特高压发展轨迹探讨 看三华电网如何形成

表面上看“三华电网”成为争议的焦点，而实质上矛头还是指向 特高压交流 的建设，不管公众如何质疑，看看特高压发展的轨迹，似乎会有些规律可循。

2009年1月6日，中国晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程投产，至今已成功运行4个多月。作为中国自主研发、设计和建设的首条1000千伏输变电工程，它的投产和运行，充分验证了特高压交流输电技术的可行性，设备制造能力和环境友好水平。为贯彻实施中国能源战略的发展，建设大型能源基地，改变以往追求局部供需平衡的电力格局，满足中国电力需求的持续增长提供了可靠有效的技术手段。

随着特高压技术的推广，特高压输电在远距离、大容量、低损耗方面的优越性已形成广泛共识。同时特高压电网的建设将对中国现有的500千伏电网发展带来一定的影响，其合理的电网规模和安全性成为广泛关注的焦点。

本文在分析中国能源资源及需求情况的基础上，提出中国特高压电网的未来格局及结构特点，阐述中国同步电网的构建思路，并分析论证同步电网的安全性、经济性。结合“十二五”期间相关煤电基地开发，详细分析了特高压电网发展初期的建设路径。

1、中国发展特高压是必然选择

中国资源与需求逆向分布的客观条件和经济快速发展的阶段，决定了中国必须改变电力发展方式，加快大煤电、大水电、大核电以及大可再生能源基地的开发，推动实施“一特四大”战略，建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强国家电网。

中国正处在重化工业阶段，经济社会快速发展，能源和电力需求强劲。尽管当前国际金融危机对中国经济带来很大冲击，从长远看，中国电力工业仍处于持续快速增长的重要机遇期。根据国民经济和社会发展规划，预计2020年全社会用电量达到10万亿千瓦时，主要集中的东部沿海和南方地区，包括华中、华东和广东，需要大容量的送电以满足快速增长的负荷需求。

另一方面，中国大型能源基地距离负荷中心较远，需要远距离的电能输送。从中国国情来看，在未来较长一段时期内，煤电将是中国的主导 电源 结构，大规模的煤电基地的开发也符合中国的能源战略发展方向。中国煤电“十一五”规划开发的十三个煤电基地，主要分布在西北、东北地区，距离华中、华东目标市场送电距离在800~2000公里。中国的大水电主要集中在金沙江、雅砻江、大渡河及澜沧江上，西南水电距离华中、华东负荷中心的距离在1500~2000公里。随着可持续发展战略的实施，中国规划建设六个千万千瓦级的大型风电基地，主要位于甘肃、新疆、蒙西、蒙东及沿海地区，北部风电的大规模开发，如此大容量的风电开发，需要通过电网外送消纳，送电距离在1000~2500公里。对于1000千伏交流输电电压等级，上述送电距离是其合理的输电距离。作为重要电源的核电基地，为充分利用宝贵的厂址资源，有必要实现规模化建设开发，也涉及到大规模送出的问题，并为特高压受端电网提供必要的电源支撑。

对于远距离、大容量送电来说，现有的500千伏电网已经无法满足电力输送的要求。新建输 电线 路若仍采用500千伏电压等级，长距离送电中需加设众多中间站点，并受单根导线送电容量的限制，变电、线路造价会大幅上升，线路走廊也会愈加紧张，经济性很差。特高压交直流线路的送电能力远远大于现有500千伏交直流输电，采用特高压输电技术可以解决上述技术问题，具有更优的经济性，满足大电网持续快速增长的输电需求。

2 、中国未来特高压电网发展格局

中国区域电网地理位置及形状特点，以及负荷需求，使得中国特高压电网未来将形成包括“三华”电网、东北电网、西北电网、南方电网在内的四个主要同步电网。

2.1 负荷中心的比邻和系统安全稳定的要求促使形成三华受端同步电网

形成受端电网，是电网发展的必然阶段，也是提高电网安全的客观要求。根据规划，中国2020年远距离输电规模将超过3亿千瓦，输电距离一般在800～3000公里范围，如此大规模的电力消纳，必须建设强大的受端电网，以接受大规模的外来电力。

从网架结构看，华北、华中及华东电网负荷中心相互比邻，相距约1000公里，为控制线路电压，需在输电线路中加设变电站。负荷中心间的输电距离，等效于500千伏约250公里的输电距离，环网长度是合理的。

从提高电力系统的安全稳定看，需要逐步加强受端电网的网络联系及电压支撑，为输电系统通过足够的短路容量，从而提高系统对外部电力的接纳和消纳能力，提高电网的安全性和电力供应的灵活性。通过特高压电网联结形成的受端“团状”结构，组成坚固的特高压网架，可以避免远距离输电中长链式结构电网稳定性较差的问题，保证系统具有较高的安全稳定水平。

因此，随着送电距离和送电规模的不断加大，为了保证电网的安全可靠运行，特高压输电线路会逐步在华北～华中～华东地区联结成网，形成坚固的“三华”特高压同步电网。

2.2 地理位置的制约和历史原因要求西北东北异步联网

东北电网呈链式分布，目前已于华北电网实现异步联网，未来在引入特高压技术的基础上，将仍然保持与华北电网的异步联系，从电网规模和受端电网结构考虑，避免形成长链式电网结构，不纳入同步电网。

西北电网由于历史原因，电压等级选择为750/330千伏，将继续通过直流实现与华北~华中~华东电网的异步联网。

这样，随着特高压电网的建设，中国未来将形成华北~华中~华东、东北、西北、南方四个主要同步电网格局，见图1。其中华北~华中~华东同步电网装机规模将达到9亿千瓦左右，覆盖范围230万平方公里。目前的欧洲同步电网，骨干网架电压等级为400千伏，装机规模约6亿千瓦，覆盖范围450万平方公里。以1000千伏的电压等级支持三华同步电网的规模也是合理的。

2.3 能源基地的分散分布促使特高压交直流共同发展

从送电方向来看，随着中国能源开发的西移和北移，未来中国大型电源主要集中在北部煤电基地和西南水电基地，而的受端市场在负荷密集的华东地区，将电力从电源送至受端地区，必然跨越华中、华北地区，送至华东负荷中心。同时，为满足华中、华北地区的负荷需求，在华中、华北负荷中心建设特高压变电站，实现大型水、火电基地电力的接力送出。