北极星智能电网在线讯:作者手记:由于目前对1000kV交流输电技术在业内产生不同的看法和争议,本人对此进行了深入的挖掘,调查了解了关于此议题评论相对正面的资料,均尚未提及下述实际问题,而反面资料又说服力不强,尚缺乏有力的理论依据,并夹杂全盘否定的色彩。鉴于此,本人的论述是基于在不反对“三华联网”的前提下,对用交流特高压实现“三华联网”的方式不同的见解进行了表述,文章中所提及一些不成熟的看法和想法仅供有关专家和相关决策人士商榷和参考,望从学术的科学严谨的视角不吝言辞,谏言赐教。
1000kV特高压交流输电需要思考的问题
陈尚发( 浙江浙能长兴发电有限公司, 浙江长兴 313100 )
摘要:针对特高压交流输电方式的分析和比较,提出需要思考的问题,供有关各方参考和探讨。
关键词: 1000kV;特高压;分区电网; 电力系统稳定; 输送能力
引言
在晋东南-南阳-荆门1000kV特高压交流输电试验示范工程(以下简称《试验示范工程》)取得阶段性成果的基础上,国家电网2015年构建“三纵三横”的“三华联网”特高压同步电网的规划已出台,这将成为世界上独一无二的特大型特高压同步电网。电力系统的安全稳定运行是第一位的,关系到国家和人民生命财产的安全,其次是电网的输送能力,关系到电网运行的经济性。根据试验示范工程试运行结果,系统稳定性和输送能力均不理想,没有达到全线500万kW满负荷下稳定运行的预期要求。如果“三纵三横”的“三华联网”特高压同步电网按试验示范工程进行“复制”,有可能给系统稳定性和输送能力留下巨大的潜在隐患,后果无法逆转。因此,有必要对该特高压同步电网的结构性问题进行技术上的分析和探讨。
1.1000kV特高压输电面临的问题
根据“理论计算”和有关文献的报告,1000kV特高压交流输电的自然功率为500万kW,是500kV超高压交流输电线路自然功率的5倍,最远输电距离可达2000km。根据该“理论数据”,可以发挥特高压交流大容量、远距离输电的作用。发展1000kV特高压交流输电的初衷是可以缓解煤炭供应和交通运输的紧张局面,提高全国范围的能源配置和利用率,缓解环保压力。大电网不仅在资源优化配置中有重要作用,而且在安全性、可靠性、灵活性和经济性等方面具有诸多优越性。我国地域辽阔,时差、季节差十分明显,加上地区经济发展不平衡,使不同地区的电力负荷具有很强的互补性。特高压电网在合理利用资源、节约建设投资、降低运行成本,减少事故和检修备用,获得错峰、调峰和水火、跨流域补偿效益等方面潜力巨大。建设特高压大电网,不仅可以节约装机、降低网损、减少弃水、提高火电设备利用率、节约土地资源(输电线路走廊),还可以提高电网的安全运行水平,避免500kV电网重复建设等问题,具有显著的经济效益和社会效益。1000kV特高压交流输电中间可以落点,可以根据电源分布、负荷布点、输送能力、电力交换等实际需要构成国家特高压骨干网架,具有网络功能。
根据以上分析,1000kV特高压交流电网的突出优点是:输电能力大、覆盖面积广、网损小、输电走廓明显减少,能根据电力市场运营的特点,适应“西电东送、北电南送”的要求。[1-5]
但是,“实践是检验真理的唯一标准”,作为世界上首条1000kV特高压商业运行的晋东南-南阳-荆门试验示范线路,全长653.8km,经扩建和技术改造(加40%串联电容补偿)后的大负荷试验,输电能力和输电距离远远没有达到设计要求,大容量、远距离输电的作用无法体现,主要原因是受到线路稳定极限的制约。引发人们对“三纵三横”的“三华联网”特高压同步电网规划的质疑和争论。
这里在设计之初可能进入一个“误区”,将线路的自然功率与实际输送能力混为一谈。1000kV特高压交流输电线路的自然功率为500万kW,误认为就可以输送500万kW。其实对某一电压等级线路自然功率是线路电压的平方除以线路的波阻抗,基本上是一个“常数”。
见以下公式 : L—线路单位长度的电感 C—线路单位长度的电容
由公式可见,线路长度与自然功率无关,也就是说不论线路长短,自然功率是一样的。其实超高压和特高压交流输电线路的输送能力受到诸多因素的制约,特别是输电距离影响因素最大,不能用上述简单的公式来决定,自然功率不能代表线路的实际输送能力。1000kV特高压交流输电线路可以输送500万kW,就是用这样一个简单公式算出来的。也就是用这一个简单的“理论”,成为推动大力发展1000kV特高压交流输电的“理论基础”。