摘要：纵观电力工业100多年的发展历程及能源的发展趋势，建立一个高效、坚强、灵活输电网架至关重要。建立特高压电网是满足未来持续增长的电力需要的根本保证。高压直流输电在远距离大容量输电和电力系统联网方面具有明显特点，它将在我国西电东送和全国联网工程中起到重要作用。为了未来的电网将能够在各种复杂的电力环境下以最佳的状态运行，智能电网的建设是十分重要的。只有加快建设电压等级更高、网架结构更强、资源配置规模更大的以特高压电网为核心的国家电网，才能满足大规模的电力输送和供应，保障全面建设小康社会的目标的实现。
关键词：高压直流输电；智能电网；特高压电网
一、电网的发展史以及现代大规模电网的特点
作为清洁、高效的二次能源，电力应用遍及人类生产和生活的各个领域，电气化成为社会现代化水平和文明进步的重要标志。
1、电网发展概述
纵观电力工业一百多年的发展历程，电网发展存在着客观规律，一是与电源的开发密切相关，电源的建设极大地促进和推动电网发展。电网首先是电力传输的物理载体，电力需要决定了电网的发展方式。二是规模经济特征突出，孤立电网逐步发展成为规模较大的互联电网，其核心的驱动力是效率的提高和服务的提升。
2、中国电网的发展
中国当代电网的建设，始于新中国成立之后。1954年，我国自行设计、施工的220kV高压输电线路建成；1972年，我国第一条330kV超高压输电线路建成；1981年，我国成为世界上第八个拥有500kV超高压输电线路的国家；2009年，1000kV特高压交流输电线路投运，±800kV特高压直流输电示范工程带电调试成功，使中国成为当今世界交流以及直流输电电压等级最高的国家。
中国电网的发展，同样遵循了电网发展的客观规律。大型水电站和煤电基地的建设，有力地推动了超/特高压交直流输电和大规模联网，电网规模经历了从地区级电网发展到省级电网，再通过省间联网形成跨省区域性电网，并逐渐形成了全国联网。
3、现代大规模电网的特点
（1）由较强的超高压系统构成主网架。
（2）各电网之间联系较强,电压等级相对简化。
（3）具有足够的调峰、调频、调压容量,能够实现自动发电控制,有较高的供电可靠性。
（4）具有相应的安全稳定控制系统,高度自动化的监控系统和高度现代化的通信系统。
（5）具有适应电力市场运营的技术支持系统,有利于合理利用能源。
图2 坚强智能电网的基本架构示意图
二、多端直流输电工程
随着电力系统的扩大，输电功率的增加，输电距离的增长，交流输电遇到了一些技术困难，现在直流输电作为解决输电技术困难的方向之一。
多端直流输电工程是由多个换流站及其相互连接的各直流输电线路所组成的高压直流输电系统。多端直流输电的基本原理。
与两端高压直流输电相比，在以下应用场合下，多端高压直流输电系统更加经济，运行更为灵活：①从能源基地输送大量电力到远方的几个负荷中心；②直流线路中途分支接入电源或负荷；③几个孤立的交流系统同直流线路现实非同期联网；④对大城市或工业中心供电，因受架空线路走廊限制而必须用电缆或短路容量限制而不宜采用交流输电时，利用直流输电向这些地方的若干个换流站供电。
三、我国未来输电网架结构——坚强智能电网
随着我国经济和能源供应发生巨大变化以及我国电力工业的迅速发展，电网的建设和发展面临一系列新的挑战和问题，走集约化道路，进一步发展大电网已成为不二的选择。
1、我国电网存在的问题
为避免因能源运输“瓶颈”的制约而影响我国国民经济的健康持续发展，必须实现我国能源资源的优化配置。而解决将来因北煤南运运力不足的运费过高导致我国中部、东部和南部电力不足和费用过高的问题，需要建设和发展大电网，以实现输煤与输电并举的战略。而建设和发展发电网，必须同时解决上述电网发展中的技术问题，建设一个网络功能强大、具备跨区域、远距离、大容量、低损耗、高效率“西电东送、南电互供”的基本能力，满足我国电力市场灵活交易要求的国家电网。
2、智能电网的理念
未来50年内电力系统的变革需要对专业技术进行大量投资。未来的电网需要保持今天电网的一些重要功能，但是它需要更加灵活，以适应电力结构的变化，适应集中和分布式的发电结构，适应稳定和非稳定的发电电源。为了未来的电网将能够在各种复杂的电力环境下以最佳的状态运行，智能电网的建设是十分重要的。
智能电网是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术和自动控制技术与能源电力技术以及电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。
智能电网的智能化主要体现在：① 可观测；② 可控性；③ 实时分析和决策；④ 自适应和自愈。
传统电网是一个刚性系统，整个电网的智能化程度较低。与传统电网相比，智能电网将进一步优化各级电网控制，构建结构扁平化、功能模块化、系统组态化的柔性体系架构。
一般认为，智能电网的特征主要包括坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化等。
在已有的、强大的超高压电网之上覆盖一个特高压输电网，把送端和受端之间大容量输电的主要任务从原来超高压输电转到特高压输电上来，以减少超高压输电的距离和网损，使整个电力系统能继续扩大覆盖范围，并更经济、更可靠运行。
在煤电方面，晋东南、陕北、蒙西、内蒙古锡盟和呼盟、宁夏灵武均具备建设大型煤电基地的条件。可开发规模主要取决于水资源的平衡。呼盟地区褐煤储量大，而且可用的水资源较丰富，开发条件优越，适于就地实现煤电转化。呼盟煤电基地外送规模巨大，在满足东北电网长远电力平衡后，仍有大量富余容量可向京津地区输送。安徽两淮煤电基地将大量的电力需要送往上海、浙江等地区。新疆地区的丰富煤炭资源逐步开发，将大量电力电力距离送往东部地区。
在水电方面，金沙江的溪洛渡、向家坝、白鹤滩、吴东德四大梯级电站将外送华中华东（采用高压直流输电），四川水电也将送往华中和华东。贵州、云南水电送往广东地区。
3、坚强智能电网
综上所述，为了同时满足电能大容量、远距离、低成本输送的基本要求，适应未来能源流的变化，具备电网运行调度的灵活性和电网结构的可扩展性，我国未来宜建设以特高压输电网为骨干网架，形成特高压、超高压和高压多层次、分区，结构合理，具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网。
坚强智能电网的技术体系：包括电网基础体系、技术支撑体系、智能应用体系和标准规范体系。坚强智能电网的基本架构图2所示。
华北、华中、华东地区内形成跨大区大规模的特高压网，形成坚强的互联电网，大区电网之间的电气联系进一步加强，有效地利用整个电网内各种可以利用的发电资源，蒙西、陕北、晋东南、内蒙古锡盟、宁夏、关中煤电基地通过多端直流输电工程实现“北电南送”。西部水电通过特高压交流电网和多端直流输电系统实现“西电东送”。受端系统时整个电力系统的重要组成部分，应作为现实合理电网结构的关键环节予以加强，从根本上提高整个电力系统的安全稳定水平。一要加强受端系统内部最高一级的电压的网络联系；二要在受端系统配备足够容量的地方电源，不同规模的发电厂应依据分层原则接入相应的电压网络；三是枢纽变电站的规模要同地区电网规模相适应，避免电力通过500kV电网进行大范围的二次分配。
四、结语
建设坚强智能电网，有利于促进装备制造和信息通信等行业的技术升级，为占领世界相关领域的技术制高点提供平台，同时促进新产品开发和新服务市场的形成，进而有力地推动经济发展方式的转变及和谐社会的建设。
智能电网不是终点，而是一个过程。智能电网的建设既是逐步使电网具有智能化的过程，也是复杂的系统工程，需要一系列新技术、新设备的支撑，必须在新技术研究和新设备制造方面取得突破。
参考文献
[1] 特高压电网 刘振亚/著 中国经济出版社 2005.9.
[2] 中国未来电网架结构初探 杨冬，刘玉田.
论文作者:王利
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/23
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