我國特高壓工程輸電技術(shù)在南方電網(wǎng)的發(fā)展與應用

1、南方電網(wǎng)的現狀和發(fā)展

南方電網(wǎng)覆蓋廣東、廣西、云南、貴州和海南五省區，面積約100萬(wàn)km，至2004年底總裝機容量78.76GW，其中統調裝機53.39GW，統調最高負荷46.07GW，公司系統售電量308.2TWh。經(jīng)過(guò)十幾年的努力，南方電網(wǎng)已經(jīng)形成以6回500kV交流線(xiàn)路、3回500kV直流線(xiàn)路為西電東送主干網(wǎng)架、各省內交流500kV環(huán)網(wǎng)供電的主網(wǎng)。

根據南方五省區的國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展規劃，2010年和2020年電力最大負荷分別為103.89GW和180.91GW。為滿(mǎn)足經(jīng)濟發(fā)達地區的高用電需求，南方電網(wǎng)新增西電送廣東電力“十一五”期間為10.30GW，“十二五”，期間為10.05GW并使西電送廣東達到31.23GW。屆時(shí)，南方電網(wǎng)將形成特高壓和超高壓交直流混合運行的統一開(kāi)放、結構合理，技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的堅強主網(wǎng)。

2、發(fā)展特高壓輸電技術(shù)的必要性

2.1優(yōu)化電網(wǎng)資源配置，協(xié)調區域經(jīng)濟發(fā)展

南方五省區東西部能源資源和經(jīng)濟發(fā)展不均衡，東部廣東省占五省區GDP65%，但能源含量?jì)H占3.5%，電力電量不足已嚴重影響社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展;而經(jīng)濟相對不發(fā)達的云南、貴州卻擁有>90%的五省區能源儲量，其中云南省可開(kāi)發(fā)的水電裝機容量達95.70GW。因此，進(jìn)一步地實(shí)施大容量西電東送，促進(jìn)資源優(yōu)化配置，是南方區域能源發(fā)展的必由之路，也是南方電網(wǎng)公司的重要戰略。

2.2縮小輸電通道走廊，節省寶貴土地資源

輸電通道資源緊缺是電網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中的國際性的問(wèn)題。人均耕地面積小，廣東珠三角地區電力負荷密度過(guò)高，電網(wǎng)建設占地過(guò)多的矛盾尤其突出。到2030年西電東送采用交流500kV送電方案需增加16回線(xiàn)路，走廊寬達960m，占地面積217萬(wàn)畝;采用交流1000kV送電方案走廊寬度為500m，占地面積110萬(wàn)畝;而采用直流±800kV送電，走廊寬度為300m，占地僅70萬(wàn)畝。此外，滇西南三江出口峽谷地段受地理位置限制，不可能采用500kV方案，特高壓輸電方案可有效解決問(wèn)題。

2.3限制短路電流，提高電網(wǎng)穩定，節約設備費用

隨著(zhù)迅猛增長(cháng)的供電需求，電網(wǎng)系統容量增加很快，目前廣東珠三角負荷密集區部分500kV變電站的短路電流水平已接近或超過(guò)設備可以承受的50kA的水平。如仍?xún)H采用500kV電壓等級，預計2010年后該地區大部分變電站的短路電流水平將>50kA并逼近目前常規設備制造極限63kA，電網(wǎng)穩定可靠供電和設備安全的困難難以解決。特高壓交直流輸電技術(shù)可增強骨干電網(wǎng)輸電能力，有效控制每一電壓等級的系統短路電流。在加強各級網(wǎng)絡(luò )結構的同時(shí)，為現有500kV輸電網(wǎng)提供了分片運行的條件，在保證供電可靠性的前提下降低了短路電流水平。

2.4特高壓輸電的經(jīng)濟性明顯

國內外的研究表明，交流輸電1000kV方案的單位輸送容量投資約為500kV方案的73%，運行損耗下降80%。直流輸電800kV方案的單位輸送容量投資約為500kV方案的72%，運行損耗下降70%。此外，如前所述特高壓輸電技術(shù)可節省大量輸電走廊用地，符合國家可持續發(fā)展政策的要求。

2.5我國電工制造技術(shù)跨越式發(fā)展的空前機遇

經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)攻關(guān)、引進(jìn)、消化吸收，國內設備制造業(yè)已具備500KV交流輸電設備的設計制造技術(shù)，750KV交流輸變電關(guān)鍵設備國產(chǎn)化也已取得進(jìn)展，正負500KV直流輸電關(guān)鍵設備設計制造技術(shù)已基本掌握。特高壓輸變電設備在國際上也是處于研制階段，國內制造廠(chǎng)可以以計劃中的特高壓工程為依托，主要設備以我為主、聯(lián)合開(kāi)發(fā)、國內制造、掌握設備制造關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現設備制造技術(shù)升級，快速提高國際競爭力。

3、南方電網(wǎng)特高壓輸電應用研究工作

3.1特高壓研究工作的主要過(guò)程

南方電網(wǎng)公司2003年8月在電力發(fā)展規劃的基礎上組織開(kāi)展了高一級電壓等級應用研究，2004年12月完成并出版了《南方電網(wǎng)高一級電壓等級應用研究報告》2005年1月25日以?！蛾P(guān)于特高壓應用研究工作情況的報告》將研究的主要內容、結論和項目規劃建議正式上報。

3.2研究的主要結論

(1)國際上交流特高壓輸電技術(shù)已經(jīng)基本成熟，具有制造全套設備的能力;直流特高壓(±750kV或±800kV)輸電工程技術(shù)上可行。(2)高海拔、重污染以及覆冰等因素對設備外絕緣過(guò)電壓水平可能提高的較高要求可通過(guò)增加空氣凈距和絕緣子片數等方法滿(mǎn)足。(3)設計合理的特高壓輸電線(xiàn)路的可聽(tīng)噪聲、無(wú)線(xiàn)電干擾水平可與現有超高壓輸電線(xiàn)路相當。(4)特高壓輸電系統較現有輸電系統的過(guò)電壓倍數低。(5)特高壓交流線(xiàn)路單段長(cháng)度不宜>500km，中間設開(kāi)關(guān)站情況下可按2x350km控制。

3.3南方電網(wǎng)特高壓輸電網(wǎng)的規劃方案

結合電網(wǎng)總體規劃及各種輸電方案的輸電走廊、短路電流控制、輸電能力、投資和運行費用等的技術(shù)經(jīng)濟比較，推薦南方電網(wǎng)特高壓輸電規劃方案為結合云南小灣、金安橋、糯扎渡等水電站的投產(chǎn)建設云南至廣東2回±800kV直流輸電工程，實(shí)現特高壓、遠距離、大容量、點(diǎn)對點(diǎn)送電;2030年前建設云南至廣東5～6回1000kV交流輸電通道，在珠江三角洲地區北部建成雙回路1000kV環(huán)網(wǎng)。2005年初南方電網(wǎng)公司根據戰略和電網(wǎng)規劃成立了特高壓工程建設部，負責實(shí)施南方電網(wǎng)特高壓交直流工程，云南至廣東±800kV特高壓直流工程為第一個(gè)管理項目。

4、云廣特高壓直流輸電工程

4.1系統方案

云廣特高壓輸電工程系統方案，從合理利用輸電走廊資源、換流站站址和接地極極址資源、促進(jìn)直流輸電技術(shù)進(jìn)步和電網(wǎng)技術(shù)升級角度出發(fā)，結合今后西南水電外送規劃，考慮工程建設周期要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，確定采用±800kV電壓等級，輸電容量5GW。送端換流站位于云南省楚雄州祿豐縣三灣鎮，本期出線(xiàn)7回：至小灣水電站3回，至金安橋電站2回，至昆西北變電站2回。受端換流站位于廣東增城市朱村鎮π接500kV增城至橫瀝雙回線(xiàn)，路，新建2回線(xiàn)路至500kV水鄉變電站，并預留交流主變和220kV出線(xiàn)。

4.2工程主要參數

該工程線(xiàn)路長(cháng)1438km，采用6×630mm2導線(xiàn)，其余參數見(jiàn)表1。

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