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四川水电东送必须采用特高压输电 |
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| 四川水电东送必须采用特高压输电 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 9:50:04  |
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孙万忠
四川电力试验研究院，四川成都 610072
1引言
水电具有综合利用效益，大力开发水电符合中国可持续发展战略。中国可能开发的水力资源的68%左右分布在西南地区，其中四川西部、云南西部和西藏东部最为集中，占据了 全国水 电资源的一半以上〔1〕。中国负荷中心主要集中在东部沿海附近，即以上海为中心 的长江三角洲、京津唐地区、广州为中心的珠江三角洲和以沈阳为中心的沈鞍抚本地区。这 些 地区用电负荷占全国消费的 70% 左右。这就是中国水电资源和负荷中心分布的基本国情。 根据这个具体国情，中国电源布局必须大力开发西南水电，以大容量远距离输电的方式将能 源输送到负荷中心。目前中国已基本形成华北、东北、华东、华中和华南5个 500 kV及西北 330 kV电网为主干的超高压输电网架。从电网远景规划和潮流流向看，西部水电东送是基本 大格局，用500 kV电压等级输送10 GW 以上负荷，距离在1 000 km以上，用500 kV电压等级 在经济及技术上都是不可能的〔1〕。新的电压等级应该是1000 kV，即进入特高压领域。
2 四川水电东送采用特高压输电的必然性
四川水电资源集中于“三江”，即金沙江、大渡河和雅砻江流域。三江流域在四川境内 可开 发水力资源为71 GW，在 2010 年前将要开工建设的水电站有金沙江的溪落渡和向家坝，大 渡河的龙头石和瀑布沟，雅砻江的官地和桐子林。其中装机容量最大的是溪落渡水电站，装 机容量为 12 GW，距武汉 1 065 km，距上海 1 780 km〔2〕。理论研究表明用交流 方式输电，当输送 10 GW 以上负荷，距离在 1 000 km以上，用 500 kV电压等级在经济及技术上都是不可能的。直流输电作为一种输电方式有其优点：①可远距离大容量输送电力； ②直流输电所联系的两端交流电力系统可非同期运行；③能方便而迅速地进行控制和调节； ④可提高每条线路走廊内的输送容量，节省线路占地；⑤线路稳态运行时无电容充电电流，使线路的输送距离和功率大大提高。但直流输电也有缺陷：①换流器运行会在交流侧和直流 侧 产生谐波；②以大地或海水作为回路，会引起沿途金属构件严重电化学腐蚀；③强迫停运多 ，可能会对两端电网造成冲击甚至危及电网稳定；④由于技术和经济上的原因，难以形成交 流电网那样的多端直流电力网。由此可知直流虽然作为大容量远距离“点对点”输电具有许 多优点，但要形成全国直流联网几乎是不可能的。理论研究表明：负荷输送和交换的容量在 10 GW 以上才具有联网的实际意义。根据中国电网远景规划，将于 2010 年形成北部、中部 和南部三大电网，到 2020 年形成全国联合电网。全国联网是大势所趋，而全国联网只能以 交流方式进行〔1〕。因此从全国联网的总体格局及电网更远的发展考虑，四川水电 东送必须采用新的电压等级，即 1000 kV 特高压等级。
3从国内外电力技术水平看四川水电东送采用特高压输电的可能性
70年代，前苏联、美国、意大利、加拿大和日本等国进行了大规模的特高压输电的研究 工作。他们按照理论研究、实用技术试验研究、电气设备研制和工业性试运考核等步骤，已 经取得了满足工程需要的数据、资料和工程原型设备产品。自80 年代起前苏联建设东部大 型能源基地同时建设1 150 kV 特高压输变电工程，至 1994 年已建成 1 150 kV 特高压 输电线路 2 000 km，其中约 900 km的线路已于 1985年按 1 150 kV设计电压运行。据 俄罗斯电力部门的统计 1 150 kV线路 1985 至 1994 年运行 12 200 km·a，跳闸 19 次，跳 闸率为 0.157次／100 km·a(单位下同，略)，其中雷击跳闸 16 次，雷击跳闸率为 0.13 2。同期统计 500 kV线路跳闸率为 0.521，雷击跳闸率为 0.091，750 kV 线路跳闸率为 0.196，雷击跳闸率为 0.044〔3〕。跳闸原因分析可知对特高压线路而言，雷击跳闸是第一位的，雷击跳闸次数占跳闸总次数的 84.21%，这点值得深思。
中国从“六五”期间就开展特高压输电技术的前期研究工作。“七五”、“八五”期间，由 武汉高压研究所承担，清华大学等5个单位参加，开展了国家攻关项目的研究。“八五”、 “九五”期间，在武汉高压研究所户外试验场建设了一条约 200 m的特高压试验线段，设有一基特高压真型铁塔，并且已开展线路对环境影响的研究工作。
在电器制造部门，由电机工程学会牵头承担了原国家科委的特高压输电前期论证课题，有电 器制造和电力运行部门有关科研院所参加，课题已于 1998 年完成。在研究特高压输电所需 要的设备方向，武汉高压研究所的试验研究基地的设施参数高，性能先进，可以针对 1 000 kV 级特高压输变电设备进行电气特性试验研究。电力建设研究所的机械试验场也可以针 对 1 000 kV 级特高压输电的铁塔和导线开展机械力学特性方面试验研究。尽管1 000 kV特 高压输电技术存在许多难题，但有国外特高压输电技术研究、工程建设和运 行实践的经验作为借鉴，有国内前期科研的基础，有世界一流的特高压试验研究设备，有一 大批制造、运行、设计和大专院校的高级研究人才，特高压输电在中国一定能够实现。采用 特高压输电有两个基本条件，一个是大容量——装机容量 10 GW以上；一个是长距离——至负荷中心距离在 1 000 km 以上。国内同时符合这两个条件的水电站主要分布在四川西部、云 南西部和西藏东部，而目前已具备开发条件仅有四川西部金沙江下游的溪落渡水电站。预可行性研究报告已经于 1996 年5月通过审查，可行性研究报告正在进行编制，预计于 2000 年完成，只要资金落实即可开始初步设计工作，并可望于2002年开工建设〔2〕。
4结语
国内 500 kV 电网始建于 70 年代末，第一个 500 kV 输变电工程(华中平武)于 80 年代初 建成并投运。随后东北、华北、华东和华南也逐步形成跨省的500 kV 超高压电网，西南地 区云南和贵州于 90 年代初先后建成 500 kV 漫昆和天贵输变电工程，四川直到 1998 年8 月才建成并投运二滩电站 500 kV 送出工程，比国内首先上 500 kV 的地区落后了 15 年， 比西南云贵地区 500 kV 工程也晚了5年。 70 年代前苏联、美国、意大利、加拿大和日本 等国先后开始特高压输电研究工作，但最早投入特高压输电线路的是前苏联，而不是技术先 进、实力雄厚的美国、日本。究其原因是前苏联抓住了既有巨大装机容量的东部能源基地， 又有相距 1 000 km 以上的西部负荷中心这个机遇而捷足先登，使其在特高压输电领域在世 界是处于领先地位。由于有大量的运行实践经验，提供了不断改进的条件，使俄罗斯与西方 发达国家在特高压输电领域的差距正在不断扩大。对于采用特高压输电在国内有竞争力的， 除四川外仅有云南一家。但是四川西部巨型水电站的开发工作起步比云南早，进展比云南快 。超高压输电工程建成投运比云南晚，但是设计部门有近20年的经验，而且有参与特高压输 电工程前期研究工作的经验，所以在设计和科研方面能力比云南强。四川电力公司的领导层 应该抓住机遇，在开发四川西部水电资源，筹建金沙江下游的溪渡渡巨型水电站时，采用特 高 压输电技术，让国内第一条特高压输电线路能在四川建成，实现经济安全地把西部能源顺利 送到东部负荷中心。
参 考 文 献
1 万启发.浅谈我国交流特高压输电前景［J］.高电压技术，1999，25(2)，30
2 肖白云.正待开发的金沙江溪落渡水电站［J］.水电站设计，1999，15(1)
3 吴维韩等.俄罗斯超高压和特高压输电线路防雷运行经验分析［J］.高电压技术，1998 ，24(2)，76
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