北极星智能电网在线讯:中国幅员辽阔,可开发的水力资源的三分之二分布在西北和西南地区,煤炭资源大部分蕴藏在西北地区北部和华北地区西部,而负荷中心主要集中在东部沿海地区。由于电力资源与负荷中心分布的不均匀性,随着电力系统的发展, 特高压输电的研究已经在我国全面展开。
1、我国电网存在的问题
(1)新中国成立以来我国长期处于电力短缺状态,多年来致力于增加电源建设 以满足电力供给需求。因此,形成了电网作为电源的配套工程的局面,电网被动地跟随着电源和符合的发展而发展,未能通过电网的发展主动地引导电源的建设,结果导致我国南北向跨大区大容量输电网络规模过小,输电能力不足。近年来,由于我国经济发达地区燃煤电厂发展比较快,而山东、河北、河南等地区的电煤供应日渐短缺,电煤的供应更多地依靠山西、内蒙古、陕西等北部地区的煤炭基地,在北电南送能力 不足的条件下,使得北煤南运的数量和运程大大增加,最终导致近年来我国中部、东 部和南部大部分地区电煤因运输“瓶颈”的限制而供应不足,出现严重缺电的局面。 这一问题如不及时解决,将来随着上述地区用电负荷的进一步增长,缺点局面将会更加严重。 (2)现有 500kV 电网输送能力不能满足大范围电力资源优化配置和电力职场的 要求。输电走廊限制了输电线路的假设,沿海经济发达地区线路走廊尤其紧张,规划中拟建设的火电基地规模巨大,要将其电力输送往用电负荷中心,如果全部采用 500kV 及以下电压等级的输电线路,则输电线回路将过多,线路走廊紧张的矛盾难以解决。 (3)电力负荷密集地区电网短路电流控制困难,例如华东、华北电网已经出现有一部分 500kV 及以下电压等级的输电线路,则输电线路回数将过多,线路走廊紧 张的矛盾难以解决。 (4)长链型电网结构动态稳定问题突出,在东北、华北、华中电网500kV 交流 联网结构比较薄弱的情况下,存在低频震荡问题。 (5)受端电网存在多直流集中落点和电压稳定问题。到 2020 年,如果西电东送华东电网全部采用直流输电方式,落点华东电网的直流换流站将超过10 个,受端电网在严重短路故障的情况下,电力系统因电压低落发生连锁反应的风险较大。
为避免因能源运输“瓶颈”的制约而影响我国国民经济的健康持续发展,必须实 现我国能源资源的优化配置。 而解决将来因北煤南运运力不足和运费过高导致我国中 部、东部和南部电力不足和电费过高的问题,需要建设和发展大电网,例如特高压电 网,以实现输电与输煤并举的战略。而建设和发展大电网必须同时解决上述电网发展 中的技术问题,建设一个网络功能强大、具备跨区域、远距离、大容量、低损耗、高效率“西电东送、南北互供”的基本能力、满足我国电力市场灵活交易要求的国家电网。
2 、我国电网的发展方向
从理论上和国外大电网联网的发展实践看, 建设跨大区大规模同步电网在技术上 是可行的。但由于交流联网具有故障传播速度快、事故波及面大的特点,电力系统震 荡或失稳现象比较突出,特别易形成区域性震荡模式,系统运行较为复杂,因此,在实施大区互联之前,需要通过电力系统模拟进行计算分析。我国大区电网模拟计算结 果表明:当大区特高压电网交流互联达到一定强度后,受扰动后的区域性振荡能较快 地平息,大规模同步电网抵御严重故障能力也比较强。以上结论在以特高压电网为骨 干电网实现多大区同步联网的国家电网模拟计算分析中得到进一步验证。 由此可以确认,我国采用更高一级电压等级的交流输电线路实现大区电网同步互联,形成一个稳 定性满足要求的全国同步电网在技术上是可行的。 从我国能源流通量大、 距离远的实际情况看, 应建立强大的特高压交流输电网络。 一方面,它可以减轻运力不足的压力;另一方面,和超高压相比,它又可以大大的减 少输电损耗,因而,它能减少能源运输燃料费用,降低能源输送的成本。在运输燃料 价格急剧上升的趋势下,特高压交流输电网络的这一优势至关重要。此外,通过建立 强大的特高压电网, 500kV 电网短路电流过大、 长链型交流电网结构动态稳定型较差、 受端电网直流集中落点过多等诸多问题均可得到较好的解决。 从电网规划方案安全稳定性和经济性计算结果看,对于输电距离为 1500km 之内 的大容量输电工程,如果在输电线路中间落点可获得电压支撑,则交流特高压输电网 的安全稳定性和经济性较好,而且具有网络功能强,对捡来能源流变化适应性灵活的 优点。除了位于边远地区的大型能源基地,输电线路中间难以落点,因此难以获得电 压支撑的情况外, 一般情况应首先考虑通过特高压交流输电难以获得电压支撑的情况 外,一般情况应首先考虑通过特高压交流输电实现电能的跨区域、远距离、大容量输 送。对于具体的大容量、远距离的输电工程,应从可靠性、经济型等方面对特高压交流和特高压直流输电方案进行技术经济论证比较,选择输电成本较低的方案。 综上所述, 为了同时满足电能大容量、 远距离、 低损耗、 低成本输送的基本要求, 适应未来能源流的变化,具备电网运行调度的灵活性和电网结构的课扩展性,我国未 来宜建设以特高压交流电网为骨干网架,特高压、超高压、高压电网分层、分区,网架结构清晰的、强大的国家电网。