我國未來同步電網的戰(zhàn)略構想

電網作為電力市場的載體和國民經濟的基礎設施，承擔著優(yōu)化能源資源配置方式、保障國家能源安全和滿足國民經濟發(fā)展的重要作用。在分析我國同步電網現狀的基礎上，結合未來電網發(fā)展趨勢，提出以特高壓交流聯接形成華北─華中─華東同步電網的戰(zhàn)略構想，對其科學合理性及技朮可行性進行論述，并指出，抓緊實施試驗示范工程是驗証交流特高壓輸電技朮的關鍵。

自特高壓前期工作啟動以來，國家電網公司按照國家發(fā)展改革委的統一部署，組織電力系統規(guī)劃、設計、科研、運行及設備制造等方面的權威單位和科研機構，在全面借鑒、汲取國際上特高壓輸電經驗和總結國內20多年研究成果的基礎上，系統地開展了我國同步電網構建和特高壓工程研究論証工作。所謂同步電網，就是由交流輸電線路和變電所組成的傳輸交流電能的網絡。形成同步電網是電網發(fā)展的內在規(guī)律，在技朮、經濟上有很大的優(yōu)越性。

借鑒國際上大電網互聯促進電網發(fā)展的共同經驗，主要是為了獲得送電效益及錯峰、水火互濟、互為備用、緊急事故支援等聯網效益，實現能源資源的優(yōu)化配置和高效利用，充分發(fā)揮大電網的技朮經濟優(yōu)勢，提升總體安全穩(wěn)定水平。北美、歐洲和前蘇聯早在30多年前就實現了全國聯網和跨國互聯，聯網方式以交流為主，同步電網的電氣聯系由弱到強，聯網電壓等級逐步提高，目前國際上主要互聯同步電網的裝機容量和覆蓋面積都在不斷擴大。西歐和俄羅斯電網的運行經驗表明，以合理的電網結構為基礎，建立協調控制的安全穩(wěn)定防線，可以避免同步電網因連鎖反應而導致大停電事故的發(fā)生。

為什么要構建華北－華中－華東特高壓同步電網

我國電網目前已形成東北－華北－華中、華東、西北和南方4個同步電網。東北－華北－華中同步電網通過500kV弱聯系，形成典型的長鏈式電網結構，系統的動態(tài)穩(wěn)定性差，區(qū)域間功率交換能力低，嚴重限制了華北－華中電網水火互濟效益的發(fā)揮。從發(fā)展角度看，華中區(qū)域電網水電比重大，西南大水電有很大一部分集中在四川，而華中東部4省（湖南、湖北、江西和河南）能源匱乏，運輸條件差；華北電網屬于純火電系統，是我國重要的煤電輸出區(qū)域；華東地區(qū)經濟發(fā)達，嚴重缺能，市場空間巨大。這三大電網地理上相互毗鄰，互補性很強，采用特高壓交流形成堅強靈活的同步電網，將為促進能源資源的優(yōu)化配置和高效利用奠定堅實的物質基礎。從我國能源供應與保障的高度看，構建華北－華中－華東交流特高壓同步電網是構筑穩(wěn)定、經濟、清潔能源供應體系的重要環(huán)節(jié)。

北方煤電基地和西南水電基地是我國未來主要的電力輸出地區(qū)，規(guī)模效益顯著，送出電力總容量約2億ｋＷ，初步分析同步電網規(guī)模在5億～7億ｋＷ才能更好地接受如此大規(guī)模的電力，為規(guī)劃中的10回左右超遠距離特高壓直流送電提供堅強的網架支撐。華北－華中－華東負荷中心的受端特高壓環(huán)網的長度約2700ｋｍ，電氣距離僅相當于500ｋＶ的600ｋｍ，與京津唐、華中中部和華東環(huán)太湖等受端環(huán)網的電氣距離相當，但電力交換能力遠高于500kV，能夠適應更大規(guī)模電力受人和分配的需要。為此，建設堅強的華北－華中－華東交流特高壓同步電網，也是接受北部和西部大容量電力輸入的客觀要求。同時為俄羅斯、蒙古、哈薩克斯坦等周邊國家能源資源納入我國市場進行配置開辟了新的途徑。

構筑華北－華中－華東交流特高壓同步電網只不過是對目前以500kV交流形成的東北－華北－華中同步電網所作出的戰(zhàn)略調整。未來全國電網仍由華北－華中－華東、東北、西北、南方4個同步電網組成，4個同步電網之間采用直流聯接。其中華北－華中－華東交流特高壓同步電網穩(wěn)定水平和區(qū)域電網間功率交換能力都很高，1000kV和500kV電網協調發(fā)展，不僅不會破壞大區(qū)電網的安全基礎，而且安全穩(wěn)定水平較原有電網有所提高。

2 構建特高壓電網的實施步驟

2．1安全對策

我國電網具有"統一規(guī)劃、統一調度"的優(yōu)勢，構建特高壓電網后更能有效防止大面積停電事故的發(fā)生。通過采用安全對策不僅可以滿足電力的快捷供應，而且能保障特高壓電網的安全穩(wěn)定運行。具體的安全對策是：（1）統一規(guī)劃，合理分層分區(qū)，形成結構清晰、運行靈活、結構合理及適應性強的網架結構；（2）強化統一調度，建立完善的安全穩(wěn)定控制系統，防范故障擴大化；（3）加強故障應對措施的預先研究，提高快速應對能力；（4）積極采用新技朮提高電網的安全穩(wěn)定水平。

2．2試驗示范工程的意義

如何發(fā)展電網，要不要發(fā)展特高壓輸電技朮，關系到我國能源供應和能源高效利用大局。發(fā)展特高壓輸電是我國電力工業(yè)發(fā)展到一定階段的必然要求。為實現上述戰(zhàn)略構想，建設特高壓試驗示范工程是驗証特高壓輸電技朮和考核特高壓設備的唯一途徑。

建設特高壓試驗示范工程的作用是：

（1）考核特高壓輸電設備，提升裝備制造能力；（2）驗証特高壓電網性能，積累電網運行經驗；（3）完善特高壓輸電技朮，夯實下一步工程應用基礎；（4）促進特高壓網架建設，推進更大范圍的資源優(yōu)化配置。

經科學論証，國家電網公司和中國電力工程顧問集團公司一致推薦晉東南－荊門作為特高壓試驗示范工程，該工程以華北和華中兩大電網作為支撐，潮流調節(jié)靈活，安全性好，適應性強，有利于全面考核設備、驗証性能，推進自主創(chuàng)新。

3 晉東南－荊門交流特高壓試驗示范工程

晉東南－荊門特高壓工程聯接華北和華中區(qū)域電網，能有效避免1000kV╱500kV線路電磁環(huán)網，提高系統穩(wěn)定水平，確保華北與華中電網聯合運行的安全。該工程投運后，系統穩(wěn)定水平較高，電網暫態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定水平滿足導則要求。該工程最大輸送功率近300萬ｋＷ（受單臺變壓器容量限制），僅占華北和華中兩大電網負荷的3%，不影響華北和華中電網的安全運行，線路發(fā)生事故或無故障斷開的情況下，系統頻率和電壓波動很小，可保証穩(wěn)定運行。華北、華中電網內部發(fā)生故障時，試驗示范線路可保持穩(wěn)定運行，還可提供緊急事故支援。另外，試驗示范工程具有較強的抵御嚴重故障能力，當系統中發(fā)生嚴重故障時，均可采取穩(wěn)定措施使系統保持穩(wěn)定運行。

3．1示范系統的運行方式

晉東南－荊門特高壓工程可充分發(fā)揮南北電網水火互濟和能源基地向負荷中心送電的作用。系統典型運行方式主要有：豐水期水電大發(fā)時，由華中電網向華北輸送水電，最大限度地減少華中水電棄水，減少發(fā)電耗煤；枯水期華北電網向華中電網輸送250萬－300萬kW火電，彌補華中水電出力下降的缺額；腰荷或低谷時段，以系統最優(yōu)化運行為目標，充分發(fā)揮線路輸電能力，安排合理的潮流交換，取得錯峰、調峰、互為備用等聯網效益。經測算，試驗示范工程年輸電電量可達110億－150億kW．h，輸電利用小時約5000ｈ。

3．2示范系統的競爭力

試驗示范工程輸電具有競爭力。根據該工程投資、運行成本和輸電量等邊界條件，在不考慮工程聯網效益的情況下，輸電電價為0．06元╱（kW．h）。按照國家公布湖北與山西省脫硫燃煤機組標桿上網電價，兩地間上網電價差為0．085元╱（kW．h），扣除線損電價后為0．08元╱（kW．h）。因此，通過特高壓工程輸電，到網電價具有較強競爭力，不會推動受電地區(qū)電價上漲，并有利于降低電力總成本。

晉東南－荊門工程后續(xù)發(fā)展前景廣闊。晉東南－荊門試驗示范工程成功后，即可轉入商業(yè)運行，并逐步向北延伸至陜北和蒙西煤電基地、向東延伸至武漢，真正形成一條從煤電基地到負荷中心的能源運輸通道，充分發(fā)揮1000kV遠距離大容量低損耗輸電的作用。

目前，晉東南－荊門試驗示范工程的可研設計已通過評審，建設的外部條件已經落實。建議國家抓緊核準，盡快實施，以驗証性能，完善技朮，在科學規(guī)劃的基礎上及時推廣使用。