特高壓電網(wǎng)建設(shè)

——“十一五”國家電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃

工程總投資：12150億元
工程期限：2006年——2010年

特高壓換流閥是特高壓電網(wǎng)工程建設(shè)中的關(guān)鍵設(shè)備，一個(gè)換流閥由數(shù)十或數(shù)百只晶閘管構(gòu)成。

“特高壓電網(wǎng)”，指交流1000千伏、直流正負(fù)800千伏及以上電壓等級(jí)的輸電網(wǎng)絡(luò)。目前，中國的長距離輸電和世界其他國家一樣，主要用500千伏的交流電網(wǎng)，從世界范圍看，俄羅斯、日本、意大利都曾經(jīng)建設(shè)過特高壓試驗(yàn)線段，但是這些試驗(yàn)線段距離都比較短，到目前為止，國外并沒有1000千伏交流線路在長距離運(yùn)行。拿它和我國現(xiàn)有主要以500千伏交流和正負(fù)500千伏直流系統(tǒng)為主要的電網(wǎng)相比較，前者如同高速公路，后者如同普通快速路，兩者在流量、流速、經(jīng)濟(jì)性等方面均不可同日而語。

目前，我國超高壓輸電線路以220千伏、330千伏、500千伏交流輸電和500千伏直流輸電線路為骨干網(wǎng)架。全國已經(jīng)形成5個(gè)區(qū)域電網(wǎng)和南方電網(wǎng)。其中：華東、華北、華中、東北4個(gè)區(qū)域電網(wǎng)和南方電網(wǎng)已經(jīng)形成了500千伏的主網(wǎng)架，西北電網(wǎng)在330千伏網(wǎng)架的基礎(chǔ)上，正在建設(shè)750千伏網(wǎng)架。但是，由于我國電網(wǎng)跨區(qū)域輸電主要依靠500千伏交流和正負(fù)500千伏直流，在提高電力輸送能力方面受到技術(shù)、環(huán)保、土地資源等多方面的制約。

而特高壓電網(wǎng)能夠適應(yīng)東西2000至3000公里，南北800至2000公里遠(yuǎn)距離大容量電力輸送需求，有利于大煤電基地、大水電基地和大型核電站群的開發(fā)和電力外送。第一條由集團(tuán)公司西北電力設(shè)計(jì)院承擔(dān)設(shè)計(jì)工作的750千伏的官廳至蘭州東輸變電工程截至今年運(yùn)行安全穩(wěn)定，為規(guī)劃中的國家特高壓電網(wǎng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

特高壓電網(wǎng)的優(yōu)勢

1000千伏特高壓交流輸電線路輸送功率約為500千伏線路的４至５倍；正負(fù)８００千伏直流特高壓輸電能力是正負(fù)５００千伏線路的兩倍多。同時(shí)，特高壓交流線路在輸送相同功率的情況下，可將最遠(yuǎn)送電距離延長３倍，而損耗只有５００千伏線路的２５％至４０％。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)?。叮埃サ耐恋刭Y源。到２０２０年前后，國家電網(wǎng)特高壓骨干網(wǎng)架基本形成，國家電網(wǎng)跨區(qū)輸送容量將超過２億千瓦，占全國總裝機(jī)容量的２０％以上。屆時(shí)，從周邊國家向中國遠(yuǎn)距離、大容量跨國輸電將成為可能。

　　對于特高壓電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性，專家分析：到２０２０年，通過特高壓可以減少裝機(jī)容量約２０００萬千瓦，節(jié)約電源建設(shè)投資約８２３億元；每年可減少發(fā)電煤耗2000萬噸。北電南送的火電容量可以達(dá)到５５００萬千瓦，同各區(qū)域電網(wǎng)單獨(dú)運(yùn)行相比，年燃煤成本約降低２４０億元。

特高壓電網(wǎng)的技術(shù)難點(diǎn)

對于交流特高壓而言，目前主要有兩大技術(shù)攻關(guān)重點(diǎn)：一是制造出可調(diào)的并聯(lián)電抗器，二是研制1000千伏電壓等級(jí)的雙斷口斷路器。目前這兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題已經(jīng)基本解決。對于直流特高壓電網(wǎng)而言，其技術(shù)攻關(guān)關(guān)鍵是開發(fā)6英寸晶閘管。目前，日本已經(jīng)研制出了6英寸晶閘管，我國在研制6英寸晶閘管方面也已經(jīng)具備了一定的基礎(chǔ)。我國晉東南—南陽—荊門的特高壓交流試驗(yàn)示范工程的意義在于：它將真正實(shí)現(xiàn)全電壓、滿容量、長距離輸電。
　　
    此外，對于我國電網(wǎng)設(shè)備制造業(yè)而言，中國建設(shè)特高壓電網(wǎng)對我國民族工業(yè)無疑是一個(gè)巨大的推動(dòng)。中國從2006年開始要發(fā)展特高壓電網(wǎng)，表明中國已經(jīng)有勇氣解決特高壓這一世界性的難題。

    2006年8月9日，國家發(fā)展改革委員會(huì)印發(fā)《關(guān)于晉東南至荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程項(xiàng)目核準(zhǔn)的批復(fù)》（發(fā)改能源[2006]1585號(hào)），正式核準(zhǔn)了晉東南經(jīng)南陽至荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程。據(jù)國家電網(wǎng)公司報(bào)道，該特高壓線路，全長654公里，申報(bào)造價(jià)58.57億元，動(dòng)態(tài)投資200億元。起于山西省長治變電站，經(jīng)河南省南陽開關(guān)站，止于湖北省荊門變電站，聯(lián)接華北、華中電網(wǎng)，將于2008年建成后進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)營。如在全國全面推開，未來投資4060多億元，配套動(dòng)態(tài)投資將達(dá)8000多億元，總投資相當(dāng)于3到4個(gè)長江三峽工程項(xiàng)目。這一巨額工程，并未納入國家“十一五”規(guī)劃綱要。

    2006年8月19日－26日，特高壓試驗(yàn)工程分別在山西長治、河南南陽和湖北荊門三地盛大奠基。10月30日，國家電網(wǎng)公司在山西、河南、湖北四地同時(shí)召開晉東南－南陽－荊門1000千伏特高壓交流試驗(yàn)工程建設(shè)誓師動(dòng)員大會(huì)。

“十一五”國家電網(wǎng)公司建設(shè)規(guī)劃

    2008年初，國家電網(wǎng)公司發(fā)布了《關(guān)于轉(zhuǎn)變電網(wǎng)發(fā)展方式、加快電網(wǎng)建設(shè)的意見》，《意見》指出，“…轉(zhuǎn)變電網(wǎng)發(fā)展方式、加快電網(wǎng)建設(shè)，就是要加快建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)國家電網(wǎng)，全面推進(jìn)‘一特三大’戰(zhàn)略；就是要徹底解決電網(wǎng)建設(shè)滯后、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱問題，適應(yīng)電力需求快速增長，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面協(xié)調(diào)發(fā)展；就是要根本轉(zhuǎn)變就地平衡觀念，促進(jìn)電力結(jié)構(gòu)調(diào)整和布局優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)更大范圍資源優(yōu)化配置…”

　　《意見》首次公開明確了特高壓電網(wǎng)較為詳細(xì)的建設(shè)規(guī)劃，“…‘十二五’、‘十三五’期間，特高壓電網(wǎng)全面發(fā)展，形成以華北、華中、華東為核心，聯(lián)結(jié)各大區(qū)電網(wǎng)、大煤電基地、大水電基地和主要負(fù)荷中心的堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架。到2020年，建成特高壓交流變電站53座，變電容量3.36億千伏安，線路長度4.45萬公里；建成直流輸電工程38項(xiàng)，輸電容量1.91億千瓦，線路長度5.23萬公里。特高壓及跨區(qū)、跨國電網(wǎng)輸送容量達(dá)到3.73億千瓦。電網(wǎng)技術(shù)裝備和運(yùn)行指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。…”

　　《意見》同時(shí)再次強(qiáng)調(diào)了“十一五”期間的一些規(guī)劃，“…全面建成特高壓交流試驗(yàn)示范和特高壓直流示范工程，初步形成華北—華中—華東特高壓同步電網(wǎng)，基本建成西北750千伏主網(wǎng)架，公司經(jīng)營區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全部聯(lián)網(wǎng)，跨國電力合作取得重大突破?！晃濉倦娋W(wǎng)投資12150億元。到2010年，公司220千伏及以上交直流線路達(dá)到38.9萬公里，變電容量達(dá)到16.4億千伏安，跨區(qū)、跨國輸電容量達(dá)到8500萬千瓦，交換電量達(dá)到3800億千瓦時(shí)。…”對于近期一些特高壓和直流項(xiàng)目的建設(shè)，《意見》中也給出了明確時(shí)間表，“…高嶺背靠背、中俄直流背靠背工程，2008年建成投產(chǎn)。靈寶背靠背擴(kuò)建、淮南—上海特高壓線路工程、南陽特高壓站擴(kuò)建主變工程，2009年建成投產(chǎn)。加快建設(shè)向家壩—上海±800千伏直流示范工程，確保2010年投產(chǎn)。開工建設(shè)錦屏—蘇南±800千伏直流，寧東—山東±660千伏直流，三滬二回、德寶、呼遼、山西—江蘇等±500千伏直流，青藏±400千伏直流等工程?！睂τ?008年國網(wǎng)公司的建設(shè)計(jì)劃，數(shù)據(jù)顯示2008年將開工330千伏及以上交直流線路3.2萬公里、變電容量1.9億千伏安，計(jì)劃投產(chǎn)線路1.5萬公里、變電容量0.97億千伏安，投資2532億元。其中特高壓、750千伏及跨區(qū)電網(wǎng)計(jì)劃開工線路1.7萬公里、變電容量1.0億千伏安，計(jì)劃投產(chǎn)線路2450公里、變電容量1620萬千伏安。

    國家電網(wǎng)公司還公布了2007年簡要的經(jīng)營業(yè)績數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示2007年國網(wǎng)公司完成固定資產(chǎn)投資2254億元，其中電網(wǎng)投資2130億元；110（66）千伏及以上交流線路開工6.0萬公里，投產(chǎn)5.4萬公里；變電容量開工2.7億千伏安，投產(chǎn)2.1億千伏安。完成售電量19742億千瓦時(shí)，主營業(yè)務(wù)收入突破萬億，利稅突破千億。

    2008年電網(wǎng)建設(shè)計(jì)劃投資2532億元，同比增幅仍然維持在10%以上，同時(shí)，根據(jù)調(diào)整后的“十一五”規(guī)劃總投資額12150億元的目標(biāo)，我們估計(jì)2009年仍然可以維持10%以上的增幅，即投資額將達(dá)到2850億元左右，而2010年將與2009年基本持平。

世界上已經(jīng)建成投運(yùn)的交流特高壓線路

   美國、前蘇聯(lián)、日本和意大利都曾建成交流特高壓試驗(yàn)線路，進(jìn)行了大量的交流特高壓輸電技術(shù)研究和試驗(yàn)，最終只有前蘇聯(lián)和日本建設(shè)了交流特高壓線路。

    1. 前蘇聯(lián)：在前期研究的基礎(chǔ)上，從1981年開始動(dòng)工建設(shè)1150千伏交流特高壓線路，分別是?；退箞D茲-科克契塔夫494公里，科克契塔夫-庫斯坦奈396公里。1985年8月，世界上第一條1150千伏線路?；退箞D茲-科克契塔夫在額定工作電壓下帶負(fù)荷運(yùn)行，后延伸至庫斯坦奈。1992年1月1日，通過改接，哈薩克斯坦中央調(diào)度部門把1150千伏線路段電壓降至500千伏運(yùn)行。在此期間，?；退箞D茲-科克契塔夫線路段及兩端變電設(shè)備在額定工作電壓下運(yùn)行時(shí)間達(dá)到23787小時(shí)，科克契塔夫-庫斯坦奈線路段及庫斯坦奈變電站設(shè)備在額定工作電壓下運(yùn)行時(shí)間達(dá)到11379小時(shí)。從1981年到1989年，前蘇聯(lián)還陸續(xù)建成特高壓線路1500公里，總體規(guī)模達(dá)到2400公里。目前全部降壓至500千伏運(yùn)行。

    2. 日本：1988年秋動(dòng)工建設(shè)1000千伏特高壓線路。1992年4月28日建成從西群馬開關(guān)站到東山梨變電站的西群馬干線138公里線路，1993年10月建成從柏崎刈羽核電站到西群馬開關(guān)站的南新瀉干線中49公里的特高壓線路部分，兩段特高壓線路全長187公里，目前均以500千伏電壓降壓運(yùn)行。1999年完成東西走廊從南磐城開關(guān)站到東群馬開關(guān)站的南磐城干線194公里和從東群馬開關(guān)站到西群馬開關(guān)站的東群馬干線44公里的建設(shè)，兩段特高壓線路全長238公里。目前日本共建成特高壓線路426公里，由于國土狹小，日本特高壓線路全部采用雙回同桿并架方式。

國家電網(wǎng)公司

     國家電網(wǎng)公司(State Grid)是我國最大的企業(yè)之一，成立于2002年12月29日，是經(jīng)國務(wù)院同意進(jìn)行國家授權(quán)投資的機(jī)構(gòu)和國家控股公司的試點(diǎn)單位。公司作為關(guān)系國家能源安全和國民經(jīng)濟(jì)命脈的國有重要骨干企業(yè)，以投資建設(shè)運(yùn)營電網(wǎng)為核心業(yè)務(wù)，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供堅(jiān)強(qiáng)的電力保障。公司注冊資本金2000億元，經(jīng)營區(qū)域覆蓋26 個(gè)省、自治區(qū)、直轄市，覆蓋國土面積的88%以上。公司實(shí)行總經(jīng)理負(fù)責(zé)制，總經(jīng)理是公司的法定代表人。國家電網(wǎng)公司目前共擁有72.8萬職工，其中工業(yè)企業(yè)職工52.2萬人，占全部職工的比重為71.7%;建筑業(yè)職工15.7萬人，占全部職工的比重為21.6%;科研設(shè)計(jì)單位職工1.46萬人，占全部職工的比重為2%。

2006年中國國家電網(wǎng)公司售電量1.71萬億千瓦時(shí)，主營業(yè)務(wù)收入8529億元，資產(chǎn)總額12141億元，位居《財(cái)富》雜志2006年全球500強(qiáng)企業(yè)第32名。

2007年國家電網(wǎng)公司主營業(yè)務(wù)收入達(dá)到1.01萬億元，居《財(cái)富》雜志2007年全球500強(qiáng)企業(yè)第24名。

西安高壓電器研究所特高壓試驗(yàn)大廳于2008年竣工，圖為±500kV換流閥的絕緣試驗(yàn)

河北保定天威保變?yōu)槭澜缡讞l特高壓直流輸電示范工程：云南——廣東±800kV特高壓直流輸電工程承制的±800kV(HY14)特高壓換流變壓器，安裝后尺寸為26.1米長、6.405米寬、15.183米高，安裝重量為515噸，單臺(tái)價(jià)格超過5000萬元人民幣。該項(xiàng)工程西起云南楚雄州祿豐縣，東至廣州增城市，送電距離約1418千米，額定輸送電量500萬千瓦，動(dòng)態(tài)投資高達(dá)130多億元，計(jì)劃2009年單極投運(yùn)，2010年雙極投運(yùn)。

世界第一個(gè)特高壓直流輸電系統(tǒng)，云廣±800kV直流輸電工程，圖為800千伏高端換流變壓器
世界第一個(gè)特高壓直流輸電系統(tǒng)，云廣±800kV直流輸電工程，圖為換流站的心臟——極II高端閥廳，高度近30米，面積相當(dāng)于半個(gè)足球場。

中國特變電工集團(tuán)研制的世界第一臺(tái)1000千伏特高壓變壓器，處于世界領(lǐng)先水平。

 
云廣±800KV直流輸電工程楚雄換流站閥廳

2011年1月9日，在湖北武漢國網(wǎng)電力科學(xué)研究院1000KV特高壓交流試驗(yàn)基地，標(biāo)稱電壓7500KV的特高壓沖擊戶外場正在進(jìn)行空氣間隙放電試驗(yàn)。據(jù)了解，未來5年我國將投資超過5000億元，建成“三縱三橫”特高壓交流骨干網(wǎng)架和11項(xiàng)特高壓直流輸電工程，特高壓輸電線路總長將達(dá)4萬公里。屆時(shí)，將把內(nèi)蒙古、陜西、河北的風(fēng)電、煤電通過三條縱向的特高壓通道送往華北、華中和華東；把北部的煤電和西南的水電，通過三條橫向特高壓通道送往華北、華中和長三角地區(qū)，在全國范圍內(nèi)保證電力供應(yīng)。

2011年1月8日，在湖北武漢國網(wǎng)電力科學(xué)研究院1000KV特高壓交流試驗(yàn)基地環(huán)境氣候?qū)嶒?yàn)室，科研人員在-20℃溫度下進(jìn)行長串絕緣子覆冰試驗(yàn)。

2011年1月8日，在湖北武漢國網(wǎng)電力科學(xué)研究院1000KV特高壓交流試驗(yàn)基地環(huán)境氣候?qū)嶒?yàn)室，科研人員在進(jìn)行特高壓長串絕緣子融冰閃絡(luò)試驗(yàn)。

2011年1月8日，在湖北武漢國網(wǎng)電力科學(xué)研究院1000KV特高壓交流試驗(yàn)基地拍攝的交直流電源系統(tǒng)。

位于北京昌平的±800kv特高壓直流基地，建有世界最大的電暈籠試驗(yàn)裝置。電暈籠為兩廂式，整體尺寸為70m×22m×13m（高），既可進(jìn)行單極試驗(yàn)，也可進(jìn)行雙極試驗(yàn)，與試驗(yàn)線段共用電源，試驗(yàn)電壓能夠達(dá)到±1200kV。電暈籠對于研究特高壓直流線路導(dǎo)線電暈特性，能夠總結(jié)出適合我國國情的分裂導(dǎo)線電暈效應(yīng)的公式，為工程設(shè)計(jì)服務(wù)。照片為電暈籠及錨塔。

2006年，特變電工湖南衡陽變壓器有限公司（衡變）研制的DFP-630MVA，1700kV風(fēng)冷試驗(yàn)變壓器，該產(chǎn)品是當(dāng)時(shí)世界電壓等級(jí)最高的試驗(yàn)變壓器，通過改變低壓接線方式以滿足不同試驗(yàn)電壓要求。主要用于1000kV特高壓電抗器、變壓器試驗(yàn)。

2010年4月11日，西電集團(tuán)常州公司，研制出迄今為止，世界最高電壓等級(jí)的交流變壓器。這臺(tái)ODSP-100萬KVA，2000KV特高電壓試驗(yàn)變壓器，電壓等級(jí)達(dá)到了2000KV（千伏），其容量高達(dá)1000000KVA（100萬千伏安），單臺(tái)變壓器重達(dá)714噸。其最高電壓、最大容量、單臺(tái)重量，居世界之最。

2008年11月30日，北京電力設(shè)備總廠研制的世界首臺(tái)±800千伏直流特高壓干式空心平波電抗器，通過國家電網(wǎng)公司和中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)共同組織的驗(yàn)收。該產(chǎn)品是特高壓電網(wǎng)主設(shè)備之一，它的研制成功，填補(bǔ)了世界特高壓直流輸變電尖端技術(shù)的一項(xiàng)空白。成功解決了線圈降噪結(jié)構(gòu)與發(fā)熱、導(dǎo)線制作、溫升與損耗計(jì)算等技術(shù)和工藝難題，產(chǎn)品擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

2011年1月9日，在湖北武漢國網(wǎng)電力科學(xué)研究院1000KV特高壓交流試驗(yàn)基地，標(biāo)稱電壓7500KV的特高壓沖擊戶外場，正在進(jìn)行空氣間隙放電試驗(yàn)。

視頻：800千伏特高壓直流示范工程