海特高壓交流工程，今年9月獲得國家發(fā)改委核準，已開工建設，計劃2013年投運；錦屏～蘇南±800千伏特高壓直流工程，2008年11月獲得核準，輸電能力720萬千瓦，計劃2012年建成投運。另外，錫盟～南京特高壓交流工程，溪洛渡～浙西、哈密～鄭州、寧東～浙江特高壓直流工程已獲得國家能源局同意開展前期工作的批復。

　　國家電網公司提出，“十二五”期間將建設聯接大型能源基地與主要負荷中心的“三縱三橫”特高壓骨干網架和16項直流輸電工程（其中特高壓直流14項），形成大規(guī)模“西電東送”、“北電南送”的能源配置格局，基本建成以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發(fā)展，具有信息化、自動化、互動化特征的堅強智能電網，形成“三華”（華北、華中、華東）、西北、東北三大同步電網，使國家電網的資源配置能力、經濟運行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。

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