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特高压输电的两条路线

 
 


中国特高压输电技术的发展伴随着争议。从一开始,我就质疑“特高压输电的安全性和经济性”以及“相关电气设备的本地化能力”。今天,我们主要关注特高压交流和直流电的优缺点,并且从未停止过。特高压交叉和直流竞争仍在进行中,基本上是对电网发展技术路线的争议。这与中国电网发展的大方向有关,应该严格把关。

交直流传输技术的过去和现在

事实上,早在19世纪末,科学界就开展了“交流和区域竞争”。

当时,围绕使用交流传输或直流传输,科学家分为两个截然不同的派系:美国发明家爱迪生,英国物理学家凯尔文强烈主张使用直流传输;美国发明家Westinghouse和英国物理学家Ferranti提倡使用交流传输。由于这一争议,交流输电已成为电力系统发展的起点,具有网络化和便捷的增强优势。

如今,经过100多年的发展,动力技术与今年不一样,直流传动的优势也不容忽视。中国工程院院士李国杰分析了其原因:“大功率电力电子技术的发展和成熟使得直流输电受到青睐。长距离大功率输电促进了直流输电的进一步发展。直流输电系统还提高了电力系统抵抗故障的能力,无需无功补偿,同等级的直流输电提供更大的功率和更少的损耗。“目前,几乎所有国家都在世界上采用了大规模的交直流混合电网技术,电压等级从10千伏,110千伏到500千伏,再到1000千伏,电网规模也在不断扩大。相应的交流和直流传输技术已经同步开发,并在工程应用中实现了高度集成。

“直航”和“公路运输网络”只能相互补充,不能互换。

在今天的AC与DC之间的争议中,面临挑战的一方已成为AC传输技术。反对者最初开始使用特高压交流传输技术的安全性,并反对特高压交流传输,理由是它们在战争期间很容易被石墨炸弹炸毁。然而,“这一论点显然不能被夸大,”国家能源局前局长,国家能源委员会成员张国宝解释说:“石墨炸弹不是选择性的,无论是500千伏还是1000千伏,是否它是通信。或DC,原理是挂在电线上引起短路故障,影响是一样的。“后来,争论的焦点被引向“三中国”(华北,华中,华东)特高压国家电网规划交流同步电网:安全性太大了吗?它应该建成吗?对此,张国宝认为:“事实上,2009年初完成的金东南 - 南阳 - 荆门1000千伏特高压交流试验示范工程已将华北和华中电网连接成同步大电网,这是安全的。自成立以来,运行稳定,没有对手担心的安全问题。“他还说,这个项目使华北和华中两大电网实现了水电和火电的补充,南方是夏季水资源丰富,中部地区的水电可以完全排放到华北地区。输电。为此,他还专程到国家电力调度中心核实现场。中国科学院院士,中国电力学会(300215)研究员周小新指出,直流输电和交流输电只能相互补充,不能相互替代。他介绍说,直流传输只具有传输功能,不能形成网络。它类似于“直飞”。它不能放在中间,并且位于非常长距离,超大容量的“点对点”传输中。 HVDC传输可以减少或避免大量的过网络趋势,并且可以容易地控制电流的方向和大小。但是,HVDC传输必须连接到强大的交流电网才能运行。

交流电力传输具有电力传输和网络建设的双重功能。与“公路运输网络”类似,它可以根据实际需要形成电网,如配电,负荷分配,传输功率和电力交换。中间可以掉落,电力的接入,传输和消耗非常灵活。它的定位是在各个层面建立强大的传输网络,并在长距离上建立大距离传输。它广泛用于电源,对直流传输很重要。支持。

中国工程院院士,国家电网电力研究所研究员薛玉生告诉记者:“电网的发展不能单靠直流输电,也不能单靠电力传输。相反,它需要在AC和DC之间建立一个强大的相互支持网格。“无论从技术,安全还是经济角度来看,交直流混合电网的建设都可以充分利用各自的功能和优势。 “这已经成为电网发展的基本法则和共识。”

“不能说今天我们的电网是最完美的电网,没有发展空间。”张国宝说:“可以保证未来安全的同步电网可能更大。”

今天的特高压可能只是未来通常的电压水平。

周小新说,自从人类发现和使用电力以来,对电力的需求一直在逐步增加。相应地,世界电网经历了从低到高的电压等级,网络规模从小到大,资源分配能力弱。要有一个强大的发展过程。 1891年,当世界上第一条高压输电线路诞生时,电压仅为13.8千伏。到1935年,美国将电压提高到275千伏。人类社会首次出现超高压线路。 1959年,前苏联建成。世界上第一条500千伏输电线路; 1969年,美国建造了一条765千伏的超高压输电线路。直到2009年,随着在中国推出具有自主知识产权的1000千伏特高压交流项目,世界电网进入了特高压时代。“但这绝对不是结束。”他说,更高电压等级的出现是电力技术不断发展的产物,是经济和社会发展的必然结果。 “未来可能会有'太特高压'。交流1000千伏,直流±800千伏,±1100千伏,未来可能只是一些普通的电压水平,就像我们现在看110千伏,220千伏一样”。

特高压输电就像一条“电力高速公路”。它具有传输容量大,传输距离远,覆盖范围广,能耗低,占地面积小的特点。中国工程院院士,中国电力学院院长郭建波对特高压电网的解读如下:“随着特高压交直流输电技术的全面应用和应用,电网不仅是传统的动力传输载体,也是一个强大的能量转换和高效。配置和互动服务平台。通过这个平台,煤,水能,风能,太阳能,核能,生物质能和潮汐能等一次能源可以转换进入电能实现多能源互补,协调发展,合理利用;基地和负荷中心实现远距离,大规模,高效率的电力传输,优化更广泛的能源配置;与互联网整合,物联网,智能移动终端,以满足客户的多样化需求,实现安全和效率的清洁能源发展目标。“

特高压路径依赖性由“反向分布”现实决定

为什么这种具有显着优势的技术在中国领先,而不是在其他国家?

浙江大学电气工程学院副院长魏伟分析说,中国的主要能源基地和电力负荷中心是“逆向分配”:76%的煤炭资源位于北部和西北部,80%的水资源是在西南,90%。陆地风能主要集中在中国北方的西北,东北和北方。年太阳辐射30??00多小时,主要分布在西藏,青海,甘肃,宁夏,新疆等西部省份。超过70%的能源需求位于东部和中部,距离一般为800.-3000公里。这迫切需要电力来实现具有成本效益的大规模交付和大规模消费。 “特高压电网的建设是为了满足大规模,长距离,高效率的输电需求,确保能源供应。这是中国建设生态文明社会的最佳实践。”“根据中国能源分布和消费的区域特征,未来能源流向北方煤电,西南水电为华北,华中,华东等地区。特高压电网建设有利于优化能源资源配置,也有利于西部地区。把资源优势转化为经济优势,“东南大学电气工程学院院长黄学良说。

据中国西电公司副总工程师齐川龙介绍,“随着国民经济的快速发展和能源和电力需求的快速增长,特高压交直流电网的基础技术研究,设备已经完成。开发和工程演示。在实施阶段,特高压电网承担着从西北,东北,蒙西,川西,西藏和海外输送到中国东部和中部地区负荷中心的重要功能,为能源安全提供强有力的支持。

目前,中国已完成“两交两连”特高压项目的运行,并保持了安全稳定的运行,充分验证了特高压输电的可行性和成熟度。基于特高压技术的跨国和洲际能量传输和电网互联的建设也成为解决全球范围内能源问题的长期解决方案。国家电网北京经济技术学院院长刘开军表示,“除中国外,印度,巴西,南非,俄罗斯等国家正在积极发展特高压。”

特高压直流“万吨轮”需要拨打特高压交换“深水港”

交流电网的电力交换容量应与直流容量相匹配,以使交流电网能够在直流故障后安全地进行潮流转移。 500 kV交流电网和500 kV直流电相匹配,特高压直流和特高压。沟通也很匹配。 “如果将500千伏直流电与一艘大型船舶进行比较,那么特高压直流电是一艘重达10,000吨的船舶,必须停在一个安全稳定的深水港口。这个深水港是特高压交流电网。”郭建波介绍了特高压交流和直流电网之间的关系。

按照国家能源计划,加快建设国家综合能源基地,增加西电东送,南北电力输送规模,更大程度地配置电力资源,解决日益恶化的生态环境和能源电力开发的供应成本。煤炭和电力之间持续上涨和持续紧张。这是世界其他地方从未遇到的事情,解决问题的关键是建立一个“强大而强大”的特高压输电网络。中国的鄂尔多斯盆地,蒙西,山西等能源基地相对靠近负荷中心,应由特高压交流和直流输送,不仅满足北京,天津,河北附近的用电需求,而且满足华东和华中地区的用电需求。新疆,蒙东,西南等能源基地相对较远,适合通过特高压直流输电。

参与分析和论证的华北电力大学教授曾明告诉记者,通过大量的模拟分析和计算,对各种电网规划方案进行了详细,全面的比较研究。专家们提出了“三花”特高压同步电网。 “合理的电网结构”的结论使得DC集中式原料尺寸合理,提高了交流电网的支撑能力。构建“强大的交叉强度”传输模式不仅可以利用直流长距离传输,还可以确保电网安全,可靠,经济的运行。

目前,随着特高压直流输电工程的启动和调试,已经出现了超过长江三角洲500千伏电网短路电流的风险。现有的500 kV交流电网和特高压直流不匹配的问题将是高压直流输电项目的满负荷运行已经成为现实,由于相应的特高压交流项目的实施延迟,电网技术和运营商担心关于如何避免可能由“强DC,弱通信”引起的连锁反应。加快特高压主网建设,建设强大合理的华东接收电网已成为当前电网发展的重中之重。

随着特高压交流和直流输电技术的成功开发和应用,“中国在该领域一直处于领先地位,毫无争议。”意大利电力技术实验研究中心高级顾问亚历山大·克拉里奇参加2013年国际智能电网论坛进行了评估。当时,国际电工委员会主席Klaus Wuhedel面对许多国际媒体:“中国的特高压输电技术处于世界领先水平。这种可以减少长距离输电损耗的技术也被用于其他地方具有广阔的应用前景,中国已成功实现特高压输电,全世界都对此给予了积极评价,在此基础上,世界其他国家可以继续在此基础上发展特高压技术。在申请中。“

 
 
 
 
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