為了滿足我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的用電需求,從提高國家能源資源優(yōu)化配置能力和建設節(jié)約型社會的高度出發(fā),建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的電網(wǎng),對于我國電力工業(yè)實現(xiàn)自主創(chuàng)新、提高能源資源使用效率、保障我國能源安全具有重要意義。
我國電能資源與需求分布極不均衡,決定能源傳輸格局的新變化
我國區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展極不平衡,決定了我國區(qū)域電能需求分布極不均衡。東部地區(qū)借助文化、科技、資金、交通和貿易等方面的基礎優(yōu)勢,國民經(jīng)濟將繼續(xù)高速發(fā)展,加上人口的聚集,到2020年,華東、廣東、京津唐、山東和遼寧電網(wǎng)年用電量之和占全國年用電量的比例高達50%以上。
而從能源資源的情況看,將來我國石油的短缺將會對我國的能源傳輸能力和成本產(chǎn)生很大的影響。如果不開辟我國能源運輸?shù)男峦緩,運輸燃料油的短缺將會導致煤炭運力不足和運費大幅上漲。因此,我國能源傳輸在發(fā)展思路上有必要考慮北電南送,以提高我國能源安全的保障度。
從我國北方煤電的發(fā)展條件看,晉東南、陜北、蒙西、錫盟、寧夏靈武、呼盟均具備建設大型煤電基地的條件,可開發(fā)的規(guī)模主要取決于水資源承載能力。呼盟地區(qū)可用的水資源較豐富,適于就地實現(xiàn)煤電轉化。
晉東南、陜北、蒙西、錫盟、寧夏靈武等煤炭基地水資源相對不足,需要采用空冷技術。通過將汽輪發(fā)電機組的冷卻方式由水冷改為空冷,減少原有機組的冷卻用水和新建節(jié)水型空冷機組,可為發(fā)展火電基地創(chuàng)造一定的條件。
到2020年,陜北、晉東南、蒙西、錫盟、寧夏、哈密煤電基地規(guī)劃裝機容量可達8000萬千瓦。從遠期看,將有大量電力遠距離輸出,實施西電東送,參與全國能源資源優(yōu)化配置。
隨著我國西南水電的開發(fā),西南也有大量的電力需要遠距離輸送。2020年之前,金沙江的溪洛渡、向家壩、白鶴灘、烏東德四個梯級電站共計3800多萬千瓦水電,以及四川另有2400萬千瓦水電,均需送往華中和華東,貴州送廣東電力也在1000萬千瓦以上,云南水電送廣東規(guī)模在2000萬千瓦以上。
在環(huán)保方面,目前我國絕大部分城市地區(qū)、沿海經(jīng)濟快速發(fā)展地區(qū)以及酸雨和二氧化硫污染嚴重地區(qū),已經(jīng)基本上沒有大氣環(huán)境容量資源。今后負荷中心地區(qū)燃煤電源項目建設將更多地受到環(huán)境容量的限制。
綜上所述,我國經(jīng)濟的發(fā)展和能源分布的不均衡以及我國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)環(huán)境容量對發(fā)展煤電的限制,決定了我國需要將數(shù)量巨大的能源遠距離輸送,需要在已有能源傳輸途徑上開辟新的高效率、低能耗的輸能途徑。
特高壓交流電網(wǎng)是我國電網(wǎng)結構優(yōu)化發(fā)展的必然選擇
隨著國內外經(jīng)濟情況和能源供應以及我國電網(wǎng)自身情況的巨大變化,面對電網(wǎng)發(fā)展的一系列突出問題,我們不能諱疾忌醫(yī),更不能形而上學、刻舟求劍。如果電網(wǎng)繼續(xù)停留在500千伏水平上,而片面強調特高壓直流的作用,必將帶來一系列問題。具體講,我國大電網(wǎng)進一步發(fā)展需要解決如下問題:
1.我國電網(wǎng)過去比較被動地跟隨著電源的建設而發(fā)展,結果導致我國跨區(qū)之間大容量輸電網(wǎng)絡規(guī)模過小,輸電能力不足。
2.現(xiàn)有500千伏電網(wǎng)輸送能力不能滿足大范圍電力資源優(yōu)化配置和電力市場的要求。
3.電力密集地區(qū)電網(wǎng)短路電流控制困難,例如,2020年華東電網(wǎng)部分500千伏母線短路電流水平將超過斷路器最大遮斷電流能力。
4.長鏈型電網(wǎng)結構動態(tài)穩(wěn)定問題突出,在東北、華北、華中電網(wǎng)500千伏交流聯(lián)網(wǎng),結構比較薄弱,存在低頻振蕩,動態(tài)穩(wěn)定問題比較突出。
5.受端電網(wǎng)存在多直流集中落點和電壓穩(wěn)定問題,如果西電東送華東電網(wǎng)全部采用直流輸電方式,落點華東電網(wǎng)的直流換流站將超過10個,受端系統(tǒng)在嚴重短路故障的情況下,系統(tǒng)因故障發(fā)生連鎖反應的風險較大。
建設特高壓交流輸電網(wǎng)絡能夠較好地解決上述問題。針對我國能源流通量大、輸送距離遠的國情,應建立強大的特高壓交流輸電網(wǎng)絡,作為能源傳輸?shù)男峦緩健?/p>
特高壓輸電線路的輸電能力約相當于500千伏的4至5倍,采用特高壓輸電可減少輸電走廊用地面積,有效減少土地占用;在輸送相同容量的條件下,采用特高壓輸電比采用500千伏輸電可降低三分之一的損耗;采用特高壓電網(wǎng)可實現(xiàn)輸電和輸煤并舉,將來還可減少能源運輸燃料費用,降低能源輸送的成本。