特高压电网：中国电力的高速公路 | |||||||||
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| http://finance.sina.com.cn 2006年03月08日 09:52 中国经济时报 | |||||||||
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■本报记者乔国栋实习生胡亮王娟 “中国这么大，正处于高速发展的进程中，生产力发展水平极不均衡，在资源分布上也很不均衡，客观上需要远距离、大容量、跨地区送电，大规模、大范围优化配置资源，特高压电网就是中国的‘电力高速公路’。”国家电网公司总经理刘振亚在2006年年初表示“超大规模输配电和电网安全保障”已明确列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要（
特高压电网示范工程 即将拉开大幕 特高压是指由１０００千伏级交流和±８００千伏直流系统构成的特高压电网它代表了当今世界输电技术的最高水平和发展方向。 早在２０世纪６０年代初期，国际上就开始了交流特高压的研究工作。前苏联建设并投运了特高压输电线路，后因前苏联解体和市场需求原因降压运行。日本等国也相继建设了试验线路或试验场。但这些国家因为种种原因，并没有选择特高压电网作为国家电网主网。 但国家电网公司认为，事实上，在他们国家电网公司的积极推动下，我国特高压电网的论证已取得实质性进展。去年６月，国家发改委在北戴河召开了特高压输电技术研究会，会议形成的意见是“加快推进特高压输电试验示范工程”。 在此之前，国家电网公司按照“科学论证、示范先行、自主创新、加快推进”的基本原则，积极稳步推进特高压电网建设。会后，委托中国工程院就我国发展特高压输电技术的必要性、创新意义及可行性、交流特高压输电试验示范工程建设方案等进行咨询，以充分的科学论证，确保科学决策。 随后，中国工程院组成了包括２７位院士、７位专家的特高压咨询课题组。这个智囊团囊括了我国能源与矿业、机械与运载、土木、水利与建筑及工程管理等领域的权威专家和大师，围绕特高压输电技术及试验示范工程建设进行了深入研究和反复论证。 三个多月后，２００５年１１月２５日中国工程院特高压咨询课题组提出，在我国发展特高压输电技术的工程应用是必要的；实现特高压交流输电在技术上是可行的；我国电工制造企业已基本具备特高压交流输电设备研制能力；国家电网公司提出的晋东南—南阳—荆门交流特高压示范工程符合“全面严格试验验证方案”的要求；特高压输电技术有重要的工程应用前景，有必要加快特高压输电研究和工程应用步伐。 国家电网公司在前期规划的基础上提出了三个具有代表性的方案。即晋东南～荆门、淮南～上海、乐山～重庆工程，分别代表网对网的南北互供、点对网的皖（火）电东送、网内的西（水）电东送三种输电类型。 国家电网公司认为，从电网长远发展角度看，以上三个项目均有必要建设。 经过中国工程院、国务院发展研究中心、国电动经中心等通过论证，在国家电网公司的主导下，我国第一个交流１０００千伏特高压输电试验示范工程——晋东南—南阳—荆门交流特高压试验示范工程，系统论证及可研工作已经完成。 晋东南～荆门特高压工程包括两座变电站、一座开关站，线路全长６５４千米，变电容量２×３００万千伏安。该规模在我国未来特高压长距离送电工程中具有代表性，可为后续工程起到直接的示范作用。 晋东南～荆门处于南北能源互供的主通道上，联接华北和华中两大电网，具备将山西丰富的煤炭资源转化为电能输送到华中缺能地区，在丰水期还能够将华中富余的水电输送到以火电为主的华北电网，充分发挥水火互济、调峰、错峰，使得联网系统的水火电源比例更加合理，系统调节性能更佳。通过联网，可以减少系统装机备用容量，就建设初期的华北和华中电网而言，由此可减少装机约１００万千瓦，相当于节省投资４０多亿元。 ２００５年１０月中旬，该工程可研报告上报国家发改委待项目核准，只待批准，我国特高压电网建设的大幕即将拉开了。 中国建设特高压电网绝非只是停留在纸面上的一个蓝图工程。国家电网公司表示，首批特高压直流工程方案已经开始落实。 金沙江下游四个水电站总装机容量达３８００万千瓦，其中一期工程包括溪洛渡和向家坝两个梯级水电站，总装机容量达１８６０万千瓦，距离负荷中心１０００～２０００公里，必须采用具备长距离、大容量送电能力的输电方式。 加快电站送出方案的研究与落实，关系到国家“西电东送”战略的实施。２００５年１２月２２日，国家发展改革委在发改能源２００５２７３０号文中明确提出：（金沙江一期电站送出）输电方案初定采用３回±８００千伏６４０万千瓦的直流输电方案。 根据媒体的报道，国家电网公司力推的特高压电网项目尚不止于此。在国家电网公司科技信息部和中国电力科学研究院的可行性报告中，提及了国家电网的设想方案——特高压的网架将覆盖南到广东电白，北到黑龙江呼盟，西到云贵高原，东至上海，形成全国联网“一纵四横”的格局。 中国为何选择特高压电网 ２００５年１１月２３日在国家电网公司年度工作会议上，新上任不久的国家电网公司总经理刘振亚公布了该公司新的发展战略：构建特高压电网为核心的国家电网。刘振亚表示，建设特高压输电网架，是世界电网发展领域一项崭新的事业，也是一项前所未有的创举，处于世界电网科技发展的前列。 在发达国家尚未选择特高压电网作为国家电力主网的情况下，中国为何选择特高压电网？刘振亚表示，这是中国特殊国情的选择。这是由我国经济快速发展、能源分布格局特点、现有电网的不足，以及水电、核电面临大发展的的客观发展要求所决定的。 根据国家电网公司对经济增长的前景分析，我国“十一五”期间年均经济增长速度仍将保持在８％左右，２０１０～２０２０年经济增长速度将保持在７％左右。经济的快速发展必然带动电力工业的快速发展。到２００５年，我国电力装机总容量已达５亿千瓦。预计２０２０年我国全社会用电量将达到约４．６万亿千瓦时，需要装机容量约１０亿千瓦，这就意味着要新增发电装机５亿千瓦以上。 而但我国一次能源和电力负荷分布极不均衡。水能资源９０％以上集中在京广铁路以西，开发程度仅１２．５％；东部沿海１２省水能资源仅占８．９％，且开发程度高达６８％，今后新增的１．８亿千瓦水电装机中，约１．６亿千瓦在西部。我国煤炭保有储量的９０％集中在昆仑山－秦岭－大别山以北地区，京津冀、华东六省市和广东省仅占７％。 而我国“以煤为主”的电源格局未发生根本变化，煤电装机约占６０％。２０２０年全社会用电量将比２０００年净增３．２５万亿千瓦时，其中三分之二以上集中在华东、华北和南方三个地区，这些地区大多缺少一次能源。 “西电东送”是每年国家电网公司都要在年度会议上多次强调的问题，更是国家的一个能源战略安排。随着国家能源开发的西移和北移，以及东部老矿区资源逐步枯竭，能源产地与能源消费地区之间的能源输送距离越来越远、规模越来越大。西部水电和北部煤电基地距离华中、华东负荷中心约８００－２０００公里，远远超出了现有５００千伏电网的经济输送距离。导致了区域电网之间水火互济和跨流域补偿能力明显不足。例如：华中电网水电比重大，华北电网以火电为主，存在很强的互补性，但由于跨区输电能力低，不能起到调剂作用，造成华中丰水期弃水调丰、枯水期缺电拉闸的局面。 由于现有电网难以满足远距离、大容量输电的需要，并且支撑能力不强，导致西部、北部的电力难以输送到负荷密集的中、东部地区，造成中、东部地区不得不大量建设煤电项目，加剧了煤炭供应和交通运输的紧张局面，而且，经过多次运输，造成煤价过高，降低了能源配置效率。 国家电网公司多年的研究表明，发展特高压电网是电力工业发展的客观规律。特高压电网不仅在资源优化配置中具有重要作用，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能源，节约建设投资，降低运行成本，减少事故和检修费用，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，还可以提高电网的安全运行水平，避免５００千伏电网重复建设等问题，具有显著的经济效益和社会效益。 这是国家电网公司坚持要发展特高压电网的一个极其重要的理由和前提。 根据规划，到２０２０年前后，覆盖大电源基地和负荷中心的特高压电网将基本形成，国家电网特高压及跨区输送容量将达到２亿千瓦以上，占全国装机总容量的２５％。可节约发电装机２０００万千瓦，每年可减少发电耗煤２０００万吨。 国家电网公司认为，通过发展特高压电网，促进煤电就地转化和水电大规模开发，形成“三大一特”（大煤电基地、大水电基地、大核电基地、特高压电网）的电力发展格局，是提高能源利用效率、有效解决我国能源资源与电力负荷分布极不均衡矛盾的必然选择。 反对发展特高压，一个主要的原因就是有人认为特高压输电不如运煤经济，很多专家认为，近送电，远送煤，这是一个电煤经济性原则。但根据国务院发展研究中心在《我国能源输送方式研究》这一报告中指出：未来１５年是我国电力需求快速增长的时期，在此期间电力需求与能源资源地区分布不匹配、电力需求与环境容量资源地区间的不匹配等问题将日益严重，能源输送面临巨大压力，调整和优化能源输送方式十分紧迫。报告明确提出“输电与输煤并举，优先发展输电”。 国务院发展研究中心与国电动力经济研究中心分别采用地区煤价差比较方法和基于运价的比较方法，对输煤与输电经济性进行了分析，最后形成一致的结论：特高压输电经济可靠。根据国家电网公司的规划，特高压电网建成后，可节约发电装机２０００万千瓦，每年可减少发电耗煤２０００万吨。以“三西”煤电基地为例，陕西、蒙西、山西等地距离华中、华东负荷中心约８００～１７００公里，根据目前的市场煤价差，采用特高压输电比输煤更经济合理。 配合国家大力发展水电，核电的战略安排，也是国家电网公司要大力发展特高压电网的一个缘起。 我国水力资源总量居世界首位，众所周知的是但是，我国目前水电资源开发程度与世界水电开发先进水平相比，存在很大差距。同时，我国能源资源紧缺和结构不合理的状况又决定了加快水电开发的必然性。一个不争的事实是，在我国目前的能源结构中，对化石能源的消耗占据了绝大比例。一方面在大量地消耗着不可再生的化石能源，一方面还有源源不断的可再生的水能资源在白白地流淌。这种能源利用严重浪费的局面，无论从哪个角度讲，都是不应该的。 资源调查的数据表明，我国可开发水电资源近三分之二在西部的四川、云南、西藏。国家电网公司认为，这一分布现实决定了必须抢占水能资源尽早开发利用的时间差，加快大水电基地的开发建设，并通过建设特高压电网实现跨地区、跨流域水火互济，将清洁的电能从西部和北部大规模输送到中东部地区。 国家电网公司认为，这不仅是提高资源利用效率的迫切需求，而且是优化能源结构，实现资源优化配置和可持续发展的重大战略选择。 对中国来说，未来二三十年内以煤为主的一次能源还有一定的利用空间，但这种能源资源却在日益耗尽。开发新能源已经成为保持经济稳定持续发展的现实问题。目前来看，根据人类多年的研究实践，热核电能在一定程度上被看作是最切实可行，最具希望的能源。 一度止步的中国核电近几年又被推回“快车道”，其发展战略由原先的“适度发展”转变为“积极推进”。中国的核电起步于上世纪八十年代，经过２０多年的发展，目前已建成装机容量６７０万千瓦，在建的１０台约９３０万千瓦，其中广东、浙江两省核电比例达到发电量的１３％，接近世界核电１６％的比例。 根据国家发改委的规划，预计到２０２０年，中国将新建成核电站３１座，核电装机容量将达到４０００万千瓦，这意味着从２００４年起中国每年将至少批准建设两个百万级核电机组，即每年都要建设一座“大亚湾”。这标志着大核电基地将在中国未来的发展中扮演更为重要的角色。 据此，国家电网公司对中国经济时报说，我国现有电网主要以５００千伏交流和正负５００千伏直流系统为主，随着大煤电基地、大火电基地、大核电基地的建设，电力输送能力和规模将受到严重制约。只有加快建设电压等级更高、网架结构更强、资源配置规模更大的以特高压电网为核心的国家电网，才能满足大规模的电力输送和供应，保障全面建设小康社会目标的实现。 特高压电网，曾一度引发很多争议，其中最主要的也就是环保问题。但国家电网公司认为，特高压电网的环保问题经过科学的研究，目前来讲，已经不成“问题”。 从线路技术方面来讲，特高压电网在输电线路走廊的选择、杆塔结构、导线截面、分裂导线根数及分裂间距等，涉及到电磁环境、可听噪声、无线电干扰等环保问题。这些问题也一直被专家学者和公众所关注。 国家电网公司在分析总结各国家关于特高压电磁环境对生态影响方面研究报告的基础上，完成１０００千伏级交流特高压输电工程对区域生态环境影响的研究，并向国家发改委提交交流特高压试验示范工程立项支撑性文件之一《１０００千伏级交流特高压输电工程的电磁环境及其对生态影响研究》的报告。报告研究并提出的交流特高压输电线路的工频电场、工频磁场和可听噪声的限值建议，通过了国家环保总局组织的评审，并应用于特高压交流试验示范工程的环评。 在直流特高压方面，国家电网公司也完成了正负８００千伏级直流特高压工程电磁环境和导线选型的可行性研究，并通过评审；研究并提出的正负８００千伏直流输电线路电磁环境限值，通过了国家环保总局组织的评审，并应用于特高压交流试验示范工程的环评。 自主创新的特高压电网建设 中国电工行业崛起的契机 在涉及国家能源战略和能源安全的领域，真正的核心技术是买不来的。二十年来，我国科研机构在特高压输电领域取得了一批重要科技成果。国家电网公司对本报讲，他们通过多年的努力，目前已掌握了特高压的核心的关键技术，在重点领域实现了突破。 刘振亚认为，依靠自主创新，借鉴国际经验，就能走出一条有中国特色的电网发展之路。建设特高压电网，是电力工业自主创新的重大举措，具有重大的先导作用。近年来，国家电网公司密切跟踪世界电网技术发展趋势，整合资源，突出重点，坚持引进吸收和自主创新相结合，在特高压输电等关键领域实现了突破，取得了一批具有自主知识产权的重大成果。因此，目前我国已经具备发展特高压电网的技术基础和物质基础。 上世纪６０年代以来，美国、前苏联、意大利、日本等国家先后制定了特高压输电计划。前苏联和日本分别建成了特高压输电线路，美国和意大利相继建成了特高压输电试验室、试验场。在国外研究的基础上，中国对特高压已经进行了深入的研究。 从１９８６年开始，我国对特高压电网建设问题进行研究，连续将特高压输电技术研究列入国家“七五”、“八五”和“十五”科技攻关计划。二十年来，我国科研机构在特高压输电领域取得了一批重要科技成果。 １９９６年以来，武汉高压研究所建成了我国第一条２００米特高压试验研究线段，在电力建设研究所进行了杆塔试验，在中国电力科学研究院进行７５０千伏冲击电厂试验，在系统方面，对绝缘配合、线路、设备、环境等各方面开展了研究。目前我国已完成了部分特高压关键技术的研究工作，确定了交流特高压和直流特高压的主要参数，在重污秽、高海拔、重覆冰等方面的研究达到国际领先水平。 近年来，随着我国电网技术装备水平的不断提高，相关设备制造企业的技术水平和国产化能力也不断提升。７５０千伏交流输变电设备国产化取得重大突破，成功研制出了７５０千伏电力变压器，并在去年西北第一个７５０千伏示范项目上得到应用，此举被业内人士认为是我国电网技术跨入世界先进行列的一个标志。与此同时，国家电网公司办公厅主任王敏对新闻界发布了一条有关特高压技术的消息：“我国有关特高压输电技术的研究已取得了突破性进展，目前，在绝缘配合、高海拔研究、防雷研究等领域已达到国际先进水平。” 这一工程位于我国西北平均海拔超过２０００米的高污染、地质复杂、冻土广布地区，其空气间隙、绝缘配合十分接近平原地区特高压的水平。到目前，已安全、稳定、可靠的运行了五个多月。 国家电网公司一直引以为豪的是，７５０千伏示范工程自始至终贯彻了“自主创新”的原则，全部工程自主设计，自主建设，自主调试、运营，绝大多数主辅设备自主研发、制造，设备的国产化率超过了９０％，无论在性能上，还是在工艺上，都不比国外进口设备逊色。工程质量全优，运行调试一次成功，受到国外咨询公司的赞赏。 去年，中国机械工业联合会和国家电网公司组织开展的专题调查研究表明，交流特高压设备立足于国内，可以实现国产化。对直流特高压，仍需要加快部分关键设备的研制。制约特高压电网最关键的技术包括线路、设备和系统三个方面。为攻克这些技术难题，试验研究手段的建设尤为关键。目前，国家电网公司已经决定在北京和武汉分别建立交直流特高压试验基地。 发展特高压输电技术不仅是我国电力行业发展的重大机遇，同时有力推动我国电工装备制造业的产业升级。在特高压设备的国产化方面，特高压输电系统的一次、二次设备基本上可以实现国产化，只有小部分一次设备需要采取与国外联合设计、合作制造的方式。通过坚持自我开发研制为主，初期与国外合作为辅，可满足特高压交直流试验示范工程的需要，进一步通过自我完善能够满足未来特高压交直流电网的发展需要。 这样的机遇同样也被电工行业所关注，特变电工的董事长张新曾告诉本报记者，“这是一个世界性的历史机遇，哪个企业抓住了，哪个企业就有希望借此进入新的世界五百强行列。” |
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