4 全国联网格局
4.1 全国电网互联的联网模式
从地理位置来看,三峡电力系统位于我国中部长江经济开发带之内。长江流域是我国黄河、长江、红水河三大水系的中间纽带;三峡电网又将是我国西南水电东送和“三西”火电南送的交汇点,因而三峡电力系统对全国电网互联格局和联网模式有举足轻重的影响[3]。
关于全国电网互联格局基本上可归纳成两种可供选择的模式。
(1)联网模式1 以大区电网为基础各自形成相对独立性较强的区域性电网,各大区电网之间基本上采用直流互联,区网之间的联络线主要起输电(或交换电力)的作用。
(2)联网模式2 随着金沙江梯级电站的建成而形成较强的同步联网,进而形成以三峡电网为中心的全国电网互联的格局。这种模式基本上类似于前苏联和西欧电网的互联模式。显然,如果金沙江梯级电站向华中、华东输电采用特高压交流输电方案,将有利于按照特高压交流线路,形成全国电网互联的格局。东西方向和南北方向潮流输送能力都可达10~20GW,相当于国家级的高速公路网。
4.2 大区电网间的送电通道
从全国电力发展的战略考虑,2020年大区电网互联在广义上主要有两大通道:北电南送通道和西电东送通道。
(1)北电南送通道,主要是北方火电基地向华中、华东、四川等地区送电。
(2)西电东送通道主要是金沙江下游向家坝、溪落渡电站向华中和华东地区送电。
(3)其他大区联网工程还有:
. 华北准格尔(或者锡林浩特)等电厂向东北输电约6 GW。
. 西北—华北联网工程 主要考虑水火补偿。可负担华北电网部分调峰容量。
. 华中—华南联网工程 主要考虑三峡电站和龙滩等电站的跨流域补偿作用。
. 西北—华中联网工程 主要考虑黄河水系与长江水系的跨流域补偿作用。
4.3 电网互联的格局
(1)研究2000~2020年全国电网的发展规划和联网格局。初步研究结果,在北方能源基地建成之前,我国将形成北部、中部、南方三大联合电力系统,联网格局是东西方向多回输电线强联网、南北方向弱联网。只有在北方火电基地建成,并且有大容量电力南送时,才有可能出现特高压电压级使南北方向加强联系。
(2)三峡电网与西南水电基地联网的目的是将西南水电基地的电力输送到华中和华东电网。金沙江下游的溪落渡、向家坝电站向华中、华东可能采用的输电方案有两种:①特高压交流输电方案;②两端或多端直流输电方案。
(3)三峡电网与华北电网联网的主要目的是取得错峰效益和改善发电一次能源结构,实现水火电补偿和优化调度,并建立起北方火电基地向中部电网(华中、华东、四川)输电的通道。从全国电网互联的格局来看,中部电网与华北电网可能采用的联网方式有:①在华中与华北电网交界之处的直流背靠背联网方式;②华北火电基地向华中、华东地区采用专厂、专线的专供方案输送电力。
(4)三峡电网与南方电网联网的目的是取得长江水系和珠江水系的跨流域补偿调节效益,并且也可以取得错峰和互为备用等效益。考虑到随着西南水电基地的开发,云南、贵州和四川电网的联网将得到加强,将会形成南方联合系统。因此三峡电网(中部电网)与南方电网(南部电网)之间采用500 kV交流联网是适宜的。
(5)三峡电网与西北电网联网的目的是取得长江水系和黄河水系的跨流域补偿效益,以及中部地区和西北地区的错峰效益。从全国电网的互联格局出发,三峡电网与西北电网之间可考虑采用直流背靠背联网方式,至于西北大型火电站向四川和华中湖北地区送电,可采用专厂、专线的专供方式,HVDC和HVAC加串补都是可以考虑的方案。
(6)对联网工程的关键技术和促进联网发展的政策措施都应进行深入研究。
5 全国电网互联发展和特高压输电技术的科研工作
从我国电网发展趋势分析,需要采用更高一级的电压等级或采用新的输电技术。电网发展提出如下要求:①大电源远离负荷中心,需要远距离大容量输电,多路输电走廊有困难;②负荷密集和电源集中的地区,需要既限制短路电流水平又建设坚强的受端电网;③电网本身由小到大不断发展,需要出现更高一级的电压等级,构成与之相适应的主网架,保证安全优质供电等等。
关于我国电网电压等级发展取向基本上倾向于两种意见。一是认为将来我国500 kV电网以上不需要1150 kV特高压(或800 kV超高压),超远距离大容量输电一般只需采用±750 kV直流输电就能满足西南水电东送的需要。同时,也不排斥个别电源集中负荷密集的地区上800 kV(或1150 kV)电压等级。这样使大区电网之间基本上保持直流联网的格局。另外一种意见认为,将来我国500 kV电网以上还需要发展1150 kV特高压(或800 kV超高压)电网,以形成以三峡输电系统为中心的全国性联网的主网架,既解决超远距离大容量输电问题又实现大区电网之间联网。
从全国联网形势看,西电东送,北电南送,三峡电力系统都处于中间位置,如果采用特高压级的输电线,三峡电网是一个很好的交汇点,调节水火电,跨流域水电补偿。未来的特高压输电网和电网结构必须认真详细研究。
特高压输电技术的研究工作在我国已有了初步的理论准备[1],对国外已有的科研成果和工业性试验结果有所了解,但要达到确实掌握,必须有适合我国特点的试验基地和试验线段,积累经验,更重要的是要有工业性试验线路[2]。
作为快速引进和吸收国外的成果,更为快捷的途径是选择200~300 km的工业性试验线路与工程应用相结合,购进国外的全套技术设备,建成工业性试验线路,并与国外专家和制造厂家共同研究适合中国特点的特高压输电全套设备。
我国电网正处在迅速扩展和加快互联阶段,因此其研究课题主要有:
(1)发展布局及重大技术政策研究,包括全国电网的总体发展布局规划;三峡、澜沧江、金沙江的大型水电站及“三西”能源基地电力外送方案,大区电网之间的功率交换和联网效益预测;送电和联网的规模,输电电压(是否出高一级电压)和输电方式论证;长江三角洲、珠江三角洲和环勃海经济区大受端系统和一些大区电网的电压等级研究等。
全国电网的重大方案,不应该走一步看一步,而应统筹考虑进行研究。因此,应有全国性电网发展规划的研究,相应配备人力、物力和资金,以便滚动规划好全国电网,并逐步加以实施。
(2)从电网发展趋势看,更高一级电压等级必然会在我国出现。前苏联建成的1150 kV线路已超过2000km,按1150 kV投入运行近1000km,其余降压500 kV运行。日本也已建成1000 kV特高压线路370km,主要任务送大容量核电站的电力。我国应考虑在2010年和2020年建成特高压工业性试验线路,结合能源基地的开发,可考虑:①在若干大火电基地中,挑选一个火电厂用高一级电压线路送出,初期按一回线送2~3 GW,后期每回可送4~5 GW。②在西南水电能源基地中,挑选一个水电站采用高一级电压线路送出;③挑选经济发展快的负荷密集地区和火电厂较多的地区建成特高压的受端网架,如珠江三角洲、长江三角洲和长江经济开发带、环渤海湾经济区,再过渡到全国建成南北1500 km、东西1500 km范围的特高压输电网架,可以兼顾大容量输送,水火电补偿,跨流域水电补偿,东西错峰,南北季节性差等联网效益。
(3)联网工程的关键技术研究,包括网络结构方案和主要设备的参数选择,提高输电能力及稳定性的综合措施和应用电网新技术的研究,大电网的调度及控制技术研究等。
(4)促进联网发展的政策措施研究,如电网的建设和管理体制,全国联网的调度关系、互惠的互供电价和保证网间权益合理分配等。
(5)三峡电力系统与外部邻近电力系统的互联关系的研究。
在2020年以后,从全国联网的角度看,三峡电力系统将处于缺能源地区,为接收远方能源基地的电力,建立特高压交流主网架的坚强受端是必要的,也是必然的。由于三峡电站处于全国联网的中心位置,因此提早研究和决策三峡电站与全国互联发展问题是迫切的和重要的。
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