我国特高压建设情况
特高压输电工程简介
特高压输电工程简介 ABSTRACT: Transporting electrical power with ultra-high voltage has been very popular these days, but most people in the society do not know much about it. In this essay, we will have a short cover about ultra-high voltage technology and focus on the necessity and importance of ultra-high voltage for China to develop this technology, some difficulties in this process, and finally some sample projects in destruction. KEY WORDS：ultra-high voltage, electrical power 摘要：特高压输电，作为近年来国家重点发展的示范项目，已经引起了越来越多的关注和讨论，社会中的绝大部分群体对这一新兴概念并不十分了解，本文对我国特高压输电工程进行一个简单的介绍和讨论，重点介绍我国现阶段特高压输电的必要性和重要性、期间面临的一些反对意见和应对措施、我国现阶段对特高压工程的研究进展情况，以及目前已建成的或在建的特高压示范工程规划。 关键词：特高压，电力系统 目前我国常用的电压等级有：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。交流220kV及以下的称为高压（HV），330kV到750kV为超高压（EHV），交流1000kV及以上为特高压（UHV），通常把1000KV到1150kV这一级电压称为百万伏级特高压。对于直流输电，±600kV及以下的为高压直流（HVDC），±600kV以上为特高压直流（UHVDC）。 对于我国发展特高压输电的必要性和重要性，主要有以下几个方面： （1）电力快速发展的需要 改革开放30 年以来，我国用电总量快速增长。1978 年，全社会用电量为2498 亿千瓦时，到2007 年达到32565 亿千瓦时，是1978 年的13 倍，年均增长9.45%。改革开放之初，我国逐步扭转了单纯发展重化工业的思路，轻工业得以快速发展，用电增速呈现先降后升的态势，“六五”、“七五”期间年均增长分别达到6.52%、8.62%，其间，在经济体制改革的带动下，我国用电增速曾连续6 年（1982～1987 年）逐年上升，是改革开放以来最长的增速上升周期。1990 年以来，在小平南巡讲话带动下，我国经济掀起了新的一轮发展高潮。“八五”期间，全社会用电增长明显加快，年均增长10.05%。“九五”期间，受经济结构调整和亚洲金融危机影响，用电增速明显放缓，年均增长6.44%，尤其是1998 年，增速仅为2.8%，为改革开放以来的最低水平。进入“十五”以来，受积极的财政货币政策和扩大内需政策拉动，我国经济驶入快速增长轨道，经济结构出现重型化，用电需求持续高速增长，年均增长12.96%，尤其是2003 年、2004 年达到了改革开放以来用电增长高峰，增速分别为15.3%和15.46%。“十一五”前两年，我国用电继续保持快速增长势头，增速均高于14%。 由此可以看出，随着工业化和城镇化的不断推动和发展，我国用电量逐年增加，在工业化和全面建设小康社会的带动下，预计我国到2020 年全社会用电量将达到6.5～7.5 万亿千瓦时，年均增速将达到5.5%～6.6%；人均用电量达到4500～5200千瓦时，相当于日本上世纪80 年代的水平。所以，要求现有的电力系统增大发电容量，满足用电需求。 （2）我国资源和电力负荷分布不均衡 受经济增长，尤其是工业生产增长的强劲拉动，我国电力需求实现高速增长，但是，我国用电增长地区分布不均。总体来看我国东部沿海经济发达地区用电强劲增长，西部地区高耗能产业分布较多的省区用电增长幅度也较大，中部地区增长较慢，我国电力系统的负荷也呈现出结构性变化。但是，我国的资源分布却呈现出相反的情况，水能、煤炭等电力资源主要分布在中西部地区，远离东部的集中用电区域，这同
我国特高压规划及其发展步伐
我国特高压规划及其发展步伐 1、国家电网公司在"十二五"规划 国家电网公司在"十二五"规划中提出，今后我国将建设联接大型能源基地与主要负荷中心的"三纵三横一环网"特高压骨干网架和13项直流输电工程(其中特高压直流10项)，形成大规模"西电东送"、"北电南送"的能源配置格局。其中， 3个纵向输电通道为： 1)锡盟～北京东～天津南～济南～徐州～南京; 2)张北～北京西～石家庄～豫北～驻马店～武汉～南昌; 3)陕北(蒙西)～晋中～晋东南～南阳～荆门～长沙。 3个横向输电通道为： 1)蒙西～晋北～石家庄～济南～潍坊; 2)靖边～晋中～豫北～徐州～连云港; 3)雅安～乐山～重庆～长寿～万县～荆门～武汉～皖南～浙北～上海。 特高压双环网为：淮南～南京～泰州～苏州～上海～浙北～皖南～淮南长三角。 到2015年，基本建成以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网，形成"三华"(华北、华中、华东)、西北、东北三大同步电网，使国家电网的资源配置能力、经济运行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。 2、国家电网公司在"十三五"规划 根据"十三五"规划中提出，到2020年，国家电网将建成"五纵五横"特高压交流骨干网架和27条特高压直流输电工程，形成4.5亿kW的跨区跨省输送能力，建成以"三华"电网为核心，通过直流和东北、西北、南方电网互联，联接各大煤电基地、大水电基地、大核电基地、大可再生能源基地和主要负荷中心的统一坚强智能电网。 我国特高压的发展步伐 1、我国第一条特高压输电线路 晋东南-南阳-荆门是我国第一条特高压输电线路，也是世界上目前运行电压最高、技术水平最为先进的交流输变电工程。该线路全长654km，静态投资约57亿元，于2006年8月开工建设，2009年1月投入商业运行。经过一年多试运行后，2010年8月特高压交流输电试验示范工程获得国家验收通过。这标志着特高压交流输电工程从示范阶段进入大规模建设阶段。 该项目是我国自主研发、自主设计和自主建设的世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进的交流输电工程。工程于2007年4月26日核准，2010年7月8日投
浅谈高压直流输电对交流电网继电保护影响
浅谈高压直流输电对交流电网继电保护影响 摘要：目前在交流电网的继电保护工作中尚且存在许多不足之处，需要工作人 员引起注意并且加以解决，比如直流输电的交流母线通过多条线路和多落点接入 交流电网，对含有直流馈入的电网做仿真分析，在直流馈入点附近采用受影响小 的继电保护装置等等，这些都是可取的措施。 关键词：高压直流；输电；交流电网；继电保护；分析 1导言 近年来我国尤其是沿海经济发达地区用电需求增长很大,但是我国能源丰富地 区大都在西部,这种能源和负荷分布不平衡的局面促使我国实行“西电东送”工程,因此,大力开发西南水电,采用特高压直流将电能输送到沿海经济发达地区势在必行。 2直流偏磁成因 对于特高压直流输电来讲，较之于常规高压直流输电有所区别，而且运行方 式也非常的复杂，即便是一个双极特高压直流输电系统其运行方式也可能达到二 十多种。当电极不对称以大地作为回路运行过程中，直流电流就会以大地作为一 部分构成一个回路，如此强大的电流会在接地极址位置形成相对比较恒定的电流场，进而对接地极与周围交流系统产生巨大的影响。实践中可以看到，距离接地 极址越近，则直流电场就越大，反之亦然。 2高压直流输电线路继电保护的整体情况和存在问题 2.1高压直流输电线路继电保护的整体情况 从新中国成立以来，以换流技术为基础的交流电网继电保护技术就开始有了 进步，尤其是在高压直流输电上取得了更可喜的发展成果。在当前情况下，用作 长距离高能量电能传输的更多的是依靠半控型器件晶闸管的电流源换流器高压直 流输电（CSCHVDC）；而由全控型器件构成的电压源换流器高压直流输电（VSC-HVDC）则偏向于受端弱系统。与此相对应的，高压直流输电线路的电网构造从之前的两端系统拓展成多段的体系；电网的线路也发生了改变，从之前单纯的海底 电缆形式转变成架空线路和电缆共存的形式；此外，高压直流输电在运输的地域 宽度、功率大小、电压高低等方面都展现了更突出的优势。目前的直流输电电网 继电保护工作在开展时，主要依靠ABB和SIEMENS公司，分为几种不同的保护方式。 2.2高压直流输电线路继电保护的现存问题 从保护效果的形成机制看，目前的直流输电继电保护工作成效不高，主要是 因为设计理念不先进、方案可实施性不强，主保护工作不力是因为系统的灵敏性弱、故障处理不到位、整体规划不强、采样率要求太高和对干扰的抵抗程度低等等。而后备保护工作不到位，则是因为保护的时效性不强、低电压保护缺少根据 等等原因。就交流电网的保护配置方面看，直流输电的保护类型太过单调，不够 可靠，一旦发生故障不能及时处理。 3交流电网的现状 自从第一个交流发电站成立以来，交流电网凭借以下的优势迅速的发展并被 广泛的使用。一是利用建立在电磁感应原理基础上的交流发电机可以很经济方便 地把机械能（水流能、风能）、化学能等其他形式的能转化为电能；交流电源和 交流变电站与同功率的直流电源和直流换流站相比，造价大为低廉。二是交流电 可以方便地通过变压器升压和降压，这给配送电能带来极大的方便。随着技术的 不断深入，交流电网出现了一些问题，主要有以下几方面：一是交流输电不能做
我国特高压直流输电技术的现状及发展
我国特高压直流输电技术的现状及发展 （华北电力大学，北京市） 【摘要】直流输电是目前世界上电力大国解决高电压、大容量、远距离送电和电网互联的一个重要手段。本文主要介绍了特高压直流输电技术的特点，特高压直流输电技术所要解决的问题,特高压直流输电技术的在我国发展的必要性以及发展前景。 【关键词】特高压直流输电，特点，问题，必要性，发展前景 0．引言 特高压电网是指由特高压骨干网架、超高压、高压输电网、配电网及高压直流输电系统共同构成的分层、分区，结构清晰的大电网。其中，国家电网特高压骨干网架是指由1000kV级交流输电网和±600kV级以上直流输电系统构成的电网。 特高压直流输电技术起源于20 世纪60 年代，瑞典Chalmers 大学1966 年开始研究±750kV 导线。1966 年后前苏联、巴西等国家也先后开展了特高压直流输电研究工作，20 世纪80 年代曾一度形成了特高压输电技术的研究热潮。国际电气与电子工程师协会（IEEE）和国际大电网会议（Cigre）均在80 年代末得出结论：根据已有技术和运行经验，±800kV 是合适的直流输电电压等级，2002 年Cigre又重申了这一观点。随着国民经济的增长，中国用电需求不断增加，中国的自然条件以及能源和负荷中心的分布特点使得超远距离、超大容量的电力传输成为必然，为减少输电线路的损耗和节约宝贵的土地资源，需要一种经济高效的输电方式。特高压直流输电技术恰好迎合了这一要求。 1．特高压直流输电的技术特点 1.1特高压直流输电系统 特高压直流输电的系统组成形式与超高压直流输电相同，但单桥个数、输送容量、电气一次设备的容量及绝缘水平等相差很大。换流站主接线的典型方式为每极2组12脉动换流单元串联，也可用每极2组12脉动换流单元并联。特高压直流输电采用对称双极结构，即每12脉动换流器的额定电压均为400kV，这样的接线方式使运行灵活性可靠性大为提高。特高压直流输电的运行方式有：双极运行方式、双极混合电压运行方式、单击运行方式和单极半压运行方式等。换流阀采用二重阀，空气绝缘，水冷却；控制角为整流器触发角15°；逆变器熄弧角17°。换流变压器形式为单相双绕组，油浸式；短路阻抗16%-18%；有载调压开关共29档，每档1.25%。换流站平面布置为高、低压阀厅及其换流变压器采用面对面布置方式，高压阀厅布置在两侧，低压阀厅布置在中间。 1.2 特高压直流输电技术的主要特点 （1）特高压直流输电系统中间不落点，可点对点、大功率、远距离直接将电力送往负荷中心。在送受关系明确的情况下，采用特高压直流输电，实现交直流并联输电或非同步联网，电网结构比较松散、清晰。 （2）特高压直流输电可以减少或避免大量过网潮流，按照送受两端运行方式变化而改变潮流。特高压直流输电系统的潮流方向和大小均能方便地进行控制。 （3）特高压直流输电的电压高、输送容量大、线路走廊窄，适合大功率、远距离输电。 （4）在交直流并联输电的情况下，利用直流有功功率调制，可以有效抑制与其并列的交流线路的功率振荡，包括区域性低频振荡，明显提高交流的暂态、动态稳定性能。 （5）大功率直流输电，当发生直流系统闭锁时，两端交流系统将承受大的功率冲击。 1.3 与超高压直流输电比较 和±600千伏级及600千伏以下超高压
高压直流输电与特高压交流输电的优缺点比较
高压直流输电与特高压交流输电的优缺点比较 从经济方面考虑，直流输电有如下优点： (1) 线路造价低。对于架空输电线，交流用三根导线，而直流一般用两根采用大地或海水作回路时只要一根，能节省大量的线路建设费用。对于电缆，由于绝缘介质的直流强度远高于交流强度，如通常的油浸纸电缆，直流的允许工作电压约为交流的3倍，直流电缆的投资少得多。 (2) 年电能损失小。直流架空输电线只用两根，导线电阻损耗比交流输电小；没有感抗和容抗的无功损耗；没有集肤效应，导线的截面利用充分。另外，直流架空线路的“空间电荷效应”使其电晕损耗和无线电干扰都比交流线路小。 所以，直流架空输电线路在线路建设初投资和年运行费用上均较交流经济。 直流输电在技术方面有如下优点： (1) 不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联，而交流电力系统中所有的同步发电机都保持同步运行。直流输电的输送容量和距离不受同步运行稳定性的限制，还可连接两个不同频率的系统，实现非同期联网，提高系统的稳定性。 (2) 限制短路电流。如用交流输电线连接两个交流系统，短路容量增大，甚至需要更换断路器或增设限流装置。然而用直流输电线路连接两个交流系统，直流系统的“定电流控制”将快速把短路电流限制在额定功率附近，短路容量不因互联而增大。 (3) 调节快速，运行可靠。直流输电通过可控硅换流器能快速调整有功功率，实现“潮流翻转”(功率流动方向的改变)，在正常时能保证稳定输出，在事故情况下，可实现健全系统对故障系统的紧急支援，也能实现振荡阻尼和次同步振荡的抑制。在交直流线路并列运行时，如果交流线路发生短路，可短暂增大直流输送功率以减少发电机转子加速，提高系统的可靠性。 (4) 没有电容充电电流。直流线路稳态时无电容电流，沿线电压分布平稳，无空、轻载时交流长线受端及中部发生电压异常升高的现象，也不需要并联电抗补偿。 (5) 节省线路走廊。按同电压500 kV考虑，一条直流输电线路的走廊～40 m，一条交流线路走廊～50 m，而前者输送容量约为后者2倍，即直流传输效率约为交流2倍。 下列因素限制了直流输电的应用范围： (1) 换流装置较昂贵。这是限制直流输电应用的最主要原因。在输送相同容量时，直流线路单位长度的造价比交流低；而直流输电两端换流设备造价比交流变电站贵很多。这就引起了所谓的“等价距离”问题。 (2) 消耗无功功率多。一般每端换流站消耗无功功率约为输送功率的40%～60%，需要无功补偿。 (3) 产生谐波影响。换流器在交流和直流侧都产生谐波电压和谐波电流，使电容器和发电机过热、换流器的控制不稳定，对通信系统产生干扰。 (4) 缺乏直流开关。直流无波形过零点，灭弧比较困难。目前把换流器的控制脉冲信号闭锁，能起到部分开关功能的作用，但在多端供电式，就不能单独切断事故线路，而要切断整个线路。 (5) 不能用变压器来改变电压等级。 直流输电主要用于长距离大容量输电、交流系统之间异步互联和海底电缆送电等。与直流输电比较，现有的交流500 kV输电(经济输送容量为1 000 kW、输送距离为300～500 km)已不能满足需要，只有提高电压等级，采用特高压输电方式，才能获得较高的经济效益。
特高压电网建设的过去、现在与未来
特高压电网建设的过去、现在与未来 2013国际智能电网论坛于9月24~25日在德国柏林举行，来自40个国家的500余名代表云集于此。论坛上，中国特高压输电标准被定为国际标准。 中国自2009年提出建设以特高压电网以来，已建成2条世界上最高电压等级的1000kV交流输电线路和4条800kV直流输电线路。几年来，中国特高压项目经受住了各种运行方式的考验，安全、环境、经济等各项指标达到和超过了设计的标准和要求。 截止到目前，我国已经在大电网控制保护、智能电网、清洁能源接入电网等领域取得一批世界级创新成果，已经建立了系统的特高压与智能电网技术标准体系，编制相关国际标准19项，中国的特高压输电技术在世界上处于领先水平。 特高压发展现状 就我国目前绝大多数电网来说，高压电网指的是110kV和220kV的电网；超高压电网指的是330kV、500kV和750kV的电网。特高压电网指的是以1000kV输电网为骨干网架，超高压输电网和高压输电网，以及特高压直流输电和配电网构成的分层、分区、结构清晰的现代化大电网。 据了解，特高压输电技术包括特高压交流输电和特高压直流输电两大类。其中，特高压交流输电是指电压等级1000kV及以上的交流输电，特高压直流输电是指电压等级±800kV及以上的直流输电。 2010年初国家电网电力工业“十二五”规划研究报告中公布了特高压建设“十二五”规划。根据国家电网的计划，到2015年将建成华北、华东、华中特高压电网，形成“两纵两横”的格局。同时，在直流特高压方面，为配合西南水电、西北和华北煤电以及风电基地的开发，在“十二五”期间将建设7回特高压直流输电工程，建成青藏直流联网工程，满足西藏供电，实现西藏电网与西北主网联网。到2017年，国网规划建成“三纵三横”特高压目标网架。到2020年，“三华”特高压同步电网形成“五纵五横”主网架。 2013年1月18日，“特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用”荣获国家2013年科学技术进步奖特等奖。这是我国电工领域在国家科技奖上收获的最高荣誉，中国特高压输电工程的成功建设，树立了世界电网发展新的里程碑，开启了以特高压为最高电压等级电网建设的新纪元，在电网科技领域实现了“中国引领”和“中国创造”，展示了中国在世界电力工业的一流形象。 我国的特高压输电工程实践已取得了丰硕的成果：在试验、研发基地方面，已建成特高压交流、特高压直流、高海拔、工程力学四个试验基地以及大电网仿真、直流成套设计两个研发中心。在示范工程方面，国内已有数个1000kV交流输电工程与±800kV直流输电工程投运。在技术标准制定方面，中国已建立特高压与智能电网技术标准体系，制定了200余项国家标准和行业标准，同时编制20余项国际标准。在相关工程技术创新方面，我国已攻克了多个特高压交、直流输电的关键技术，成功地自主研制了特高压交、直流设备，同时掌握了特高压工程设计、施工、试验和运行维护全套技术 特高压建设成果 十几年来，我国在特高压输电领域的实践中不断取得成功，一次又一次地震惊了国际同行。作为全球为数不多的实现特高压电网商业化运营的国家，截止到目前，中国已经建立了众多的特高压电网项目。 2006年8月9日，国家发改委印发了《关于晋东南至荆门特高压交流试验示范工程项目核准的批复》，正式核准了晋东南经南阳至荆门特高压交流试验示范工程。
特高压直流输电的现状与展望
特高压直流输电的现状与展望 摘要：特高压直流输电大多用于长距离输电，例如海底电缆、大型发电站输电等，在我国，其是指通过1000kV级交流电网和±600kV级以上直流电网要求构成 的电网系统。放眼现在，直流输电在电力传输中的地位与日俱增，尤其在结合计 算机等技术后，特高压直流输电系统的整体调控更加可靠。本文将通过分析我国 特高压直流输电的现状，以及探究今后发展的展望，讨论特高压直流输电如何在 个别恶劣环境中进行应用的问题。 关键词：特高压；直流输电；现状；展望 1 特高压直流输电的现状 1.1 发展速度快 从上世纪六十年代开始，由于部分发达国家需要向部分地区进行远距离、大 容量输电的需求，开始了对特高压直流输电的研究。从开始阶段的不到一千公里，五十万千伏直流输电电压，输电功率六百万千瓦，到如今的上千公里，八十万千 伏直流输电电压，其中的发展速度无疑是飞快的。除此之外，由于现代科技更为 发达，再加上可以通过计算机进行实时地检测，特高压直流输电系统在调节方面 的优化，可谓是跨越了一大步。此外，相较于以往的电线，光纤的使用也使得特 高压直流输电在传输过程中的安全性得以提高，大大提高了其输电效率。并且， 特高压直流输电的应用范围也大大扩增，不再局限于几个发达国家。 1.2 效率更高 在远距离大容量输电方面，相较于交流输电，或者是超高压输电方式，特高 压直流输电通常会是更好的选择，其在经济投资、能源损耗以及工程规模方面都 要优于交流输电和超高压输电。例如，在特高压和超高压两种方式之间，面对相 同的输电工程，姑且定为10GW的输送功率，2千米的输送距离，超高压输电需 要240亿元的投资，在输电过程中有将近1.15GW的损耗，其工程规模为135米，而特高压输电只需要200亿元的投资，在输电过程中只有1GW的损耗，工程规 模也只有120米；而相等电压等级情况下的交流输电方式，需要315亿元的投资，在输电过程中更是有1.7GW的线损，工程规模也远远大于前面两种方案。所以， 在远距离大容量电力输送过程中，特高压直流输电的输电效率更好。 1.3 我国特高压直流输电现状 我国从上世纪八十年代才开始尝试建设超高压直流输电工程，即葛洲坝直流 输电工程，虽然开始较晚，但发展十分迅速。经过这些年的技术积累，我国现已 具备建设特高压直流输电工程的技术，并于2010年，完全通过我国自主研发， 成功建造了在当时而言，技术领先全球、输电能力最大的±800kV的向家坝特高压 直流输电工程。在今后3~5年中，我国还将在其他地区建设特高压直流输电工程，预计将会达到二十个左右。 2 特高压直流输电的特点 2.1 技术性能更加稳定 直流输电技术基本不存在系统稳定的问题，可以实现电网的非同期互联。简 单来说，就是指直流输电在连接连两个交流系统时，可以在非同步时期运行，在 效果方面，通过交变直，直变交，将两个直流系统隔离，使得两边能够独立运行。除此之外，在运行期间，如果线路发生短路，直流输电能够及时地进行调节，恢 复时间也很短，例如直流输电单极故障的恢复时间一般不超过0.4秒，除此之外，还可以抑制振荡阻尼和次同步振荡的影响。
国内外特高压输电技术发展情况综述
国内外特高压输电技术发展情况综述 （一） 调研题目：关于特高压输电技术国内外发展情况的调研报告 调研目的：通过认真分析和研判从检索、查询、索取等多渠道获得大量的技术文献，掌握了特高压输电技术国内外的发展情况，据此完成本调研 报告，为我省未来特高压的规划发展提出相关建议。 编写人员：何旭东、王瑗、刘斌蓉 调研时间：2005.4. ~2005.9 调研地点：成都 1.背景 自从电能作为人们生活中廉价而又清洁的能源以来，随着电网的不断发展壮大，输电电压经历高压、超高压两个发展阶段，目前又跨入了特高压输电的新的历史时期。这种发展标志着我国综合实力的不断提高，电力行业技术水平的提高。近来，由于石油价格的暴涨，1993年11月在宜昌召开的中国电机工程学会电力系统与电网技术综合学术年会上发表《关于着手开展特高压输电前期科研的建议》以来，各方面的人士对特高压输电技术给予了高度的关注。 那么何谓特高压输电呢？特高压输电系指比交流500kV输电能量更大、输电距离更远的新的输电方式。它包括两个不同的内涵：一是交流特高压（UHC），二是高压直流（HVDC）。具有输电成本经济、电网结构简化、短路电流小、输电走廊占用少以及可以提高供电质量等优点。根据国际电工委员会的定义：交流特高压是指1000kV以上的电压等级。在我国，常规性是指1000kV以上的交流，800kV以上的直流。 我们国家是在何种情形下进行特高压研究的呢？不妨从如下几个方面来看： 从能源利用上来说，看国际上常以能源人均占有量、能源构成、能源使用效率和对环境的影响，来衡量一个国家的现代化程度。目前我国人均年消耗的能源水平很低，如果在21世纪中叶赶上国际中等发达水平，能源工业将要有大的发展。据最近召开的世界能源第十七次会议预测，世界能源工业还要进一步发展，到2030年，世界的能源产量将翻一番；到21世纪末再翻一番，其中主要集中在中国、印度、印尼等发展中国家。我国电力将在未来15～20年内保持快速增长，根据我国电力发展规划，到2003年、2010年、2020
我国的特高压电网情况简介
我国的特高压电网情况简介 2014-11-17王淑娟 前言 光伏电站选址时有个说法较“摸着电线走”，电网是制约光伏发电最重要的因素之一。在光伏等可再生能源遇到送出、消纳瓶颈时，国家一方面大力发展分布式，让光伏项目直接建在需求侧；另一方面，修建特高压线路，集中解决大型可再生能源基地的送出问题。本文为大家收集了我国特高压建设的一些情况，希望对大家的工作有所帮助。 一、什么是“特高压” 输电电压一般分高压、超高压和特高压。国际上， 高压(HV)通常指35~220kV的电压； 超高压(EHV)通常指330kV及以上、1000kV以下的电压； 特高压(UHV)指1000kV及以上的电压。 高压直流(HVDC)通常指的是1600kV及以下的直流输电电压，±800kV以上的电压称为特高压直流输电(UHVDC)。 我国目前绝大多数电网来说， 低压电网指的是1kV及以下的电网； 中压电网指的是35kV的电网； 高压电网指的是66kV、110kV和220kV电网； 超高压电网指的是330kV，500kV和750kV电网。
特高压输电指的是正在开发的1000 kV交流电压和±800kV直流电压输电工程和技术。 特高压电网指的是以1000kV输电网为骨干网架，超高压输电网和高压输电网以及特高压直流输电高压直流输电和配电网构成 的分层、分区、结构清晰的现代化大电网。 二、特高压的优点 特高压最大优点就是可以长距离、大容量、低损耗输送电力。据测算，1000kV交流特高压输电线路的输电能力超过500万kW，接近500kV超高压交流输电线路的5倍。±800kV直流特高压的输电能力达到700万kV，是±500kV超高压直流线路输电能力的2.4倍。 除此之外，特高压线路还具有：线路造价低；输电损耗小；输送容量大；限制短路电流；线路故障时的自防护能力强；节省线路走廊；实现非同步电网互联；功率调节控制灵活；特别适合电缆输电等优点。 三、我国特高压的规划 1、国家电网公司在“十二五”规划
高压直流输电优缺点
浅谈特高压直流输电 将电能从大型火力、水力等发电厂输送到远方负荷中心地区时会遇到远距离输电问题。要实现远距离的大功率传输，需采用超高压或特高压输电技术。在特高压输电技术中有交流和直流两种方案，可根据技术经济条件和自身特点加以选择。特高压交流输电是目前国内外最基本的远距离输电方式，而特高压直流输电不存在同步稳定性问题，是大区域电网互联的理想方式。下面我将结合自己所学知识与查阅的资料对特高压直流输电进行概括的阐述。 直流输电是指将送端系统的正弦交流电在送端换流站升压整流后通过直流线路传输到受端换流站，受端换流站将直流逆变成正弦的工频交流电后降压和受端系统相连。而对于换流站，它的核心元件是换流器，，由1 个或数个换流单元串联而成，电路均采用三相换流桥，材料多采用可控硅阀。它的基本工作原理是，控制调节装置通过控制桥阀的触发时刻，可改变触发相位，进而调节直流电压瞬时值、电阻上的直流电流、直流输送功率。同时，相同的触发脉冲控制每个桥阀的所有可控硅元件。当三相电源为对称正弦波的情况下，线电压由负到正的过零点时，脉冲触发桥阀，同时阀两端电压变正，阀立即开通。6 个脉冲发生器分别完成对单桥换流器的6 个桥阀的触发，恰好交流正弦波电源经过1 个周期，线电压又达到下一个过零点进行第二个触发周期。一般，工程上为了获得脉波更小的直流输电电压，通常采用12脉的双桥换流器。 与交流输电相比，直流输电技术具有以下特点：输电功率大小、方向可以快速控制调节；直流输电系统的接入不会增加原有系统的短路容量；利用直流调制可以提高系统的稳定水平；直流的一个极发生故障，另一个极可以继续运行，且可以利用其过负荷能力减少单极故障下的树洞功率损失；另外直流架空线路走廊宽度约为相同电压等级交流输线路走廊宽度的一半。而对于特高压直流输电，它不但具有常规直流输电的特点，而且还能够很好的解决我国一些现存的问题： 1、我国一次能源分布很不均衡, 水利资源2/ 3分布在西南地区, 煤矿资源2/ 3 分布在陕西、山西及内蒙古西部。而电力需求又相对集中在经济发展较好较快的东部、中部和南部区域。能源产地和需求地区之间的距离为1 000~ 2 500 km。因此我国要大力发展西电东送, 实现南北互供, 全国联网。特高压直流输电在远距离输电方面较为经济, 而且控制保护灵活快速, 是实现南北互供的较好途径。 2、我国东部、中部、南部地区是我国经济发达地区, 用电需求大, 用电负荷有着较高的增长率。特高压直流输电能够实现大容量输电, 规划的特高压直流输电工程的送电容量高
中国特高压交流输电线路的现状及发展(自撰)
中国特高压交流输电线路的现状及发展 我国电力的建设当中。特高压输电能同时满足电能大容量、远距离、高效率、低损耗、低成本输送的基本要求，而且能有效解决目前500kV 超高压电网存在的输电能力低、安全稳定性差、经济效益欠佳等方面的问题，所以，建设特高压电网已经成为我国电力发展的必然趋势。 电力系统。电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网，电网是电 电网是电能传输的载体，在发电厂发出电能后，如何将电能高效地传送给用户，就成为电网的主要功能。在对电力系统以及电网的基本概念及要求全面的了解的基础上，通过查阅资料了解我国特高压输电线路的发展现状以及我国引入特高压的必要性。特高压的英文缩写为UHV。在我国，特高压是指交流1000千伏及以上和直流正负600千伏以上的电压等级。特高压能大大提升我国电网的输送能力。 不同电压等级的输电能力 理论上，输电线路的输电能力与输电电压的平方成正比，与输电线路的阻抗成反比。输电线路的输送能力可以近似估计认为，电压升高1倍，功率输送能力将提高4倍。考虑到不同电压等级输电线路的
阻抗变化，电压升高了1倍，功率输送能力将大于4倍。表1—1给 出了以220kV输电线路自然功率输电能力为基准，不同电压等级，从高压、超高压到特高压但回输电线路自然功率输电能力的比较值。 注：以220kV线路输送自然功率132MW为基准同样，输电线路的输送功率与线路阻抗成反比，而输电线路的阻抗随线路距离的增加而增加，即输电线路越长，输电能力越小。要大幅提高线路的输电能力，特别是远距离输电电路的功率输送能力，就必须提高电网的电压等级。电网的发展表明，各国在选择更高一级电压时，通常使相邻两个输电电压之比等于2。特大容量发电厂的建设和大型、特大型发电机组的采用，可以产生更大规模的效益。他们可以通过输电网实现区域电网互联，可在更大范围内实现电力资源优化配置，进行电力的经济调度。 1 、特高压电网的发展目标 发展特高压输电有三个主要目标：(1)大容量、远距离从发电中心(送端)向负荷中心(受端)输送电能。(2)超高压电网之间的强互联，形成坚强的互联电网，目的是更有效地利用整个电网内各种可以利用的发电资源，提高互联的各个电网的可靠性和稳定性。(3)在已有的、强大的超高压电网之上覆盖一个特高压输电网目的是把送端和受端之间大容量输电的主要任务从原来超高压输电转到特高压输电上来，
特高压直流输电技术现状及在我国的应用前景
特高压直流输电技术现状及在我国的应用前景 发表时间：2018-11-17T14:55:25.480Z 来源：《基层建设》2018年第28期作者：朱振伟李天轩 [导读] 摘要：通过总结特高压直流输电的特点和国外特高压直流输电的研究结论，在分析我国西部水电和煤炭资源集中分布以及东部沿海工业发达地区对电能需求日益增加等情况的基础上，指出在开发我国西部水电和“三西”（山西、陕西、内蒙古西部）煤电资源时采用特高压直流输电技术实现远距离大容量输电的应用前景。 国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司江苏宿迁 223800 摘要：通过总结特高压直流输电的特点和国外特高压直流输电的研究结论，在分析我国西部水电和煤炭资源集中分布以及东部沿海工业发达地区对电能需求日益增加等情况的基础上，指出在开发我国西部水电和“三西”（山西、陕西、内蒙古西部）煤电资源时采用特高压直流输电技术实现远距离大容量输电的应用前景。 关键词：特高压；直流输电；技术现状；应用前景 1 引言 特高压直流输电技术起源于20 世纪60年代，瑞典Chalmers大学1966年开始研究±750kV导线。1966年后前苏联、巴西等国家也先后开展了特高压直流输电研究工作，20世纪80年代曾一度形成了特高压输电技术的研究热潮。国际电气与电子工程师协会（IEEE）和国际大电网会议（Cigre）均在80 年代末得出结论：根据已有技术和运行经验，±800kV是合适的直流输电电压等级，2002 年 Cigre又重申了这一观点。随着国民经济的增长，中国用电需求不断增加，中国的自然条件以及能源和负荷中心的分布特点使得超远距离、超大容量的电力传输成为必然，为减少输电线路的损耗和节约宝贵的土地资源，需要一种经济高效的输电方式。特高压直流输电技术恰好迎合了这一要求。 2 特高压直流输电现状 20 世纪 80 年代前苏联曾动工建设长距离直流输电工程，输送距离为2400km，电压等级为±750kV，输电容量为 6GW。该工程将哈萨克斯坦的埃基巴斯图兹的煤炭资源转换成电力送往前苏联欧洲中部的塔姆包夫斯克，设计为双极大地回线方式，每极由两个 12 脉动桥并联组成，各由 3×320Mvar Y/Y 和 3×320Mvar Y/Δ单相双绕组换流变压器供电；但由于 80 年代末到90年代前苏联政局动荡，加上其晶闸管技术不够成熟，该工程最终没有投入运行。由巴西和巴拉圭两国共同开发的伊泰普工程采用了±600kV 直流和 765kV 交流的超高压输电技术，第一期工程已于 1984 年完成，1990 年竣工，运行正常。 3 特高压直流输电技术的特点及适用范围 特高压直流输电无需复杂的系统设计，基本可以采用±500kV 和±600kV 直流输电系统类似的设计方法，需要考虑的关键问题是外部绝缘和套管的设计等问题。特高压直流输电的输送容量大，输电距离长，输电能力主要受导线最高允许温度的限制。交流线路的无功补偿对远距离大容量输电系统至关重要；而直流输电线路本身不需要无功补偿，在换流站利用站内的交流滤波器和并联电容器即可向换流器提供所需的无功功率。一般来讲，对于远距离大容量输电直流方案优于交流方案，特高压方案优于超高压方案。表 1 为输送功率为 10GW 输送距离为 2000km 时交、直流以及不同电压等级直流的投资及线路走廊占用情况比较。 表1 10GW 电力输送 2000km 的交、直流输电方案 由表 1 可见，特高压直流输电适用于远距离大容量的电力输送。 4 我国能源和负荷的分布特点 水能资源和煤炭作为我国发电能源供应的两大支柱，今后的开发多集中在西南、西北和晋陕蒙地区，并逐渐向西部和北部地区转移，而东部沿海地区和中南地区的国民经济的持续快速发展导致能源产地与能源消费地区之间的距离越来越大，使得我国能源配置的距离、特点和方式都发生了巨大变化，并决定了能源和电力跨区域大规模流动的必然性。 （1）水电东送规模 三峡水电站（包括地下电站）的总装机容量为22.4GW，“十二五”初期将全部建成投产。综合分析一次能源平衡、输电距离及资源使用效率等因素，可知金沙江下游水电站主送华中、华东电网是合理的。 （2）煤电基地的电力外送规模 各煤电基地的电力外送规模有望得到较大发展。现已建成和规划采用 500kV 交流和±500kV 直流跨区送电的坑口电站的电力外送规模总计15GW。2020 年煤电外送将新增 84GW，主要送往华中东部四省、华东地区和华北京津冀鲁四省市以及广东地区。 （3）东部电力市场空间 华中东部四省。按低负荷水平预测，2020 年需电量将为 600TWh，负荷将为 110GW，装机容量缺额将为 138GW。扣除本地水电和必要的气电以外，2020 年之前尚有 47GW 的市场空间，其中2010~2020 年约为 32GW。华北的京津冀鲁。按低负荷水平预测，2020年需电量将为 840TWh，负荷将为 140GW，装机容量缺额将为 168GW。扣除本地核电、蓄能电站以外，2020 年之前尚有 90GW 的市场空间，其中2010~2020 年约为 45GW。初步测算，到 2020 年水电跨区送电规模总计约 70GW，煤电外送约 84GW，而东部受电地区的市场空间约为 127GW；而能源与负荷的距离大多数超过了 1000km，采用特高压直流输电技术比较合适。 5 特高压直流输电的初步发展规划 2020 年前后西部水电的大部分电力通过直流特高压通道向华中和华东地区输送，其中金沙江一期溪洛渡和向家坝水电站、二期乌东德和白鹤滩水电站向华东、华中地区送电，锦屏水电站向华东地区送电，宁夏和关中煤电基地向华东地区送电、呼伦贝尔盟的煤电基地向京津地区送电大约需要 9 条输电容量为 6GW 的±800kV 级特高压直流输电线路。根据 10 年发展规划，特高压直流输电工程的建设进度如
特高压输电工程发展状况
特高压输电工程发展状况 特高压输电分为：特高压交流输电和特高压直流输电，这两种输电方式各有各的优缺点。 特高压输电技术具有以下优越性： 1．1够提高电网的安全性、可靠性。 采用l 000kV电压长远距离输，可以降低电网的短路电流。比如若长运距离输送l 000万kw电力，可以减少相当于本地装机17台60万kW的机组。每台60万kW的机组对其附近区域500 kV电网的短路电流将增加1．8 kA。而采用特高压输电技术的分层、分区布局电网，则可以优化电网结构，从根本上解决短路电流超标，从而提高电网的安全性、可靠性。 1．2够更为经济地提高大容量、远距离送电能力。 研究表明：1条l 000 kV线路的输送客量相当于5条500 kV线路的输送容量，这样能够使包括变电站在内的电网建设成本降低10％～15％。我国的电站建设多集中于煤矿资源丰富的华北和水资源丰富的两南，用电负荷又集中在华东、华中。这种状况客观上要求西电东送。据预测，到2020年，我国的发电装机容量有可能达到ll 亿kW。依靠目前的500 kV电网无论是输送距离还是输送容量，都
无法承受，只能依靠技术进步，通过特高压输电技术及特高压输电电网建设，将大型水电、煤电基地的电能输送到所需目的地。 1．3够大量节约电网建设用地。 我国环境保护标准程定，邻近民居的地面电场强度不能大于4 kV ／m，500 kV的输电线路走廊宽度要为10～48 m，而l 000 kV线路走廊要为8l一97 m。通过理论计算得知，输送同样的功率(如500万kW)，采用l 000 kV特高压输电线路比采用500 kV高压输电线路节约60％的建设用地。所以说．特高压输电技术能够大量节约电网建设用地．是资源节约型建设丁程。 特高压输电技术主要的技术难关： 2 ．1 过电压与绝缘配合。 在特高压输电系统运行过程中，将承受操作冲击、故障冲击、雷电冲击等引起的过电压。由于目前我国尚无特高压过电压标准，因此，对过电压与绝缘配合进行研究，选择正确和经济的方式降低设备的过电压水平和绝缘水平，对系统安全运行是十分重要的。由于特高压输电工程的特殊性，导线的布置方式有多种选择，绝缘子串型和塔头间隙种类较超高压线路多，如同杆并架，导线水平排列、垂直排列，绝缘子I 串、v 串甚至Y 串等。我国特高压输电线路跨越高海拔地区的国情还决定必需对不同海拔条件下的空气间隙放电电压特性进行研究。因此，在常规研究项目基础上，研究不同条
(发展战略)国内外高压直流输电的发展与状态
1 我国高压直流输电系统的发展历程及现状 1.1 我国高压直流输电系统的发展历程 我国的高压直流输电工程总体上可以说是起步较晚, 但发展迅速。1980 年国家确定全部依靠自己力量建设中国第一项直流输电工程———舟山直流输电工程。它具有向自主建设大型直流输电工程过渡的工业性试验性质,于1984 年开始施工, 1987 年投入试运行, 1989 年正式投运。工程最终规模为±1 100 kV, 500 A, 100 MW, 线路全长54 km。嗓泅直流输电工程( 上海―嗓泅岛) 是我国自行设计、制造、建设的双极海底电缆直流工程, 于1996 年完成研究工作, 2002 年全部建成。工程为双极±500 kV,600 A, 60 MW, 可双向供电, 线路长度66.2 km, 其中海底电缆59.7 km。葛南( 葛洲坝―上海南桥) 高压直流输电系统, 是我国引进的第一个高压直流输电工程, 1989 年单极投运, 1990 年双极投运。进入21 世纪, 我国的高压直流输电发展迅速, 相继建成投产了天广( 天生桥―广州) 、三常( 三峡―常州) 、三广( 三峡―广东) 和贵广( 贵州―广东) 等多项高压直流输电项目。作为引进技术的验证, 自主研发设计制造的华中―西北联网灵宝背背直流工程, 2005 年7 月投入运行。 1.2 我国高压直流输电系统的现状 至2004 年末, 我国高压直流输电工程累计输送容量达12 470 MW, 输电线路长度累计达4 840 km, 已经超过美国位列世界第一。截至2007 年年底, 我国已建成并正式投入运行葛( 洲坝) 沪( 上海) 、三( 峡) 常( 州) 、三( 峡) 广( 东) 、三( 峡) 沪( 上海) 、天( 天生桥) 广( 东) 、贵( 州) 广( 东) Ⅰ回、Ⅱ回等7 个超高压直流输电工程和灵宝背靠背直流工程, 直流输电线路总长度达 7 085 km, 输送容量达18 560 MW, 线路总长度和输送容量均居世界第一。与此
我国特高压发展所面临的问题
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