國(guó)家電網(wǎng)公司于2004年開始啟動(dòng)
特高壓交直流輸電工程的前期研究工作,并形成初步框架。其構(gòu)想的目標(biāo)是,以晉、陜蒙、寧煤電基地和西南水電基地開發(fā)為前提,構(gòu)建華中、華北同步的堅(jiān)強(qiáng)核心電網(wǎng)。交流特高壓將形成“四橫六縱多受端”的網(wǎng)架,從總體規(guī)劃上看,這樣一個(gè)特高壓骨干電網(wǎng),跨區(qū)域的輸送能力將占到全國(guó)裝機(jī)容量的25%左右。“四橫”是指形成西起四川、關(guān)中、陜北、蒙西這樣四個(gè)水火電的基地。“六縱”是指形成北起寧夏、陜北、蒙西、北京、唐山、山東青島,南到重慶、湖北、長(zhǎng)沙、南昌、南京和福州的六條縱向通道。“多受端”是指交流特高壓在華北、華中、華東和陜西負(fù)荷中心地帶形成堅(jiān)強(qiáng)的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
特高壓電網(wǎng)本月啟動(dòng)
“本月,我們將正式啟動(dòng)1000千伏晉東南—南陽(yáng)—荊門交流特高壓試驗(yàn)示范工程。”國(guó)家電網(wǎng)公司副總經(jīng)理舒印彪表示,“總體上看,特高壓交流試驗(yàn)工程即將核準(zhǔn)開工建設(shè),是我國(guó)裝備制造業(yè)的重大機(jī)遇,將推動(dòng)我國(guó)電工設(shè)備制造從技術(shù)引進(jìn)為主走向以自主創(chuàng)新為主的新階段,搶占世界電力科技和設(shè)備制造技術(shù)的制高點(diǎn)。”
醞釀已久的特高壓電網(wǎng)在飽受爭(zhēng)議之后,終于要“浮出水面”了。工程線路全長(zhǎng)為654公里,預(yù)計(jì)將于2008年建成投產(chǎn),工程建成后,將連接華北和華中兩大電網(wǎng),滿足華中和華東地區(qū)的電力需求。此前6月24日,國(guó)內(nèi)另一大電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商中國(guó)南方電網(wǎng)公司也宣布,將采用特高壓輸電技術(shù)在南方五省建設(shè)長(zhǎng)距離電網(wǎng)。
特高壓電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)
輸電一回特高壓交流線路可輸電500萬(wàn)千瓦左右,是500千伏交流線路輸送能力的5倍;一回特高壓直流線路可輸電640萬(wàn)千瓦,是正負(fù)500千伏直流線路輸送能力的2倍以上。
費(fèi)用當(dāng)我們需要輸送容量1000萬(wàn)千瓦時(shí),采用500千瓦電壓需約10回線路,每回中間需約7個(gè)開關(guān)站,投資估計(jì)370億元。而采用1000千伏特高壓輸電時(shí),僅需2回線路、中間4個(gè)開關(guān)站,投資估計(jì)240億元。
環(huán)保工頻磁場(chǎng)遠(yuǎn)、無(wú)線電干擾和可聽噪聲符合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
用地輸送同樣的功率,采用1000千伏線路輸電與采用500千伏的線路相比,可節(jié)省60%的土地。
資源特高壓輸電有利于實(shí)現(xiàn)能源資源的優(yōu)化配置。
前景具有關(guān)機(jī)構(gòu)估算,2020年前后國(guó)家電網(wǎng)特高壓網(wǎng)架建成后,通過獲得聯(lián)網(wǎng)效益,全國(guó)可節(jié)約裝機(jī)2000萬(wàn)千瓦,折合投資約500億元;在輸送相同容量的條件下,采用特高壓輸電與500千伏輸電相比,可降低網(wǎng)損近50%、約280萬(wàn)千瓦,相當(dāng)于節(jié)約電源容量投資110億元。
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專家解讀
特高壓電網(wǎng)設(shè)備國(guó)產(chǎn)能力不容質(zhì)疑
時(shí)至今日,圍繞特高壓電網(wǎng)的爭(zhēng)議實(shí)際上仍未完全平息,特別是對(duì)“特高壓電網(wǎng)技術(shù)上是否成熟”持懷疑態(tài)度著仍大有人在;而其中,特高壓技術(shù)及設(shè)備的國(guó)產(chǎn)能力一直都是受關(guān)注的中心。本報(bào)記者就此對(duì)國(guó)家電網(wǎng)公司副總經(jīng)理舒印彪作了專訪,他分門別類,對(duì)特高壓主設(shè)備和控制保護(hù)系統(tǒng)已基本具備國(guó)產(chǎn)化能力作了令人信服的說(shuō)明——
變壓器:特變電工、西安、保定三大變壓器廠按雙百萬(wàn)(電壓百萬(wàn)伏、容量百萬(wàn)千伏安)的標(biāo)準(zhǔn)新建或擴(kuò)建了生產(chǎn)車間和試驗(yàn)室,硬件條件優(yōu)于國(guó)外。在波過程計(jì)算、電場(chǎng)計(jì)算、端部出線設(shè)計(jì)、漏磁場(chǎng)計(jì)算、機(jī)械力計(jì)算等主要方面已有了特高壓變壓器的設(shè)計(jì)和制造能力。
可控電抗器:結(jié)合變壓器的研發(fā)并考慮電抗器磁路設(shè)計(jì)等特殊性,三大變壓器廠制造1000千伏級(jí)固定式并聯(lián)電抗器不存在障礙。特變電工和西變、中國(guó)電科院合作,已分別啟動(dòng)高阻抗和磁飽和兩種原理500千伏可控高抗的研制。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合1000千伏可控高抗研制技術(shù),將進(jìn)一步開發(fā)1000千伏可控高抗,填補(bǔ)國(guó)際空白。
開關(guān)設(shè)備:高壓斷路器可分為空氣絕緣敞開式(AIS)和氣體絕緣全封閉組合電器(GIS)兩種。國(guó)內(nèi)沈高以750千伏示范工程為依托,引進(jìn)了750千伏GIS技術(shù),核心技術(shù)源于1000千伏GIS技術(shù)。目前沈高、西開、平開和平高已具備自主開發(fā)特高AIS開關(guān)的能力。平高的特高壓瓷柱式斷路器已開始樣機(jī)試驗(yàn),西開已研制成功500千伏單斷口、750千伏雙斷口罐式斷路器,正在此基礎(chǔ)上研制1000千伏雙斷口罐式電路器。但國(guó)內(nèi)500千伏GIS制造起步較晚,需要加強(qiáng)對(duì)外合作。
套管:套管是高壓設(shè)備的重要部件,僅瓷套長(zhǎng)達(dá)10米、內(nèi)徑達(dá)1米,技術(shù)難度高。近年來(lái),撫瓷、南通神馬等企業(yè)的外套制造技術(shù)有了長(zhǎng)足進(jìn)展。南通神馬已訂購(gòu)了特高壓合成套的生產(chǎn)設(shè)備。撫瓷、西瓷等在對(duì)主要生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行改造后,具備研制特高壓套管瓷套的能力。但國(guó)產(chǎn)高壓套管在產(chǎn)品質(zhì)量和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等方面仍有差距,500千伏套管尤其是直流套管主要靠進(jìn)口。可通過集中采購(gòu)形成規(guī)模優(yōu)勢(shì),以市場(chǎng)換技術(shù),提升國(guó)內(nèi)企業(yè)相關(guān)設(shè)計(jì)、制造水平。
輸電線路:特高壓導(dǎo)地線、鐵塔、金具、絕緣子等全部設(shè)備具備國(guó)產(chǎn)化能力,國(guó)內(nèi)潛在供貨廠商眾多。500、630、720平方毫米導(dǎo)線以大規(guī)模使用,導(dǎo)線、多分裂金具可滿足特高壓工程需要。國(guó)內(nèi)已成功設(shè)計(jì)、建造高達(dá)346.5米的江陰交流大跨越,是目前世界上最高的輸電線路鐵塔,桿塔設(shè)計(jì)技術(shù)完全成熟,特高壓線路懸垂串將采用30-40噸絕緣子。目前國(guó)內(nèi)玻璃、瓷絕緣子和合成絕緣子的最大噸位已達(dá)到40-53噸,加之多年來(lái)長(zhǎng)效有機(jī)涂料的大規(guī)模采用,能夠解決特高壓絕緣子的電氣和機(jī)械問題。
晶閘管:晶閘管決定了直流的容量和規(guī)模。目前,國(guó)內(nèi)5英寸晶閘管技術(shù)相對(duì)成熟,但通流容量有限,不能滿足金沙江等西南大水電基地的送出需要。加快研究6英寸晶閘管,將正負(fù)800千伏特高壓直流的送出能力提高到640萬(wàn)千瓦,符合建設(shè)特高壓直流的初衷。國(guó)內(nèi)西電集團(tuán)和株洲南車世代公司可以通過自主研發(fā)或與外方合作等方式,實(shí)現(xiàn)6英寸晶閘管及相關(guān)設(shè)備的供貨。
具體操作:一年多來(lái),完成了所有1000千伏交流特高壓設(shè)備的概念設(shè)計(jì)。西開、沈高和平高已與國(guó)外公司簽訂合作開發(fā)特高壓開關(guān)的正式協(xié)議。基本完成變壓器、高抗的計(jì)算研究,并開始絕緣模型試驗(yàn),500千伏可控高抗正在進(jìn)行樣機(jī)調(diào)試。單斷口500千伏斷路器、1000千伏四斷口瓷柱式斷路器,1000千伏CVT等產(chǎn)品已造出樣機(jī),1000千伏隔離開關(guān)、支柱絕緣子、合成絕緣子已完成型式試驗(yàn)并通過鑒定。