王詩(shī)璇 李鑫

摘要： 隨著全球一體化的發(fā)展，我國(guó)經(jīng)濟(jì)能力和工業(yè)發(fā)展水平也迅速提高。大到工廠生產(chǎn)，小到日常生活，電力能源成為維持人類(lèi)活動(dòng)正常發(fā)展的必要元素之一。新技術(shù)不斷被研發(fā)，新型工程不斷啟動(dòng)，特高壓交流輸電技術(shù)在電力市場(chǎng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛?；诖耍疚膶\談現(xiàn)代特高壓交流輸電技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 特高壓交流輸電;發(fā)展現(xiàn)狀;技術(shù)應(yīng)用

1輸電進(jìn)展歷程

輸電日漸拓展，電力體系延展了固有的規(guī)模。新穎技術(shù)被創(chuàng)設(shè)出來(lái)，它助推了更廣范疇的技術(shù)進(jìn)步。早在20世紀(jì)，前蘇聯(lián)及美國(guó)創(chuàng)設(shè)的輸電體系就提升了電壓原有的等級(jí)，提升至500千伏。60年代以后，發(fā)達(dá)國(guó)家著手探析了本源的特高壓輸電機(jī)理，摸索實(shí)用技術(shù)。例如，早在20世紀(jì)70年代，美國(guó)擬定構(gòu)建火電站、批量的核電站。受到危機(jī)干擾，規(guī)劃一度暫停。過(guò)了十年以后，美國(guó)擁有了更為完備的新穎技術(shù)，可以創(chuàng)設(shè)特高壓架構(gòu)下的新輸電路徑。然而，受到環(huán)保約束，這一時(shí)段構(gòu)建起來(lái)的電廠多借助于天然氣，容量并不很大。再如，前蘇聯(lián)摸索特高壓這一必備技術(shù)，借助煤炭發(fā)電，構(gòu)建了發(fā)電廠。這一時(shí)段內(nèi)，發(fā)電廠設(shè)定了超出4千兆瓦。

截至目前，我國(guó)現(xiàn)有的調(diào)研獲取了凸顯的成就，位于領(lǐng)先位置。調(diào)制了配套送電必備的新設(shè)備，送電等級(jí)被升高為特高壓。從現(xiàn)狀看，電網(wǎng)擬定的總?cè)萘靠焖俦煌卣梗疁?zhǔn)也在升高。創(chuàng)設(shè)了這一范疇的實(shí)驗(yàn)室，專(zhuān)門(mén)測(cè)驗(yàn)線路，輸電提升為特高壓。國(guó)家電網(wǎng)公司董事長(zhǎng)劉振亞提出的構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)全球清潔綠色電力供應(yīng)中，加快特高壓建設(shè)發(fā)揮著重要的作用，特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)、成套設(shè)備及工程應(yīng)用獲得國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，實(shí)現(xiàn)了“中國(guó)創(chuàng)造”和“中國(guó)引領(lǐng)”，同時(shí)讓更多的國(guó)家接納了我們領(lǐng)先的特高壓網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。特高壓輸電中，多重線路可被分成直流的、交流類(lèi)的線路，它們彼此銜接，輸送著各區(qū)段的電能。針對(duì)交流送電，在它的路徑內(nèi)增設(shè)了城區(qū)的變壓站，專(zhuān)供城區(qū)用電。我國(guó)已經(jīng)成功掌握特高壓交流輸電技術(shù)，1000千伏特高壓交流輸電距離達(dá)到1500千米，全球各大清潔能源基地與負(fù)荷中心之間的距離都在特高壓輸送范圍內(nèi)。

2 特高壓對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大意義

我國(guó)正處于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的重要時(shí)期，預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)用電需求將達(dá)到7.7萬(wàn)億千瓦時(shí)，發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到17億千瓦左右，均為現(xiàn)有水平的2倍以上。

電網(wǎng)作為電力輸送和消納的載體，已成為能源供應(yīng)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。現(xiàn)有主網(wǎng)架，難以滿足未來(lái)遠(yuǎn)距離、大容量輸電以及電網(wǎng)安全性和經(jīng)濟(jì)性的需要，必須加快建設(shè)特高壓電網(wǎng)，以保障電力與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

一、特高壓是我國(guó)清潔能源發(fā)展的重要載體。特高壓輸電具有容量大、距離遠(yuǎn)、能耗低、占地省、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)各種清潔能源的大規(guī)模、遠(yuǎn)距離輸送，促進(jìn)清潔能源的高效、安全利用。

二、建設(shè)特高壓有利于我國(guó)能源資源的優(yōu)化配置。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)電力發(fā)展方式以分省分區(qū)平衡為主，燃煤電廠大量布局在煤炭資源匱乏的中東部地區(qū)，導(dǎo)致鐵路運(yùn)輸長(zhǎng)期忙于煤炭大搬家，煤電油運(yùn)緊張狀況時(shí)常發(fā)生。為構(gòu)筑穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、清潔、安全的能源供應(yīng)體系，迫切需要建設(shè)以特高壓為骨干網(wǎng)架的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。

三、建設(shè)特高壓有利于提高我國(guó)的能源供應(yīng)安全。從豐富能源輸送方式來(lái)看，建設(shè)特高壓，通過(guò)加大輸電比重，實(shí)現(xiàn)輸煤輸電并舉，使得兩種能源輸送方式之間形成一種相互保障格局，促進(jìn)能源輸送方式的多樣化，減少鐵路煤炭運(yùn)輸壓力，提高能源供應(yīng)安全和高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

四、建設(shè)特高壓是帶動(dòng)電工制造業(yè)技術(shù)升級(jí)的重要機(jī)遇，是研究和掌握重大裝備制造核心技術(shù)的依托工程，對(duì)于增強(qiáng)我國(guó)科技自主創(chuàng)新能力、占領(lǐng)世界電力科技制高點(diǎn)具有重大意義。目前，特高壓輸電技術(shù)已經(jīng)納入《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見(jiàn)》《國(guó)家自主創(chuàng)新基礎(chǔ)能力建設(shè)“十二五”規(guī)劃》等國(guó)家重大規(guī)劃。

3 特高壓交流輸電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展

我國(guó)地理結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很多山區(qū)、丘陵地帶由于地理?xiàng)l件影響，居民長(zhǎng)期受到供電緊缺的困擾。而通過(guò)線路鋪設(shè)、電站分布這些電網(wǎng)類(lèi)項(xiàng)目的建設(shè)，使偏遠(yuǎn)村落之間也可以通過(guò)電站而聯(lián)系起來(lái)。方便了居民生活發(fā)展中的電力需求，帶動(dòng)這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，擺脫落后貧窮。

另外，雖然我國(guó)地大物博，但是資源分布并不平衡。水電資源多分布在沿海地區(qū)和東部地區(qū)，而煤炭、石油、天然氣資源則多分布在西北部地區(qū)。不同于以往的鐵路運(yùn)輸，特高壓電網(wǎng)運(yùn)輸縮短了運(yùn)輸時(shí)間，提高了運(yùn)輸效率，使我國(guó)能源運(yùn)輸方式更加優(yōu)化、安全。也將西部地區(qū)的優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)當(dāng)?shù)匕l(fā)展。

3.2 提高電網(wǎng)技術(shù)穩(wěn)定性

將1 000kV交流特高壓線用在大型輸電工程中既可以擴(kuò)大輸電容量，又可以加長(zhǎng)輸電距離，同時(shí)節(jié)約資金，縮小輸電通道，節(jié)約土地資源。不同于以往小千伏數(shù)的輸送線路，特高壓交流輸電技術(shù)有效避開(kāi)了短路電流過(guò)多、部分地區(qū)穩(wěn)定性差的電網(wǎng)系統(tǒng)安全問(wèn)題。

3.3 促進(jìn)電工制造業(yè)技術(shù)發(fā)展

利用特高壓交流輸電技術(shù)優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)，提高輸電質(zhì)量，是我國(guó)電工制造業(yè)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，響應(yīng)科技是第一生產(chǎn)力的重要體現(xiàn)之一。通過(guò)對(duì)特高壓交流輸電技術(shù)的研究與創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)特高壓輸電線的配套設(shè)施，減少電網(wǎng)運(yùn)行損失，提高安全性，使我國(guó)電力科技水平再上一個(gè)臺(tái)階。

4 特高壓交流輸電技術(shù)創(chuàng)新介紹

4.1 外絕緣配合

由于特高壓交流輸電線操作電壓大，耐受電壓隨空氣間隙距離增大而呈非線性增加趨勢(shì)，在飽和后外絕緣難度明顯增加。再者，我國(guó)污染程度嚴(yán)重，附著于套管表面的污穢物體，會(huì)加劇抗絕緣配合技術(shù)的難度[3]。針對(duì)這一難題，抑制過(guò)電壓操作水平，使其偏離空氣間隙的飽和區(qū)，幫助絕緣尺度回歸線性;或是研究污穢成分，研發(fā)含抗性絕緣套管，都可以提升絕緣率，使線路運(yùn)行更加安全。

4.2 潛供電流控制

由于特高壓輸電線路經(jīng)常運(yùn)用在大容量、長(zhǎng)距離的輸電工程中，其高電壓、高電流的特性會(huì)使?jié)摴╇娏鬟^(guò)大，造成線路故障，影響供電穩(wěn)定。為抑制該電流，我國(guó)在長(zhǎng)距離輸電過(guò)程中往往會(huì)配合設(shè)置特高壓電抗器，并在電抗器中繼續(xù)設(shè)置小型特高壓電抗器，協(xié)助抑制電流，將潛供電流控制在安全范圍內(nèi)。雖然國(guó)外也有對(duì)應(yīng)控制設(shè)施，如高速接地開(kāi)關(guān)，但此種設(shè)施操作復(fù)雜，成本較高，更適宜于短距離輸電，不符合我國(guó)國(guó)情。

5 我國(guó)特高壓輸電技術(shù)的工程應(yīng)用

特高壓交流輸電線路具有充電功率大、潛供電流大、絕緣配合要求高、線路長(zhǎng)度和兩端電網(wǎng)特性對(duì)特高壓設(shè)備的工作條件影響大等特點(diǎn)，需要采取裝設(shè)大容量高壓電抗器（或可控電抗器）及中性點(diǎn)小電抗、高性能避雷器、帶合閘電阻的斷路器等措施。金沙江是長(zhǎng)江上游青海玉樹(shù)巴塘河口至四川宜賓河段的通稱(chēng)，水能資源十分豐富，可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量約90GW，年發(fā)電量約5000億kwh。開(kāi)發(fā)金沙江是實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置和能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，加快“西電東送”步伐，減輕北煤南運(yùn)和東部地區(qū)環(huán)保壓力，優(yōu)化華中、華東地區(qū)能源結(jié)構(gòu)的重大舉措。金沙江一期工程溪洛渡、向家壩水電站總裝機(jī)容量18.6GW，電站容量大，輸電距離遠(yuǎn)，其電能的合理消納及輸電系統(tǒng)的形成，對(duì)我國(guó)能源資源優(yōu)化配置、大容量遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)發(fā)展和全國(guó)聯(lián)網(wǎng)格局具有重大而深遠(yuǎn)的影響。

6 結(jié)論

市場(chǎng)狀態(tài)之下，特高壓這樣的輸電應(yīng)被注重，擁有獨(dú)特價(jià)值。電力建設(shè)進(jìn)步，特高壓模式的輸電擁有著可行性，設(shè)定了技術(shù)路徑的指引。現(xiàn)有狀態(tài)下，具備了構(gòu)建這類(lèi)輸電的根本要件，累積了珍貴經(jīng)驗(yàn)。相關(guān)部門(mén)應(yīng)能增添支持，深化相關(guān)調(diào)研。摸索發(fā)展路徑，提高特高壓這類(lèi)輸電的構(gòu)建速率。

參考文獻(xiàn)

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