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摘 要:纵观中国电力的发展速度,全国总装机容量从建国时期1949年的185万KW,直至2013年全国总装机容量首次超过美国,成为全球发电量最大的国家,发电规模达到12.5亿KW。巨大的电力需求必然依赖于巨大的能源供应,而我国能源又呈现出分布严重不均的状况,主要以西南水电,西北煤电,以及新疆天然气发电为主集中分布。且煤炭的远程运输不符合国家对建设“资源节约型,社会友好型”社会的要求,水力资源有着无法运输的固有局限性,这些因素就更加加剧了对大规模、长距离能源运输能力的迫切需求,电力运输无疑是最有效的能源运输载体,我国原有的500kv输电线路输电能力有限,区域交换能力不足不能满足能源优化配置的要求,再加上土地资源有限,输电走廊越来越紧缺,所以建设特高压坚强电网势在必行,符合中国能源发展趋势[1]。
关键词:特高压输电;坚强电网;利弊分析
一.特高压电网影响能源的优化配置
自从电气时代到来,电力已然成为国民经济的命脉,人们对电力的需求量在不断增长,特别是近年来,我国频繁出现能源供应紧张的问题,究其根本,能源布局和能源运输方式匹配不合理、输煤输电比例失调、能源运输能力不足等无疑是其重要原因。
长期以来,我国煤电布局以分省分区就地平衡的发展方式为主,导致我国煤炭运输过度依赖输煤,跨区域输电能力不足,输电比例严重偏低,煤炭运输己成为影响我国能源供应的主要瓶颈[2]。而且煤炭的运输易受自然天气等因素的影响,运煤过程繁杂,中间环节多,更加剧了东部煤电的成本,导致电价居高不下。要想解决此问题,就要大力坚持建设特高压电网,加大电力输送力度,并继续加强铁路等输煤设施的建设,实行输煤输电并举的能源配置方案。
跨区域输电,可以降低供给区供电成本,加快调整能源消费结构的步伐,引入成本较低的其他区域的电力,有利于增加企业竞争力,促进电力消费,减少其他一次能源的消费,使得能源经济效率得到提高。
二.经济意义
我国能源资源与经济符合呈现逆向分布的特点,所以要想实现能源的自给,就必须进行全国范围的能源大规模流动。在能源优化配置的论证问题上,经济性则是论证的重点所在。
一方面来说,经济性分析是本地发电然后输电与输煤发电互相比较。计算出从煤炭资源被开采出来到东部负荷区,计算出单位电能的成本,再计算出煤炭就地燃烧发电,然后通过特高压输电输送到东部地区时的平均电价,二者相比得出最佳经济输电距离,进过论证,当输送距离达到2000km时,特高压输电则是最佳输送方式,成本远低于输煤发电成本[3]。
在输电方式下,特高压输电有着更加可观的经济性,世界上很多国家都对不同电压等级经济性进行过研究,理论上线路的输电能力同输电电压的平方成反比,同输电线路的阻抗成反比,也就是当电压等级提升一倍时,输电能力就能提升4倍,如果再考虑到不同电压等级阻抗的变化,则线路的输电能力将不止提升四倍,乃至更多倍。这就使得特高压输电成本得以降低[4]。
在输电设备成本方面,据国外研究表明,1100kv输电线路成本比同容量的500kv的节约30%-40%;在节约占地和接地短路电流等方面,1000kv按照线路环境要求配置的走廊宽度约为相同容量的25%-50%;同时根据国内实际工程经验,1000kv交流线路单位容量造价是500kv的72%,1000kv变电单位容量造价为43万元/MVA,当距离超过1200km, 1000kv方案投资小于500kv方案投资。±800kv直流输电不论线路的单位造价还是变电单位造价都低于±500kv级。
三.增加就业,带动国产设备的发展和技术创新
中国有着960万公里的广阔疆土,电力网规模自然非常庞大,所以特高压在我国必须依靠我国当前的情况发展,建设出具有本国特色的特高压输电工程。建设这样一个电网,不仅投资规模巨大,人员需求量大,电网的长期运行维护、检修等工作都需要消耗大量人力资源,这无疑带动了相当一部分人就业,从而对缓解当前就业难的问题作出巨大贡献。
美日俄等国也相继开展过特高压输电的研究实验,但是终将因为经济发展速度放缓没能真正实现大规模商业化运行,而中国的经济快速增长给特高压的发展带来契机,无疑为发展特高压提供了肥沃的土壤。只有充分利用好这来之不易的发展契机,大力发展特高压输电技术及其相应配套设备的研发,才能为今后特高压后续发展储备技术支持,不断开拓特高压输电领域的空白[4]。
四.对生态环境的影响
长期以来东部电力负荷区大力发展煤电,对环境造成了很大污染,燃煤产生大量含硫大气加重了东部地区酸雨灾害。而发展特高压输电部分代替输煤,将会大大改善东部地区环境污染的问题,在西部、北部资源产出区域,利用煤炭发展坑口电站,大力推进煤炭资源的循环利用,可以缓解煤炭开采导致的环境破坏。煤矿与电厂的联合运行,使得开发发电一体化运行,可以综合利用水资源,减少资源浪费,发电产生的废渣等还可以回填矿区,减少土地之源的浪费,又能避免对当地环境的污染。
发展特高压还能减少对自然环境的破坏,但凡兴修工程必然占用土地,破坏原有自然生态环境,甚至占用农田耕地,并且随着我国用电需求的不断增加,电网的不断扩大,电网就会占用更多的耕地,破坏更多的林木。而唯一解决占地问题的方法就是提高电网的输送能力,使得单位占地面积输送更多的能源,所以要提高电压等级,大力发展特高压,占用同样的面积来输送更多的电能。这会给沿途节约很大面积土地,特别是对于中东部地区寸土寸金的土地资源来说,不仅保护了生态环境,更是带来了重大的经济效益和社会效益。
五.总结
我国早在1986年就开展了特高压输电技术的研究,并在国家的大力支持下不断取得硕大成果,并在2009年,设计和施工建成了我国第一个1000千伏交流输变电工程:晋东南一南阳一荆门特高压交流试验示范工程,并投入使用,是代表全球最高输变电技术的特高压交流输电建设项目[5]。
特高压交直流输电网的输电意义,适合我国当前能源结构流转的格局,满足国民经济发展的长期需求。随着近年来两交一直等特高压项目的不断上马,我国正在全速进入大电网时代。
参考文献
[1] 杨永强. 联络线功率控制性能评价标准的实施方式研究[D].大连理工大学,2014.
[2] 李成仁,金毅. 根治“電荒”需充分发挥电价机制的作用[J]. 能源技术经济,2011,12:29-33
[3] 王华昕,薛天水. 超远距离输电方式的经济性比较[J]. 上海电力学院学报,2015,02:187-190.
[4] 娄欣. 中国特高压与超高压输电方式的技术经济分析及方案设想[D].华北电力大学(北京),2010.
[5] 王语园. 特高压交流输电技术发展现状[J]. 内江科技,2012,10:62.
关键词:特高压输电;坚强电网;利弊分析
一.特高压电网影响能源的优化配置
自从电气时代到来,电力已然成为国民经济的命脉,人们对电力的需求量在不断增长,特别是近年来,我国频繁出现能源供应紧张的问题,究其根本,能源布局和能源运输方式匹配不合理、输煤输电比例失调、能源运输能力不足等无疑是其重要原因。
长期以来,我国煤电布局以分省分区就地平衡的发展方式为主,导致我国煤炭运输过度依赖输煤,跨区域输电能力不足,输电比例严重偏低,煤炭运输己成为影响我国能源供应的主要瓶颈[2]。而且煤炭的运输易受自然天气等因素的影响,运煤过程繁杂,中间环节多,更加剧了东部煤电的成本,导致电价居高不下。要想解决此问题,就要大力坚持建设特高压电网,加大电力输送力度,并继续加强铁路等输煤设施的建设,实行输煤输电并举的能源配置方案。
跨区域输电,可以降低供给区供电成本,加快调整能源消费结构的步伐,引入成本较低的其他区域的电力,有利于增加企业竞争力,促进电力消费,减少其他一次能源的消费,使得能源经济效率得到提高。
二.经济意义
我国能源资源与经济符合呈现逆向分布的特点,所以要想实现能源的自给,就必须进行全国范围的能源大规模流动。在能源优化配置的论证问题上,经济性则是论证的重点所在。
一方面来说,经济性分析是本地发电然后输电与输煤发电互相比较。计算出从煤炭资源被开采出来到东部负荷区,计算出单位电能的成本,再计算出煤炭就地燃烧发电,然后通过特高压输电输送到东部地区时的平均电价,二者相比得出最佳经济输电距离,进过论证,当输送距离达到2000km时,特高压输电则是最佳输送方式,成本远低于输煤发电成本[3]。
在输电方式下,特高压输电有着更加可观的经济性,世界上很多国家都对不同电压等级经济性进行过研究,理论上线路的输电能力同输电电压的平方成反比,同输电线路的阻抗成反比,也就是当电压等级提升一倍时,输电能力就能提升4倍,如果再考虑到不同电压等级阻抗的变化,则线路的输电能力将不止提升四倍,乃至更多倍。这就使得特高压输电成本得以降低[4]。
在输电设备成本方面,据国外研究表明,1100kv输电线路成本比同容量的500kv的节约30%-40%;在节约占地和接地短路电流等方面,1000kv按照线路环境要求配置的走廊宽度约为相同容量的25%-50%;同时根据国内实际工程经验,1000kv交流线路单位容量造价是500kv的72%,1000kv变电单位容量造价为43万元/MVA,当距离超过1200km, 1000kv方案投资小于500kv方案投资。±800kv直流输电不论线路的单位造价还是变电单位造价都低于±500kv级。
三.增加就业,带动国产设备的发展和技术创新
中国有着960万公里的广阔疆土,电力网规模自然非常庞大,所以特高压在我国必须依靠我国当前的情况发展,建设出具有本国特色的特高压输电工程。建设这样一个电网,不仅投资规模巨大,人员需求量大,电网的长期运行维护、检修等工作都需要消耗大量人力资源,这无疑带动了相当一部分人就业,从而对缓解当前就业难的问题作出巨大贡献。
美日俄等国也相继开展过特高压输电的研究实验,但是终将因为经济发展速度放缓没能真正实现大规模商业化运行,而中国的经济快速增长给特高压的发展带来契机,无疑为发展特高压提供了肥沃的土壤。只有充分利用好这来之不易的发展契机,大力发展特高压输电技术及其相应配套设备的研发,才能为今后特高压后续发展储备技术支持,不断开拓特高压输电领域的空白[4]。
四.对生态环境的影响
长期以来东部电力负荷区大力发展煤电,对环境造成了很大污染,燃煤产生大量含硫大气加重了东部地区酸雨灾害。而发展特高压输电部分代替输煤,将会大大改善东部地区环境污染的问题,在西部、北部资源产出区域,利用煤炭发展坑口电站,大力推进煤炭资源的循环利用,可以缓解煤炭开采导致的环境破坏。煤矿与电厂的联合运行,使得开发发电一体化运行,可以综合利用水资源,减少资源浪费,发电产生的废渣等还可以回填矿区,减少土地之源的浪费,又能避免对当地环境的污染。
发展特高压还能减少对自然环境的破坏,但凡兴修工程必然占用土地,破坏原有自然生态环境,甚至占用农田耕地,并且随着我国用电需求的不断增加,电网的不断扩大,电网就会占用更多的耕地,破坏更多的林木。而唯一解决占地问题的方法就是提高电网的输送能力,使得单位占地面积输送更多的能源,所以要提高电压等级,大力发展特高压,占用同样的面积来输送更多的电能。这会给沿途节约很大面积土地,特别是对于中东部地区寸土寸金的土地资源来说,不仅保护了生态环境,更是带来了重大的经济效益和社会效益。
五.总结
我国早在1986年就开展了特高压输电技术的研究,并在国家的大力支持下不断取得硕大成果,并在2009年,设计和施工建成了我国第一个1000千伏交流输变电工程:晋东南一南阳一荆门特高压交流试验示范工程,并投入使用,是代表全球最高输变电技术的特高压交流输电建设项目[5]。
特高压交直流输电网的输电意义,适合我国当前能源结构流转的格局,满足国民经济发展的长期需求。随着近年来两交一直等特高压项目的不断上马,我国正在全速进入大电网时代。
参考文献
[1] 杨永强. 联络线功率控制性能评价标准的实施方式研究[D].大连理工大学,2014.
[2] 李成仁,金毅. 根治“電荒”需充分发挥电价机制的作用[J]. 能源技术经济,2011,12:29-33
[3] 王华昕,薛天水. 超远距离输电方式的经济性比较[J]. 上海电力学院学报,2015,02:187-190.
[4] 娄欣. 中国特高压与超高压输电方式的技术经济分析及方案设想[D].华北电力大学(北京),2010.
[5] 王语园. 特高压交流输电技术发展现状[J]. 内江科技,2012,10:62.