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    “强交强直”为特高压发展方向

    摘要:“强交强直”为特高压发展方向

    我国能源战略结构调整已经拉开序幕,跨区输电将由过去辅助配电的小角色,逐渐转变为未来解决东部地区能源供应的“主动脉”。因此,跨区输电的推动机理、增长规模都将同过去发生翻天覆地的变化,不可照搬历史经验数据。

    评判输电方案优劣的首要标准应在于输电能力,即方案能否满足未来大规模的送电需求。高冗余方案将为未来电力调配提供充足空间,减少升级、补建、重建等情况发生。如果为了省钱而致输电建设不足,则可能影响社会生产活动,进而导致更大的经济损失。在满足输电的基础上,其次才是经济性及其他因素考量。

    在输电容量上,特高压输电相比普通高压天然地适应更大的自然功率。由于当电阻一定时,输送功率与输电电压的平方成正比,若输电电压提高1倍,输送功率将提高4倍。相比现有的超高压输电,相同条件下特高压的自然功率是之前的4-5倍,远比重复搭建超高压线路来得经济、方便。而且,从整个电网的发展来看,输电电压等级大约也是以两倍的关系增长,当用电需求增至4倍时,自然而然地会出现一个更高的电压等级,特高压能更好地满足西部电力大规模长距离输送,解决东部用电的“燃煤”之急。

    特高压相比其他高压输电天然地适宜更长的输送距离。以500千伏和1000千伏交流输电在300公里输送距离下的额定容量为100%标定,随着输送距离的增加,特高压送电容量衰减量明显小于超高压送电,其输电容量的距离可延伸性更好。

    建设特高压电网能从根本上解决跨大区500kV交流弱联所引起的电网安全性差的问题,为我国东部地区的受端电网提供坚强的网架支撑,可以解决负荷密集地区500kV电网的短路电流超标的问题。

    建造成本方面,以锡盟-南京特高压交流工程为例,该项目为同塔双回路,计划外送规模940万千瓦,线路总长1450公里,总投资322亿元,单位建造成本约2000万元/公里。相同输送能力下,特高压建造成本约为超高压的70%。作为参考,高速公路建造成本约1.2亿元/公里,铁路约为2000万元/公里,国道公路约为2000-5000万元/公里。整体而言,特高压在建造成本方面并非天文数字,而是处于基础设施投资的正常范围。

    此外,特高压可以减少走廊回路数,从而节约大量土地资源。相同输电容量条件下,800kV级特高压直流与 500kV级超高压直流输电技术相比,输电线路可以从10回减少到6回。交流输电方面,500kV交流需要8-10回线路,而1000kV交流仅需要2回线路,节省输电走廊宽度约50%。因此,特高压将显著提升单位走廊功率密度,在环保方面存在较大优势。

    整体来讲,特高压交流、直流两种方案的整体建造成本没有明显差别,两者各自的优、劣势主要在于技术层面。

    特高压直流的主要优势在于超长距离输电。交流输电须用到三根导线,而直流输电以地面充当零线,只需要一根导线,在相同的条件下,直流输电在线缆方面的投资很少。然而,直流输电在输送电两端的装置成本较高,主要体现在换流站的固定成本。因此,输电距离越长,直流输电的平均建造成本越低。国外经验表明,当输电距离超过1000公里时,特高压直流输电比交流输电更为经济。

    特高压直流的主要不足在于直流只具有输电功能、不能形成网络,类似于“直达航班”,中间不能落点,定位于超远距离、超大容量“点对点”输电。直流输电可以减少或避免大量过网潮流,潮流方向和大小均能方便地进行控制。但高压直流输电必须依附于坚强的交流电网才能发挥作用。

    特高压交流的优势在于具有输电和构建网络双重功能,类似于“公路交通网”,可以根据电源分布、负荷布点、输送电力、电力交换等实际需要构成电网。中间可以落点,电力的接入、传输和消纳十分灵活,定位于构建坚强的各级输电网络和经济距离下的大容量、远距离输电,广泛应用于电源的送出,为直流输电提供重要支撑。

    特高压直流、交流输电只能相互补充,不能互相取代,“强交强直”的混搭模式将是未来特高压建设的发展方向。