摘要：特高压电网是指1100kV级交流和±800kV级直流的输电电网。我国发展特高压输电技术，是为更经济、更可靠地解决当前大规模、远距离输电问题。经济性是特高压输电的重要基础。我国特高压输电技术的试验能力和工程实践水平提升迅速，对于特高压交、直流两种输电方式的应用前景，是工程技术人员关心的问题。
关键词：特高压；交直流；输电技术；应用场合
1我国特高压输电的发展现状
我国的能源状况是富煤、缺油、少气，同时能源与负荷中心分布严重不均匀。我国的经济正处于快速发展的紧要时期，电力需求持续增长，电力的负荷中心也长期将处于东中部地区，而煤炭等资源开发则长期西移、北移，水能资源开发则长期向西南移，未来随着能源需求规模的进一步扩大，能源分布与负荷中心之间的距离将越来越大，严重面临大规模、远距离、高效率的电力输送的挑战，目前的超高压输电方式很难保障电力输送供应的要求。
2006年底，国家第一个1000kV特高压交流输电工程晋东南-南阳-荆门开工建设，于2009年1月正式投运，该工程贯穿山西、河南、湖北3个省份，实现了华中、华北两大区域跨大区电网的互联，使山西的煤电与华中的水电互济。我国（世界）第一条±800kV特高压直流输电工程云南-广东于2009年12月建成投运，工程建成投运后，中国南方海南、广东、广西、云南、贵州五省形成“八交五直”的西电东送大通道，总输电能力超过2300万千瓦，极大地增大了云南的水电送往广东的能力。两大电网公司规划的“八交五直”的13条特高压输电线路计划于2016年陆续审批完成，并于2018年末建成。此外，国家电网公司也规划了4条跨国线路，并正在开展前期工作。国家电网公司预计，随着后续“五交八直”特高压工程的逐步推进，到2020年，新增加的特高压电网投资将达到4500亿元，若算上各级电网，总投资将达到1.5万亿元，拉动电源和相关产业投资1.7万亿元，可年均拉动的GDP增大达到0.8个百分点。通过构建的全球能源互联网系统，从2016年至2030年，特高压工频交流直流输电工程总投资将达到2.2万亿元，特高压输电对应的配套电网投资将达到4.5万亿元，西部地区清洁能源开发投资的规模将达到5.6万亿元，合计的投资达到12.4万亿元。
2 特高压交、直流输电技术的优点比较
2.1特高压直流输电技术的优点
2.1.1经济方面
一般来说直流输电需要的电缆较少，对材质的要求也较低，所以在一定程度上可以有效减少工程的成本。直流输电时，架空的电线只有两根，所以在运输过程中损失的电力少，每年损失的电能量可以大大降低。所以，直流架空输电线路在线路建设初投资和年运行费用上均较交流输电来说较少。
2.1.2技术方面
不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联，而交流电力系统中所有的同步发电机都保持同步运行。直流输电的输送容量和距离不受同步运行稳定性的限制，还可连接两个不同频率的系统，实现非同期联网，提高系统的稳定性。直流输电通过专门的配置调节电流，在遇到突发情况时可以及时改变电流的方向，相对来说是比较稳定和可靠的，可以应对各种突发的情况。直流线路在比较稳定的情况下是没有
电容电流的，所以当沿线电压分布平稳、无空、轻载的时候，也不需要并联电抗补偿。另外，因为是利用两根线进行输电，所以在施工方面可以有效缩短工期，可以帮助工人减少技术投入，节省线路走廊。
2.2特高压交流输电的主要优点
2.2.1提高传输容量和传输距离
随着电网区域的扩大，电能的传输容量和传输距离也不断增大。所需电网电压等级越高，紧凑型输电的效果越好。因为适合于短距离大容量输电，所以在一定情况下可以满足人口密集地区、工业发达地区的电量需求，人们可以通过交流输电的方式把城市的各个方面都联系起来，保证城市整体的能源供应。
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2.2.2提高电能传输的经济性
电压越高，输送单位容量的价格越低。因为是大容量输送，所以一般来说电压越高，输送的成本就越低。
2.2.3节省线路走廊和变电站占地面积
一般来说，采用特高压输电提高了走廊利用率。因为是交流输电，所以输送到目的地时，可以减少变电站的数量和占地面积，在一定程度上可以减少城市的用地面积，最大可能利用资源。
2.2.4有利于连网、简化网络结构、降低故障率
交流输电有利于各个输电网点之间的相互连接，可以有效减少电线和电缆的使用，同时在遇到故障时，可以迅速找到故障所在地区，迅速进行维修，不耽误后面的输电工作。
3特高压输电技术的应用场合
我国已启动“五交八直”特高压工程，未来将建成“三华”特高压同步电网，1100kV交流输电和±800kV直流输电在大电网的发展中扮演着不同角色。特高压交、直流输电只能互补，不能互相取代。直流输电方式由于中间无落点，因而只有输电功能，而不能构建网络，可定位于超大容量、超远距离的输受端明确的“点对点”输电。采用直流输电技术，可减少或避免过网的不均匀潮流，并且可以方便地控制潮流大小和方向，但是，其发挥作用的前提是必须结合坚强的交流网络。相对而言，交流输电方式则同时具备输电和构建网络的功能，可依据电源分布、负荷位置、输送容量等实际需求进行电网系统设计，同时线路中间可以设置落点，这会使得电力接入、传输和消纳更加灵活方便，可定位于构建各级坚强输电网，以及经济距离下的大容量、长距离输电，为直流输电提供重要支撑。基于特高压交、直流输电系统特点，对我国特高压输电技术应用场合做以下探讨。
3.1远距离大容量输送
我国水电、煤电和负荷中心分布极不平衡。其中，2/3的水电分布在西南地区，2/3的煤电分布在西北地区，而2/3的用电负荷位于东部沿海和京广铁路以东地区，输电网络明显呈现出“西电东送”、“北电南送”的格局，输电距离为600～2000km。输送容量5000～20000MW。从输电经济性角度讲，当距离超过l200km时，采用±800kV直流输电比1100kV交流输电更具经济性。
3.2近距离大容量输送
目前，负荷中心地区出现了输电走廊紧张、短路容量大等难题。以长三角地区为例，如上海、苏南、浙北等负荷中心，输电距离约200～500km，从输电经济性方面考虑，采用1100kV交流输电更具经济性。因此，对于珠江三角洲、环渤海经济区及华东电网区域内的输电系统，采用特高压交流输电，经济性良好，同时解决了短路电流大、输电走廊紧张等问题。
3.3区域电网互联
利用特高压输电技术，我国已形成东北、华北、西北、华东、华中及南方电网等6大跨省区的互联电网，实现了跨区域、跨流域的资源优化配置。对于以上区域互联电网，采用特高压直流输电实现区域非同步联网，送、受端的交流电网可按各自电压和频率独立运行，相互间无需传送短路功率，这在一定程度上提高了整个系统的稳定性。假如采用特高压交流输电实现电网的同步运行，则对互联电网的同步性要求很高，稍有不慎可引起系统崩溃，同时还可能导致短路容量的增加。从国内外实践来看，在区域联网场合，特高压直流会比特高压交流更具优势。
4结语
由于特高压交流输电和特高压直流输电各有优缺点，都能用于长距离大容量输电线路和大区电网间的互联线路。但是两者的侧重点不同，适用的范围肯定也会有所差异，在实际情况中既要考虑到经济性问题，也要考虑到输电线路的稳定性问题。加大研究力度，不断更新技术，为我国能源输送提供更加广阔的空间。
参考文献：
[1]钟一俊.特高压输电技术研究和应用综述[D].浙江大学,2008.
[2]李立浧.特高压直流输电的技术特点与工程应用[J].电力设备,2006,（03）:1-4.
论文作者:李美云,林阳,董明,苏震
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：特高压论文; 电网论文; 经济论文; 技术论文; 线路论文; 互联论文; 我国论文; 《电力设备》2017年第34期论文;