随着电力体制改革的深入和实现全国电力资源优化配置的客观要求，推进大区电网互联，最终形成全国联合电网，既是我国电力发展的长远战略，也是当前电力建设一项极为重要的紧迫任务。电力规划设计总院受国家电力公司的委托，在1998年组织6大直属电力设计总院和山东、福建2个省电力设计院，全面开展了全国电力系统联网规划研究，提出了17项电网互联专题报告，编制了全国联网总报告，为国家决策提供了可靠依据。本文重点归纳全国联网的基本格局的若干观点予以发表，以期建立一种滚动优化的机制，进一步推动联网研究不断深入。

1　全国电网互联是我国电力工业发展的必然趋势

1.1　实现全国联网是电力系统的发展规律
　　回顾我国电网发展的历史，电网都是从电厂直配地区负荷开始，从经济发达、人口集中的市镇供电开始，由小到大，由低电压到高电压，随着大型水、火电站的建设而迅速扩展，逐步扩大为省区电网、跨省电网，直至跨大区联合电网，充分体现了电力工业本身发展的客观规律。50年代浙江新安江水电站的建设，促成了浙江与上海电网的联网，为华东电网奠定了基础；60年代丹江口水电站的建设，实现了湖北与河南电网互联；70年代初，配合刘家峡水电站的投运，于1972年建成了刘家峡至关中的330 kV输电工程，逐步形成陕甘青宁电网；1981年平顶山经双河至武昌的500 kV输电工程投产，开辟了我国500 kV超高压电网建设的新阶段，华中、东北、华北、华东的500 kV跨省电网相继得到大力发展；1989年葛洲坝至上海南桥±500 kV直流输电工程建成投运，实现了华中和华东2大区电网互联；90年代初，随着天生桥水电站的建设和天广500 kV输电工程投产，促成了南方联营电网。成功的电网互联，为取得送电效益和其它联网效益创造了条件，积累了很多有益的经验。从我国能源资源分布的特点和经济建设的实际需要出发，逐步实现全国电网互联是电力系统进一步发展的必然结果，我国电力发展已开始进入跨省、跨大区联网的新阶段。

1.2　大电网互联是实现能源资源优化配置的客观需要
　　我国能源供、需分布极不均衡。全国可开发水力资源的82.9%分布在四川、云南、湖北、青海、贵州和广西等省(区)，其中四川、云南、西藏3省(区)就占64.4%；1997年底全国煤炭保有储量的80%分布在华北和西北地区，其中山西、内蒙古、陕西3省(区)就集中了全国储量的64.3%；另一方面，在京广铁路沿线及以东的经济发达地区，能源资源严重不足。随着能源资源的开发和利用，就必然形成西电东送、北煤南运的大格局；大型电厂、电源基地特别是大型水电站的建设，往往导致跨省、跨区大容量远距离送电，对大电网发展起着决定性作用。即大电网互联是实现更大区域范围内资源优化配置和逐步缩小东西部地区经济差距的客观需要，这一发展战略的实施已经成为促进全国联网的重要因素。

1.3　大电网互联可以取得显著的联网效益
　　实现更大范围内的资源优化配置，取得联网送电效益。有利于加大中西部地区能源资源的开发力度，有利于电力工业实施可持续发展战略，能更好地适应市场经济的需要。我国已经实现的天广输电工程、葛洲坝外送工程、山西和蒙西向京津唐电网送电、东北电网的北电南送、刘家峡水电站的外送、以及正在建设的三峡输电系统，都是因资源优化配置导致送电而实现跨省、跨大区联网送电效益的典型例子。
　　错峰效益。我国地域辽阔，东西时差大，南北季节差别大，经济的不同结构和增长方式使地区的负荷特性差异大，联网具有可观的错峰效益。如山东电网与华东电网联网近期就可取得1 GW的季峰效益。
　　水、火电互补效益。利用各电网电源结构的不同，可以获得水、火电等的相互调节效益。例如，刘天关输电系统已成功地实现了西部甘、青水电与东部陕西火电的互补；实现华北与西北、华北与华中、福建与华东联网可以大大提高水电利用容量，利用其空闲容量取得调峰效益。
　　水电跨流域补偿调节效益。利用不同江河流域水电群水库特性和水文特性的差异，可以获得巨大的水电补偿效益。西北与川渝联网、南方与华中联网，取得跨流域补偿调节效益都是十分明显的。
　　互为备用效益。电网互联，为电网之间互相调剂余缺和协调规划与运行提供了前提条件。互联电网事故时互相支援，大大提高了电网可靠性。在相同可靠性标准下，可以相应减少火电装机容量，这是电网互联普遍性的效益。东北和华北电网联网就主要是为取得互为备用效益，现正在付诸实施。
　　扩大电网有利于充分发挥大型水、火电站的作用和效益；可在更大范围内实现系统经济运行。形成更大区域内的发供竞争局面，相互开拓了电力市场，进而取得企业和社会双重效益；大大改善大机组运行环境，有效地解决小网大机的系统运行问题。

1.4　深化改革的形势为加快全国联网步伐带来新的机遇
　　随着深化电力体制改革和加速推进电力工业的“两个根本性转变”，国家电力公司实现工作重点从重电源建设向重电网建设和改造的战略目标转移，明确提出了到2010年实现全国电网互联的奋斗目标，把跨大区、跨独立省网的联网工程以及跨区送电工程与国家电力公司的实体化结合起来，当作头等重要的事情来抓，大大增加了实现全国联网的紧迫感和责任感，为加快全国联网进程带来了新的机遇。

1.5　三峡输电系统的建设为实现全国联网奠定了基础
　　随着三峡水电站及其输变电工程的建设，将形成覆盖长江经济带华东、华中和川渝电网10省(市)的三峡电力系统，到2010年，系统总装机将达到170～190 GW，成为世界上少有的几个特大型电力系统之一；三峡工程地处我国腹地，三峡电力系统在全国电网互联格局中处于中心位置，这一跨大区系统的建成将为全国联网打下重要的基础，不失时机地抓住三峡工程建设机遇，逐步实施三峡系统与华北、南方、西北等电网联网，这是实现全国电网互联的重要举措。

2　全国电网互联总格局

　　从我国经济发展和能源资源开发的客观需要出发，随着各区域电网的不断完善和加强，为了适应在市场经济下以提高整体经济效益为中心的电力工业发展新形势的要求，可以预见，在未来20 a里，将是实现全国联网的关键时期。根据各项专题研究成果，结合电力体制改革不断深入和加快电力市场化进程所带来的影响，综合分析全国电力系统互联的目标格局，可以概括为：基本上按地理的位置分片形成北、中、南3个跨区互联电网，北、中、南之间再进行有限的互联，从而建成全国统一的联合电网。具体情况：北部电网包括东北、华北、山东、西北电网，主要是通过开发山西和蒙西火电基地主送京津唐，并扩大到东送山东，以及开发西北大型水电东送华北，实现水火调节而逐步形成的。中部电网包括华东、华中、川渝、福建电网，从葛洲坝电站送电上海开始，随着三峡工程建设而建成三峡电力系统；远景通过开发金沙江水电基地东送华东、华中而使主网架大大加强。南部包括广东、广西、贵州、云南、海南和香港、澳门电网，随着天生桥、龙滩、小湾等电站的建设，向广东送电逐步形成，并不断加强。
　　我国电网北、中、南3大片主格局的形成有其必然性，基本上都是随着能源资源的开发及其合理利用，以资源、地理、经济关系为纽带而自然形成以西电东送为主要特征的输电网架，并遵循以市场需求为导向，以经济效益为中心，以安全稳定为基础，以资源优化为重点的基本原则，逐步发展和加强；其联网以送电为主，兼而取得其它联网效益。随着电力市场的进一步开放和联网效益的驱动，在北、中、南3大互联电网之间还将进行有限的互联，主要取得周边电网互联效益；北部和中部之间有川渝与西北、华中与华北、华东与山东3点联网，中部与南部之间有华中与广西联网；以上互联原则上都采用直流或直流背靠背联网方式，以控制全国统一的联合电网中的交流同步联网规模。北、中、南之间的联网特点是规模小，呈分散、弱联的状况，难以形成与西电东送的网络相比拟的骨干网架。
　　上述3大片跨区电网其分阶段实施安排以及按规划设想所达到规模分别为：北部网在2000年实现东北、华北联网，在20005年前山东电网加入，2015年前后西北电网加入，从而形成完整的北部跨区互联电网，2020年总规模达到近260 GW；中部电网到2003年使可实现川渝、华中、华东、福建等电网互联，2020年总规模将增加到260 GW以上；南部电网现已实现了除海南以外的广东、广西、贵州、云南、香港、澳门等电网的互联，海南电网可能在2010年前后联入，从而完善南部跨区电网的格局。2020年总规模将达到130 GW左右(不包括香港、澳门)。
　　作为3大片跨区电网之间的互联，2005年左右将实现北部网和中部网的3点互联，即川渝与西北、华北和华中、山东与华东；中部网与南部网的互联则将在2010年左右通过华中、湖南与广西联网而实现；届时，全国统一的联合电网便基本形成。
　　根据我国与周边国家政治经济关系发展以及能源供需平衡和电力市场竞争的需要，还可能实现俄罗斯向中国送电和开发云南景洪等水电站向泰国送电2个跨国送电项目。
　　图1为2010年全国电力系统联网格局示意图；图2为2020年全国电力系统联网格局示意图。

图1　2010年全国电力系统联网格局

注：1　图例：—为交流线；－－－为直流线或背靠背联网
2　图中数字为送电、联络线规模，万kW

图2　2020年全国电力系统联网格局

注：1　图例：—为交流线；－－－为直流线或背靠背联网
2　图中数字为送电、联络线规模，万kW

3　北部互联电网

　　北部互联电网由东北、华北、山东、西北电网组成。在比较长的一段时间内，这一跨区大电网相对来说互联还会是很松散的，电网发展的重点仍然是各电网内部主网架的加强，如华北电网是随着山西、蒙西能源资源的开发、变部分输煤为输电而加大西电东送力度，并大力加强京津唐受端网架；东北电网则应抓好南北输电通道骨干网的完善和加强。
　　北部互联电网形成的第一步是在2000年通过1回500 kV线路实现华北与东北就近联网，取得互为备用效益，也为2网相互调剂余缺创造了条件。
　　专题研究表明，在不考虑俄罗斯送电中国的情况下，在规划期内2020年前，华北与东北电网1回联络线已能满足互联要求。
　　山东电网通过王曲电厂送出工程就近并入华北电网，可以取得2网互为备用效益，提高王曲输电系统的稳定水平，方案代价小，实施简便，与王曲电厂建设同步实现；至于通过山东德州与河北沧衡地区进行联网的问题，经过综合分析认为，河北沧衡地区近期只有沧西1个500 kV变电所，电网结构薄弱，与山东联网代价较大；沧衡地区缺电，而从能源不足的山东电网受电，电力流向也不合理；山东与华北近期实现2点联网，运行管理复杂，不利于安全、经济运行；因此，山东德州电厂与河北沧衡地区联网的方案暂时不宜考虑。随着电网的发展，远期山东电网与华北电网联网的进一步加强，可结合在全网西电东送的发展规划中统一研究。
　　西北电网水力资源集中，开发条件优越。水库调节性能好，西北与华北联网可以取得较大的水、火电补偿效益；联网时机以对应于开发黄河干流上的拉西瓦梯级电站较为合适；宜采用直流联网方式。这一联网方案的运行方式是在高峰负荷时西北拉西瓦等水电为华北调峰，低谷时华北还电给西北，联网规模为2.4 GW，直流线路长度1 300～1 500 km，联网工程的实施还是存在一定的难度。
　　在专题报告中，也研究了近期通过山西、陕西周边互联实现华北与西北联网的方案；鉴于西北、华北电网基本上都处于电力自平衡状态，无送电要求，西北近期也无水电空闲容量可为华北电网调峰，山西与陕西周边可能的联网点与各自主网负荷中心的联系又远，结构薄弱，还存在500 kV与330 kV交流电压不协调的问题，因此近期的周边联网方案不宜考虑。
　　北部电网互联的加强尚取决于远景加大“三西”火电基地开发向东北送电的可行性。

4　中部互联电网

　　中部互联电网由华东、华中、川渝、福建电网组成。以三峡水电站输电系统为中心而逐步形成的中部互联电网最具特色，可以取得巨大的送电效益和其它联网效益。这一跨区电网横跨中国中部东、西，首先包括华中、华东、川渝电网，随后联入福建电网，覆盖11个省市电网，总装机规模占全国40%以上，是全国联合电网的核心部分。从葛洲坝水电站送电上海实现华中、华东联网开始，随着三峡工程建设而形成三峡电力系统；远景通过溪洛渡 、向家坝等大型水电站电力东送而导致的大容量输电网络的建设，使中部互联电网得到大大加强。
　　作为跨区联网送电工程，华中与华北之间将新建2回±500 kV直流输电线路，每回设计规模为3.0 GW，加上现在葛沪直流工程，三峡向华东的送电能力达到7.2 GW；华中与川渝有2回500 kV交流线路，送电能力为2.0 GW；以上均是三峡输电系统的主要组成部分，已经国务院三峡建设委员会批准，正在逐步付诸实施。
　　在福建电网与周边电网联网论证中，通过综合分析研究后认为，福建与华中联网效益不大，近期联网也不具备条件(联网投资大)，无助于改善福建后石电厂 (600 MW机组)投运初期电网的运行安全性能，可不予考虑；广东电网是南方电网水火电补偿调节的主体，南方电网又将与华中电网联网，从整体效益上看，福建与广东联网的必要性不大；而福建与华东联网可取得长期稳定可靠的联网的效益。因此，推荐福建和周边电网实现与华东1点联网，远近结合，避免多点联网造成交流或直流大环网所带来运行的复杂问题。福建电网与华东电网联网论证(初步可行性研究)报告已通过国家电力公司的审查，正在进一步开展可行性研究；初步考虑近期采用1回500 kV交流线路联网，远景则用2回500 kV交流线路予以加强；福建电网可以作为华东电网的一个新的组成部分，在联网后纳入华东电网的总体规划。
　　溪洛渡、向家坝电站是继三峡电站之后，作为滚动开发项目，拟在金沙江水电基地首批建设的2个大型水电站，也是开发西南水电基地、加大“西电东送”力度的主要电源点，建设条件好，技术指标优越；而经济发达、能源资源紧缺的华东、华中地区具有接受外区送入能源的要求和市场；因此，开发金沙江水电东送，是实现长江流域经济可持续发展战略，解决东、中部地区能源短缺、减缓运输和环保压力的途径之一。专题研究表明，为取得最大的容量效益和电能利用效益，溪洛渡电站的电力应主送华东，其次是华中，少送川渝和云南电网。初步考虑，溪洛渡装机12 GW,送华东7.2 GW，送华中3.6 GW，采用±600 kV或±750 kV直流输电方式，华东落点在浙西和皖南地区，华中落点在湘中地区。

5　南部互联电网

　　南部互联电网包括广东、广西、贵州、云南、香港、澳门、海南等省、区电网。南部互联电网的形成是实施西电东送战略的必然结果。随着天生桥水电站输电系统的建设，已经逐步实现了广东、广西、贵州、云南、香港、澳门等电网的互联；作为联网主网架，到2000年将有天广2回500 kV交流和1回±500 kV直流输电线路。继续开发澜沧江梯级水电站、龙滩水电站及贵州火电基地，必将进一步扩大西电东送规模，届时各电网之间联系将十分紧密，海南电网也将通过跨海直流输电工程与广东电网相联。南部互联电网的发展是西部能源资源优势和东部市场发达实现互补的有机结合，为实现大范围的区域资源优化配置创造了有利条件。
　　需要说明的是海南电网是一个规模较小的独立电网，自改革开放以来，经济发展迅速，电力增长速度较快。但因电网相对较小，不利于建设大机组后系统的安全稳定运行。实现海南电网与南方(广东)电网的互联，就可以改善海南电网建设大机组后的运行条件，提高海南系统的安全可靠性水平。由于海南与大陆联网需跨越琼洲海峡，采用直流输电方式代价较大。因此，这一联网项目的实施时机还有待于进一步深入研究海南电网的规划需要后再作决策。

6　北、中、南3大片跨区电网的互联

6.1　北部网与中部网互联
　　在北部网与中部网之间，分别列专题研究了西北与川渝、西北与华中、华北与华中、华北与华东、山东与华中、山东与华东等电网联网情况，根据全国联网总体格局的合理性要求，以及联网的功能和效益，经综合分析研究，初步推荐北部网与中部网采用3点互联，即：
　　西北电网与川渝电网通过1回直流输电工程联网，取得水火、水水电补偿调节效益及互为备用效益。
　　华北电网邯郸与华中电网新乡之间实行背靠背直流联网，取得水火电互补效益和互为备用效益，并为扩大三峡水电站的消纳市场创造条件。为提高投入产出效益，可进一步研究采用交流联网方案进行过渡的可行性。
　　山东电网与华东电网互联，可以取得较大的季错峰效益和互为备用效益，并为2电网相互调剂余缺创造条件；联网以采取直流背靠背方式为宜。下一步在经过充分论证和确保安全基础上，可以采用交流方案过渡 ，以节省近期投资。
　　必须指出，在上述华北与华中互联、山东与华东互联采用交流联网方案过渡的研究中，应充分考虑到东北、华北、山东将形成交流同步网和华中与川渝、华东与福建也都是交流联网等情况。如果华北与华中或山东与华东再实现交流联网，则都将造成交流500 kV网架路径长度从北到南长达5 000 km左右，可能带来影响稳定水平的诸多不利因素，应进行全面的分析计算。综合考虑全国联网格局总体规划的合理性，从确保全国联合电网安全运行出发，应当避免因2点都同时采用交流联网方式过渡而形成全国大同步电网结构的出现。
　　对于西北与华中联网问题，2电网互联虽可获得一定的互为备用效益，远景可实现2大系统水电的补偿调节，但考虑到在规划期内不存在西北向华中送电的必要性和合理性，已与华中联网的川渝电网和西北电网能够取得跨区大电网的水电补偿效益和互为备用效益，西北与华中联网工程量又较大，专题研究结果已表明，在规划期内(2020年前)，西北与华中电网互联可不予考虑。
　　华北电网与华东电网通过阳城电厂送电给网络实现联网的方案，并不能实质性地解决阳城电厂专线专送江苏所带来的稳定问题，华北与华东通过山西南网联系很薄弱，结构不合理，取得互为备用效益又受网络输电能力限制，能取得的联网错峰效益也远远不如通过华东与山东、进而与华北联网方案有利。因此，在全国联网的总格局下全面分析，华东电网不宜通过阳城电厂送电网络直接与华北联网。
　　山东与华中近期不具备周边联网条件，或者说工程量较大，能够取得的各项联网效益可以通过山东与华北、华北与华中的联网格局综合考虑。因此，不推荐山东与华中直接互联。

6.2　中部网与南部网互联
　　中部网和南部网之间主要通过华中、湖南电网与广西电网实现1点联网。专题研究表明，南方网与华中网互联可取得较大的提高水电利用容量、不同水系水电站跨流域补偿调节、减少弃水、改善三峡系统丰水期的运行条件，以及互为备用等联网效益；联网时机考虑与龙滩水电站建成时间同步比较合适；联网规模按1～2 GW；联网方案初步推荐采用直流背靠背联网方式，联网点广西桂林至湖南娄底。在下一步工作中，可研究采用交流联网方式过渡的可行性，以节省初期投资。
　　重庆地区能源不足，火电比重较大；而四川水电资源丰富，水电比重大；今后重庆的电源问题主要是通过川渝电网西电东送的统一规划予以解决，并从三峡电站补充部分电力。重庆与贵州紧邻，虽然已有220 kV线路从贵州受电的情况，但在总体规划中贵州能源优势的发挥应纳入南方电网西电东送的整体规划统一考虑。因此，中部网和南部网不宜在重庆和贵州之间互联。
　　贵州三板溪水电站送电华中，主要是将三板溪水电站作为华中网的一部分而发挥作用，在电网接线上分开，不存在贵州与湖南联网的问题。
　　根据金沙江水电基地送电方案研究结果，溪洛渡水电站电力除主送华东、华中电网外，尚留有10%(1.2 GW)需分送四川和云南省，考虑分别采用1回500 kV线路接入各省电网。因此，有可能在溪洛渡水电站形成四川和云南的1个互联点。但因溪洛渡电站是设左右岸2个独立厂房，可以分厂、分机组，电力外送在电站内的接线方式尚有待进一步研究。