浅谈国内特高压输变电技术发展前景

浅谈国内特高压输变电技术发展前景

发表时间：2019-03-29T15:13:23.383Z 来源：《电力设备》2018年第30期作者：杨斐1 于鸿飞2 杨射3

[导读] 摘要：我国已经进入了大电网、大机组、高电压、高自动化的发展时期。

（1 国网山西省电力公司检修分公司山西太原 030032；

2 国网定襄县供电公司山西忻州 035400；

3 国网山西省电力公司检修分公司山西太原 030032）

摘要：我国已经进入了大电网、大机组、高电压、高自动化的发展时期。特高压交流输电技术20世纪60年代就已经在美国、日本、前苏联等国家进行研究，并制造出相应的特高压输电设备，目前已经发展成熟。特高压输电能同时满足电能大容量、远距离、高效率、低损耗、低成本输送的基本要求，对电网的发展和建设有重要作用。文章主要总结了国外特高压交流输电的发展情况，并分析我国发展特高压交流输电的必要性和可行性，从而探讨特高压交流输电在我国的发展前景。

关键词：特高压；交流输电；发展前景；输电线路；输送能力

随着时代的进步和经济的发展，市场经济发展对电力工业的要求也在不断地提高。而我国电力能源与经济发展区域分布不平衡，不能适应这种发展趋势。如果不及时进行更新，研究出更高一级的电压等级，就会妨碍我国经济的全面发展。特高压交流输电技术在很早之前就已经在国外的多个国家被研究并逐渐普及，我国需要学习国外的特高压交流输电技术，并结合自身实际情况，发展特高压交流输电技术。

1 特高压交流输电发展历史回顾

电力系统和输电规模的扩大，世界高新技术的发展，推动了特高压输电技术的研究。20世纪50年代，美国、前苏联、加拿大等国家的电力系统就已经实施380kV和500kV的电压等级了。从20世纪60年代开始，前苏联、美国、日本和意大利等国，先后进行基础性研究、实用技术研究和设备研制，已取得了突破性的研究成果，制造出成套的特高压输电设备，750kV的电压等级在这些国家的电力系统中并经普遍可见了。20世纪60年代是第三次工业革命发展的最高潮，电网输电容量要求不断提高，750kV已经不能满足这些国家的经济发展需求了。因此，他们建立试验线路以及实验室，开始研究1000～1200kV的特高压交流输电技术。

前苏联在发展特高压交流输电技术过程中，充分利用了煤炭资源，在哈萨克斯坦建立了几座4～6GW的发电厂，然后用750kV的直流输电线路以及1150kV的交流输电线路共同作用，向俄罗斯部分地区输电。另外，还在1150kV的交流输电线路沿线中设置了几个变压站，供电给沿线城市。到了20世纪80～90年代，前苏联已经建立了2300多km的1150kV交流输电线路。其中，埃基巴斯图兹-科克切塔夫-库斯坦奈特高压交流输电线路最长，有900多km。

美国在20世纪70年代原计划在10～15年内建立一大批3～4GW的核电站或火电站，但是由于经济危机，这些规划中的核电站不得不停止。到了20世纪80年代，尽管美国已具有了特高压交流输电条件和技术，但是由于环境保护观念的提出，大部分的新建发电厂都是天然气电厂，也就没有了大容量输电的要求，所以美国特高压输电技术的研究也就停止了。

就目前世界的发展情况来讲，美国、西欧、日本、俄罗斯等国家或地区已经掌握成熟的特高压交流输电技术和完善的特高压交流输电设备了。

2 特高压交流输电的优势及适用范围

所谓特高压交流输电，是指≥1000kV的电压等级交流输电技术和工程，其优点是容量大、距离远、损耗低、经济性强。第一，输电线路的电输送能力是和电压等级的平方成正比的，即输电线路的电压越高，输电能力也就越强。一般来说，4～5条500kV超高压输电线路才等于1条1000kV的特高压线路的输送能力。第二，输电距离远。特高压交流输电范围可以达到方圆1000～1500km。第三，损耗低。输电线路的功率损耗与输电线路电阻成反比，与线路输电电流的平方成正比。因此，如果输送功率相等，500kV的线路电流就是1000kV线路电流的2倍。所以，500kV电压等级的输电线路的单位长度的功率损耗是1000kV的16倍。可见，1000kV特高压交流输电在功率损耗方面是具有非常大的优势的。第四，在经济性方面，特高压输电线路功能损耗低、运行可靠性高、输电成本小，远远优于超高压的输电线路。

特高压交流电的适用范围有以下三个方面：第一，在特高压交流输电适用范围上，1000kV以上的特高压交流输电比较适用于有大容量远距离输电要求，并且沿线地区有降压供电要求的地区。第二，原有的超高压输电线路用电密集，输电走廊宽度布置难，亟需改善电网的地区。第三，两个大容量联网输电干线的电网中。

3 我国特高压交流输电的发展前景

3.1 必要性

3.1.1 我国经济发展的需要。我国的土地面积广，能源与经济发展区域分布不平衡是我国经济发展中一直都存在的问题。中西部和西南部是我国一次性能源的主要分布区域，但是用电的集中区域主要是东部沿海的经济发达区域。为此，我国实行了“西电东送”以及“北电南送”工程。由于跨越区域广，导致了这两个工程距离超远、输送容量超大的特点，普通的超高压输电线路是无法达到这个要求的，因此，研究特高压交流输电技术势在必行。发展特高压电网，有利于西部地区将资源优势转为经济优势，促进西部大开发，实现区域经济协调发展。

3.1.2 大型电站的发展需要。随着近几年来经济的发展，我国有很多大型电站正在建立或已经建成，例如三峡水电站、长江上游金沙江水电基地等，三峡水电站装机总容量是18.2GW，需要向华东输送8GW容量，输送距离是1100km，这些任务已经超过了500kV超高压输电线路的服务范围了，需要特高压交流输电技术才能完成。

3.1.3 全国电源优化配置需要。随着经济的发展，人们的用电需求越来越大，现阶段的用电供应不能满足人们的需求。所以，为了充分利用电力资源，并错峰借用，实现电网的相互调剂，我国在实行“西电东送”工程的同时，还建立了南、北、中三大电网大容量联网送电工程，以实现全国电力资源的优化使用。但是，一旦联网成功，500kV的输电容量是不能满足这个大工程的需要的。另外，直流输电的稳定性也低于交流输电。全国联网送电，如果采用直流线路，多条线路同时向一个地区送电，容易出现故障。尤其是目前，大约有6～7条直流线路向珠三角地区送电，安全性较差。所以，为了让整个大电网安全运行，采用特高压交流输电是必要的。

3.2 可行性

我国具有研究和发展特高压交流输电的条件。在1986年，我国正式立项，专门研究特高压交流输电技术。并以武汉高压研究所为首，成立特高压交流输电工作组，搜集资料，研究国外特高压交流输电技术。1996年，我国正式建立第一条1000kV特高压交流输电试验线路。