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特高压输电或逐步替代东部煤电(图表)

2014-11-14 14:44
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  远电解近渴 特高压输电在争议中前行

  特高压输电具有低损耗远距离优势

  从电网设计角度来讲,高压电网指110千伏、220千伏电网;超高压电网指330千伏、500千伏和750千伏电网;特高压电网指以1000千伏输电网为骨干网架,超高压输电网、高压输电网以及配电网构成的分层、分区、结构清晰的现代化大电网。而特高压输电指的是1000千伏交流电压和±800千伏直流电压输电工程和技术。

  我国的资源生产和使用分布极不均衡,80%的水资源分布在西南部地区,76%的煤炭资源和绝大部分陆地风能资源分布在北部和西北部地区,而人口稠密、产业集中、电力需求占全国需求69%的中东部地区,资源较为稀缺。煤炭资源中,新疆、内蒙古、山西、陕西4省占全国资源量的81.3%,每年,大量的煤炭从西北煤炭基地远距离运送到东部地区。随着运输成本的上升,煤炭运输能力受到抑制。鉴于此,超高以及特高压输电技术逐步发展,使得低损耗的远距离输电条件更为成熟。

  西北部地区价格在170—400元/吨的电煤,经公路、铁路、海洋运输送到华东地区,成本增加到800—1300元/吨,价格上涨了3—5倍。这种环境下,采用特高压输电,会有明显的原料成本优势。

  此外,借鉴世界其他先进国家电力工业发展历程,发电会朝着大型能源基地和电站群发展,以达到规模效应,提高资源配置能力和生产效率。但是,如果能源中心距离负荷中心距离过远,输电线路的损耗过大,那么远距离输电就体现不出经济性了。理论上,输电线路的输电能力与线路电压的平方成正比,与线路的波阻抗成反比。一般来讲,不同电压等级输电线路的波阻抗,会随电压升高而减少,但变化不大,对于不同电压等级同样输电距离的输电能力,可认为它们的波阻抗具有相似的幅值。所以,在估算线路的送电能力时,可以认为电压升高1倍,功率输送能力提高4倍。若考虑输电线路的波阻抗变化,其输送能力将提高更多。

  特高压线路使电力从能源中心向负荷中心远距离输送成为可能。我国三峡水电站装机总容量1820万千瓦,向华东地区输送的容量为800万千瓦,输送距离1100千米。继三峡水电站后,即将开发的长江上游金沙江水电基地,总装机容量为7500万千瓦。我国用电比较集中的华东电网长江三角洲地区,小部分依靠“西电东送”,主要还是依靠浙江沿海和江苏沿江沿海地区的大型燃煤火电核电,有的已形成电站群,如在宁波附近建设了三个大型火电站,总装机容量1500万千瓦,输电容量和距离均超过5OO千伏电压等级输电的经济合理性范围。

  “十二五”期间将建成“三纵三横”网架

  国家“十二五”规划纲要中提到,“适应大规模跨区输电和新能源发电并网的要求,加快现代电网体系建设,进一步扩大西电东送规模,完善区域主干电网,发展特高压等大容量、高效率、远距离先进输电技术,依托信息、控制和储能等先进技术,推进智能电网建设,切实加强城乡电网建设与改造,增强电网优化配置电力能力和供电可靠性”。

  图为2015年特高压电网规划

  根据国家电网的规划,“十二五”期间国家将投资超过5000亿元建成“三纵三横”特高压交流骨干网架和11项特高压直流输电工程,以能源基地为圆心,把新疆的煤电、风电输送到2000公里之外的河南,把四川的水电输送到2000公里之外的上海,把内蒙古的风电、光电输向北京。到2020年,国家电网将建成“五纵五横”特高压交流骨干网架和27条特高压直流输电工程,届时,国家电网将具备4.5亿千瓦的跨区跨省输送能力。

  目前,特高压交流线路近2000公里,直流线路近6000公里,变电容量3900万千伏安,换流容量超过4300万千瓦。已经建成的线路有晋东南—荆门、淮南—浙北—上海交流,向家坝—上海、锦屏—苏南、哈密—郑州直流。在建的线路有浙北—福州交流、溪洛渡—浙西直流。获得路条的特高压工程“三交三直”包括锡盟—南京、雅安—武汉、淮南—南京—上海交流,宁东—浙江、酒泉—湖南、准东—华东直流。特高压交流示范工程连接华北和华中电网,装机规模在5.5亿千瓦,跨区输电能力从原来500千伏联网的50多万千瓦提高到目前的500多万千瓦。

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