世界首條商業(yè)運(yùn)營特高壓交流輸電擴(kuò)建工程投產(chǎn)
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人民網(wǎng)北京12月16日電2011年12月16日，由國家電網(wǎng)公司承建的1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程擴(kuò)建工程正式投產(chǎn)，單回線路輸送能力達(dá)到500萬千瓦，成為世界上運(yùn)行電壓最高、輸電能力最強(qiáng)、技術(shù)水平最先進(jìn)的交流輸電工程。
為什么要擴(kuò)建
我國首個(gè)特高壓工程——特高壓交流試驗(yàn)示范工程于2006年8月獲得國家核準(zhǔn)開工建設(shè)，由我國自主研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和建設(shè)，北起山西晉東南站，經(jīng)河南南陽站，南至湖北荊門站，全線單回路架設(shè)，線路全長640公里。根據(jù)核準(zhǔn)方案，該工程僅在兩端變電站各安裝了一組容量300萬千伏安的特高壓變壓器，最大輸電能力280萬千瓦。
特高壓交流示范工程自2009年1月6日建成投運(yùn)至今，一直保持安全穩(wěn)定運(yùn)行，截至今年11月，已累計(jì)輸電260億千瓦時(shí)。完成北電南送160多億千瓦時(shí)，相當(dāng)于晉煤外運(yùn)約800多萬噸，減輕大秦鐵路400多列火車運(yùn)力，有力緩解了運(yùn)輸壓力，提升了電網(wǎng)資源優(yōu)化配置能力；華中電網(wǎng)向華北電網(wǎng)輸送清潔水電90多億千瓦時(shí)，在減少豐水期棄水的同時(shí)，節(jié)約電煤430多萬噸，減少二氧化碳排放約1000多萬噸，促進(jìn)了節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)了國家電網(wǎng)公司奉獻(xiàn)清潔能源的目標(biāo)。擴(kuò)建工程的及時(shí)投運(yùn)，將使華中受電通道容量大幅度增至500萬千瓦，減輕鐵路運(yùn)煤運(yùn)輸壓力，大大緩解迎峰度冬期間華中電網(wǎng)的電力供需緊張局面。
近年來，隨著我國電力需求的快速增長，局部地區(qū)電力供應(yīng)偏緊的態(tài)勢(shì)逐漸蔓延，2011年全國電力最大缺口約3000萬千瓦，主要集中在華東、華中和南方電網(wǎng)。華中電網(wǎng)處于我國“西電東送，南北互供，全國聯(lián)網(wǎng)”的樞紐位置，但由于水電裝機(jī)比重高達(dá)43%，加上處于電煤運(yùn)輸末端的區(qū)位劣勢(shì)，在當(dāng)前輸電比重較小的環(huán)境下，華中地區(qū)常年在枯水期出現(xiàn)季節(jié)性電力供需緊張局面。2010年12月，華中電網(wǎng)最大限電776萬千瓦，2011年1月最大電力缺口1219萬千瓦。
為了充分發(fā)揮工程的輸電能力和特高壓大容量、遠(yuǎn)距離、低損耗輸電的優(yōu)勢(shì)和資源優(yōu)化配置能力，國家發(fā)改委于2010年12月29日核準(zhǔn)建設(shè)本期擴(kuò)建工程。工程擴(kuò)建后，晉東南、南陽、荊門三站均裝設(shè)兩組容量300萬千瓦的特高壓主變，線路裝設(shè)40%的串聯(lián)補(bǔ)償，具備了輸送500萬千瓦電力的能力。
擴(kuò)建工程有哪些亮點(diǎn)
在工程擴(kuò)建過程中，國家電網(wǎng)公司組織100多家參建單位，開展產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)，攻克了特高壓串補(bǔ)等尖端技術(shù)，保證了特高壓設(shè)備批量生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定性，進(jìn)一步提升了我國電力、機(jī)械行業(yè)的自主創(chuàng)新能力。
擴(kuò)建工程的建成投運(yùn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了特高壓交流大容量、遠(yuǎn)距離、低損耗輸電的優(yōu)勢(shì)，是我國能源電力領(lǐng)域自主創(chuàng)新的重大成就，是世界電力發(fā)展史上的重要里程碑，進(jìn)一步鞏固、擴(kuò)大了我國在國際高壓輸電技術(shù)開發(fā)、裝備制造和工程應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。“十二五”期間，我國將加快發(fā)展特高壓等大容量、高效率、遠(yuǎn)距離先進(jìn)輸電技術(shù)。推廣應(yīng)用特高壓交流試驗(yàn)示范工程擴(kuò)建工程的創(chuàng)新成果，加快發(fā)展特高壓輸電，必將為推動(dòng)我國電力工業(yè)科學(xué)發(fā)展、保障電力可靠供應(yīng)和能源安全提供更為強(qiáng)大的動(dòng)力。
擴(kuò)建工程的亮點(diǎn)主要表現(xiàn)在：
——代表了世界最高水平的交流輸電工程
自主創(chuàng)新、成功建設(shè)了目前世界上運(yùn)行電壓最高、輸電能力最強(qiáng)、技術(shù)水平最先進(jìn)的交流輸電工程，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，進(jìn)一步驗(yàn)證了特高壓交流大容量、遠(yuǎn)距離、低損耗輸電的優(yōu)勢(shì)，是我國電網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)行整體水平邁上新臺(tái)階的重要標(biāo)志。
——實(shí)現(xiàn)了特高壓交流輸電技術(shù)的新突破
在特高壓輸電系統(tǒng)的串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)、過電壓控制技術(shù)、特快速暫態(tài)過電壓測(cè)量與控制技術(shù)、潛供電流、電磁環(huán)境、大型復(fù)雜電極操作沖擊放電特性、大型電力設(shè)備抗地震技術(shù)、大電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)等方面取得新突破，在世界上率先掌握了特高壓大容量輸電系統(tǒng)集成技術(shù)。
——創(chuàng)造了國際高壓輸變電設(shè)備的新紀(jì)錄
立足國內(nèi)，研制成功了特高壓串補(bǔ)、大容量特高壓開關(guān)、雙柱特高壓變壓器等代表世界最高水平的特高壓交流新設(shè)備，指標(biāo)優(yōu)異、性能穩(wěn)定，綜合國產(chǎn)化率超過90%，刷新了主要輸變電設(shè)備的世界紀(jì)錄。依托工程實(shí)踐，國內(nèi)骨干電工設(shè)備制造企業(yè)的自主創(chuàng)新能力得到了進(jìn)一步增強(qiáng)，國產(chǎn)設(shè)備的工藝質(zhì)量水平和安全可靠性有了顯著提升，在國際特高壓設(shè)備制造領(lǐng)域形成了相對(duì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)和競爭優(yōu)勢(shì)。特高壓設(shè)備已成為我國電工設(shè)備制造企業(yè)走向世界的金色名片。
——標(biāo)定了國際高壓交流輸電能力的新高度
在單回640公里的特高壓交流輸電線路上，成功實(shí)現(xiàn)了500萬千瓦電力的穩(wěn)定輸送，電網(wǎng)運(yùn)行控制平穩(wěn)、設(shè)備狀態(tài)正常，創(chuàng)造了高壓交流輸電能力的世界紀(jì)錄。
——建立了特高壓交流輸電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系
在世界上率先建立了從系統(tǒng)集成、工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、施工安裝、調(diào)試試驗(yàn)到運(yùn)行維護(hù)的全套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)規(guī)范，在工程中得到全面應(yīng)用和檢驗(yàn)，為特高壓交流輸電大規(guī)模發(fā)展應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
為什么選擇特高壓
我國76％的煤炭資源分布在北部和西北部；80％的水能資源分布在西南部；絕大部分陸地風(fēng)能、太陽能資源分布在西北部。同時(shí)，70％以上的能源需求卻集中在東中部。能源基地與負(fù)荷中心的距離在1000到3000公里。
這樣一種布局提供了兩種選擇：要么在負(fù)荷中心區(qū)建設(shè)電站，要么在能源中心區(qū)建設(shè)電站后外送電力。
在負(fù)荷中心區(qū)大規(guī)模展開電源建設(shè)會(huì)受到煤炭運(yùn)輸、環(huán)境容量等問題的制約。而且，建設(shè)火電還可以靠煤炭運(yùn)輸，而水電、風(fēng)電由于不可能把水和風(fēng)像煤那樣運(yùn)輸，因此就更是無法實(shí)現(xiàn)。一邊是無法大規(guī)模建設(shè)電源點(diǎn)，一邊又守著水能、風(fēng)能等寶貴的清潔能源望洋興嘆。
于是，在能源資源豐富的西部、北部地區(qū)建設(shè)電源，然后把電力送到負(fù)荷中心就成為最優(yōu)選擇。然而，我國現(xiàn)有的電網(wǎng)主要以500千伏超高壓線路為主，不僅輸電量小，更主要是無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送。這就好比一座高度較低的水塔，它無法實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的供水。
因此，電網(wǎng)專家指出，通過建設(shè)可以大容量遠(yuǎn)距離而且低損耗輸電的特高壓電網(wǎng)就成為“十二五”電網(wǎng)建設(shè)的重中之重，而且是最佳選擇。所謂特高壓電網(wǎng)是指交流1000千伏、直流正負(fù)800千伏及以上電壓等級(jí)的輸電網(wǎng)絡(luò)，它的最大特點(diǎn)就是可以長距離、大容量、低損耗輸送電力。按自然功率測(cè)算，1000千伏交流特高壓輸電線路的輸電能力超過500萬千瓦，接近500千伏超高壓交流輸電線路的5倍。±800千伏直流特高壓的輸電能力達(dá)到700萬千瓦，是目前多數(shù)±500千伏超高壓直流線路輸電能力的2.4倍。
特高壓的價(jià)值
在運(yùn)輸成本方面，專家根據(jù)等價(jià)熱值法測(cè)算，若特高壓線路以500萬千瓦運(yùn)行24小時(shí)，可輸送電量1.2億千瓦時(shí)，相當(dāng)于運(yùn)輸原煤約59515噸。以公路運(yùn)輸進(jìn)行折算，每輛汽車運(yùn)煤50噸，需要1191輛車，若每輛車10米長，首尾相連，要排11.91公里。以鐵路運(yùn)輸進(jìn)行折算，若按每節(jié)車廂載重60噸的普通列車，需要992節(jié)列車。即使按每節(jié)車廂載重為100噸的重載列車，也需要596節(jié)列車進(jìn)行運(yùn)輸。在目前公路和鐵路運(yùn)輸形勢(shì)比較緊張的現(xiàn)狀下，更多的煤炭運(yùn)輸會(huì)造成較嚴(yán)重的運(yùn)輸壓力。據(jù)國家發(fā)改委公布數(shù)據(jù)：2010年全國鐵路煤炭發(fā)運(yùn)量20億噸，其中電煤14億噸；公路外運(yùn)超過5億噸，運(yùn)力持續(xù)緊張。目前西部、北部地區(qū)電煤價(jià)格一般為200元-300元/噸標(biāo)準(zhǔn)煤。將煤炭從當(dāng)?shù)匮b車，經(jīng)過公路、鐵路運(yùn)輸?shù)角鼗蕧u港，再通過海運(yùn)、公路運(yùn)輸?shù)饺A東地區(qū)，電煤價(jià)格則增至1000多元/噸標(biāo)準(zhǔn)煤。折算后每千瓦時(shí)電僅燃料成本就達(dá)到0.3元左右。但是，在煤炭產(chǎn)區(qū)建坑口電站，燃料成本僅0.09元/千瓦時(shí)�？涌陔娬镜碾娏νㄟ^特高壓輸送到中東部負(fù)荷中心，除去輸電環(huán)節(jié)的費(fèi)用后，到網(wǎng)電價(jià)仍低于當(dāng)?shù)孛弘娖骄暇W(wǎng)電價(jià)0.06—0.13元/千瓦時(shí)。
在節(jié)能減排方面，特高壓更是清潔能源大發(fā)展的必要支撐。我國風(fēng)電主要集中在“三北”地區(qū)，當(dāng)?shù)叵{空間非常有限。風(fēng)電的進(jìn)一步發(fā)展，客觀上需要擴(kuò)大風(fēng)電消納范圍，大風(fēng)電必須融入大電網(wǎng)，堅(jiān)強(qiáng)的大電網(wǎng)能夠顯著提高風(fēng)電消納能力。特高壓電網(wǎng)將構(gòu)成我國大容量、遠(yuǎn)距離的能源輸送通道。據(jù)測(cè)算，如果風(fēng)電僅在省內(nèi)消納，2020年全國可開發(fā)的風(fēng)電規(guī)模約5000萬千瓦。而通過特高壓跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)輸送擴(kuò)大清潔能源的消納能力，全國風(fēng)電開發(fā)規(guī)模則可達(dá)1億千瓦以上。從資源優(yōu)化配置來看，隨著我國能源戰(zhàn)略西移，大型能源基地與能源消費(fèi)中心的距離越來越遠(yuǎn)，能源輸送的規(guī)模也將越來越大。在傳統(tǒng)的鐵路、公路、航運(yùn)、管道等運(yùn)輸方式的基礎(chǔ)上，提高電網(wǎng)運(yùn)輸能力，也是緩解運(yùn)輸壓力的一種選擇。
在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)方面，特高壓工程實(shí)現(xiàn)了我國能源基礎(chǔ)研究和建設(shè)領(lǐng)域的重大自主創(chuàng)新。通過工程實(shí)踐，我國建成了世界一流的特高壓試驗(yàn)研究體系，全面掌握了特高壓輸電的核心技術(shù)，大幅提升了我國電網(wǎng)技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力。研制成功代表世界最高水平的全套特高壓交直流設(shè)備，設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到90%，掌握了特高壓設(shè)備制造的核心技術(shù)，具備了特高壓交直流設(shè)備的批量生產(chǎn)能力，推動(dòng)國內(nèi)電工裝備制造業(yè)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)升級(jí)和跨越式發(fā)展。在世界上首次研究提出了特高壓交直流輸電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，確立了我國在特高壓輸電技術(shù)研究、裝備制造、工程設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。目前，特高壓輸電技術(shù)已經(jīng)納入《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006～2020）》、《國務(wù)院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》、《國家自主創(chuàng)新基礎(chǔ)能力建設(shè)“十一五”規(guī)劃》等國家重大規(guī)劃。
展望
目前，我國已建成兩個(gè)特高壓工程：一個(gè)是1000千伏晉東南-南陽-荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程，另一個(gè)是±800千伏向家壩-上海特高壓直流輸電工程。在建工程主要有：皖電東送淮南～浙北～上海特高壓交流工程，今年9月獲得國家發(fā)改委核準(zhǔn)，已開工建設(shè)，計(jì)劃2013年投運(yùn)；錦屏～蘇南±800千伏特高壓直流工程，2008年11月獲得核準(zhǔn)，輸電能力720萬千瓦，計(jì)劃2012年建成投運(yùn)。另外，錫盟～南京特高壓交流工程，溪洛渡～浙西、哈密～鄭州、寧東～浙江特高壓直流工程已獲得國家能源局同意開展前期工作的批復(fù)。
國家電網(wǎng)公司提出，“十二五”期間將建設(shè)聯(lián)接大型能源基地與主要負(fù)荷中心的“三縱三橫”特高壓骨干網(wǎng)架和16項(xiàng)直流輸電工程（其中特高壓直流14項(xiàng)），形成大規(guī)模“西電東送”、“北電南送”的能源配置格局，基本建成以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，形成“三華”（華北、華中、華東）、西北、東北三大同步電網(wǎng)，使國家電網(wǎng)的資源配置能力、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。
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