1000kV特高压交流输电技术

电力系统和输电规模的扩大，世界高新技术的发展，推动了特高压输电技术的研究。从本世纪60年代开始，前苏联、美国、日本和意大利等国，先后进行基础性研究、实用技术研究和设备研制，已取得了突破性的研究成果，制造出成套的特高压输电设备。前苏联已建成额定电压1150kV（最高运行电压l200kV）的交流输电线路1900多公里并有900公里已经按设计电压运行；日本已建成额定电压l0OOkV(最高运行电压llOOkV)的同杆双回输电线路426公里。百万伏级交流线路单回的输送容量超过5000MW，且具有明显的经济效益和可靠性，作为中、远距离输电的基干线路，将在电网的建设和发展中起重要的作用。
    特高压输电技术的复杂性以及它在电力系统中的作用，是现有电压等级无法相比的，因此无论是基础研究，还是实用技术研究，所投入的资金和人力比超高压要大得多，设备的研制也要困难得多。日本和前苏联的实践表明：特高压交流输电技术已基本成熟。交流特高压技术几乎没有难以克服的技术问题。从输变电设备制造技术上，前苏联已基本成熟，但技术水平相对落后；日本已经达到国际领先水平，并经历了长达5年的带电试验考核，目前变电设备处于分别载流和加压试验阶段，但输电线路一直降压运行。
    随着经济的全球化趋势和科学技术的迅速发展，我国的电力系统也将面临着巨大的挑战和机遇。在未来的15～20年内我国的电力工业将保持快速发展的步伐，预计全国电力装机容量在2010年和2020年将分别达到780GW和1000GW。由于我国能源和负荷分布的特点，能源集中在西部和北部地区，而负荷又集中在东部和南部沿海地区，需要利用特高压进行远距离、大容量输送电力。为加速实现西电东送、南北互供和全国联网，从战略发展的高度，将首先在我国西南水电和西北火电基地的开发建设中出现我国的特高压输电电网。按自然传输功率计算，1条特高压线路的传输功率相当于4～5条500kV超高压线路的传输功率（约4000～5000MVA），这将节约宝贵的输电走廊和大大提升我国电力工业可持续发展的能力。我国在特高压领域已经开展一定科研及设备研制的基础工作，积累了一些经验。特高压输电技术包括设备研制、线路绝缘设计以及运行控制技术是在超高压输电尤其是500kV和750kV输电技术基础上发展起来的。然而，特高压输电系统的电压水平较高、线路产生的无功功率较大、短路电流非周期分量衰减缓慢，对特高压输电的设计和运行产生影响。
    在我国特高压制造技术虽然具备一定的基础，但仍有一些技术尚需要解决。国际上特高压输变电技术基本掌握在少数几个国家手中，我国需要加大科研工作力度，努力掌握核心技术。另外一方面，近几年，随着我国750kV输电工程的建成，相对于特高压输电技术，应该说发展特高压设备制造能力及技术应该会更快一些。我国的电气设备制造水平和工艺随着750kV工程的上马，有了新的发展和进步，不少企业已具备制造特高压设备的技术条件和生产能力，只要工程需要，研制特高压输变电设备是可能的。预计2008年前后建成我国第一条1000kV特高压交流试验示范工程（晋东南——荆门），到2010 年前后国家电网特高压骨干网架将初步形成，但国家电网特高压骨干网架建设是一个逐步完善的过程。
    技术经济比较研究表明：在我国发展特高压交流输电是可行的。从技术的角度看，采用特高压输电技术是实现提高电网输电能力的主要手段之一，还能够取得减少占用输电走廊、改善电网结构等方面的优势；从经济方面的角度看，根据目前的研究成果，输送10GW 水电条件下，与其它输电方式相比，特高压交流输电有竞争力的输电范围能够达到1000～1500 公里。如果输送距离较短、输送容量较大，特高压交流的竞争优势更为明显。因此，特高压交流输电技术己较成熟，具备应用条件。
    应用目标与原则：
    （1） 从技术和经济上来看，在我国长距离大容量输电中采用特高压交流输电是可行的。特高压交流输电技术将在未来国家电网骨干电网输电中发挥重要作用。
    （2） 应用特高压交流输电技术的目的是提高线路输电能力，降低输送每千瓦功率的成本和节省线路走廊。
    （3） 抓紧建设1000kV特高压交流输电示范工程，到2008年建成我国特高压交流输电示范工程（山西晋东南——湖北荆门），在取得经验后进行应用，到2010 年国家电网特高压骨干网架将初步形成核心网架。
    （4） 研究1000kV交流特高压线路工频过电压、操作过电压及其控制措施技术。
    （5） 研究1000kV交流特高压线路系统运行技术，包括无功电压控制、安全稳定监测和控制、设备运行维护等等。
    （6） 因地制宜建设1000kV同塔单回或双回特高压交流输电线路。
    （7） 积极推进1000kV交流特高压输电系统串联补偿和并联补偿技术。
    （8） 研究1000kV交流特高压紧凑型输电技术。
    （9） 研究高海拔1000kV交流特高压输电技术。
    （10） 研究1000kV交流特高压输电应用新型材料、技术，包括：低噪声导线、高强度节能型金具、高强钢在杆塔中应用、钢管塔、环保型地基基础、直升飞机放线施工等等。
    应用注意事项：
    （1） 从我国的国情出发，站在全国联网战略规划研究的高度(全局性、长远性、前瞻性)，从提高输电能力、节省线路走廊等多方面进行技术经济比较，在应用特高压交流输电技术时做到安全可靠、经济合理。
    （2） 因地制宜学习国外大电网建设的经验。虽然在世界范围内，特高压输变电技术的储备是足够的，但取得的运行经验是初步的，还存在风险和困难，有些技术问题还需要进行深入的研究，特别要结合中国电网的实际情况，在吸取国外经验的基础上大胆创新，在下列方面要开展专门研究，例如：无功电压控制问题、过电压及潜供电流控制问题、特高压电网及下级电网协调发展问题、交/直流系统协调发展问题及安全稳定控制问题等等。
    （3） 研究应用于特高压输电系统的串补及可控串补技术，满足远距离、大容量、经济送电的需求。在我国特高压输电示范工程建设及实施过程中，这两种主要设备应加快研制开发及国产化的进程，满足未来电网长远发展需要。
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