摘 要:現代電網建設不僅要求實現安全供電目標,而且要考慮到社會、經濟、環境、資源等各方面的關系,堅持全面可持續發展的觀念,從地域實際出發,以實現電網建設的綜合效益。適應于電網建設的要求,現階段我國大力推進特高壓電網建設,并通過電網線路規劃、線路選址等措施,來優化線路分布。本文結合我國電網建設現狀和電網建設要求,說明現代電網分布的原則。
關鍵詞:電網建設 線路分布 特高壓電網 綜合效益
中圖分類號:U665.12 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)06(a)-0100-02
隨著市場經濟和城市建設的發展,工農業生產對電力的需求量逐漸增加。適應于社會、經濟發展的需要,近年來我國大力推進電網建設,如今形成了西北電網、華北電網、東北電網、華東電網、華中電網、和南方電網等區域性電網,且形成了連接城鄉區域、東西部區域的路線結構,這對于實現電力供應,實現電力區域運送,促進產業結構調整等均起到了重要作用。
從我國電網區域分布來看,西北電網和南方電網多高壓電網,如西北電網為750 kV-500 kV-330 kV-220 kV-110 kV-35 kV-10 kV,南方電網則出現1000 kV高壓電網。而且國家電網將著力建設特高壓,力圖到2015年、2017年和2020年,分別建成“兩縱兩橫”、“三縱三橫”和“五縱五橫”特高壓“三華”同步電網,到時,電網的經濟效益、能源效益和環保效益都將實現大幅度提升。
1 我國電網建設走向
1.1 我國電網現狀
我國是一個人口眾多、地大物博的國家,從整體上看,能源資源豐富,能源結構以煤為主,我國西部和北部太陽能、風能等資源豐富,能源開發表現出向西部和北部轉移的特點,因此,近年來,我國電網建設充分利用新能源,加快發展特高電壓,與之相對應,西部和北部的電網線路逐漸增加,并形成了以陜西、甘肅、青海和寧夏為中心的西北電網和以黑吉遼三省為中心的東北電網。與北部和西部相比,我國東部和南部不具備能源優勢,尤其是東部地區,受自身資源條件的限制,主要采用資源引進的方式,來實現本地區經濟的發展。但是,由于地理位置、交通條件等影響,東部和南部地區經濟較為發達,勞動力資源豐富,從人才結構、科學技術水平上來看,東部和南部地區也具有顯著優勢,這就為電網建設提供了良好的技術、經濟、人才支持,因此,形成了覆蓋上海、江蘇、安徽、浙江等地區的華東電網,覆蓋北京、天津、山東、河北等地區的華北電網。
2 電網建設面臨的新挑戰
2.1 特高壓建設
很明顯我國能源資源與生產力呈逆向分布,隨著經濟發展對能源需要的增加,以煤炭為主要能源結構的能源供應形勢發生變化,而新能源的開發以及集約化發展,決定了全國能源優化配置的重要性和加快高壓電發展的必要性。從能源利用來看,以南方為例,長江沿岸月30 km就有一座發電站,而南京到鎮江路段,僅10 km就一座,在以煤炭為主的能源結構下,長江三角洲地區發電每年所排放SO2量高達45 t,這不僅帶來了嚴重的環境問題,而且發映出我國能源結構、經濟增長方式不合理,因此,要實現低碳發展,必須采用“以電代煤,以電代油,電從遠方來”的方式。
2.2 站址反線路路徑選擇
隨著城市化進程的加快,耕地規模日益減少,環境資源破壞日益嚴重。我國耕地面積本就較少,而在建筑占地的作用下,建設用地和農業安全的矛盾非常突出,農村在絕大部分土地被劃分為基本農田保護區,這就加大了變電站選址和線路路徑規劃的困難。除了變電站之外,進出線路路徑走廊也許占據較大面積的土地,隨著超高壓大電網建設工程的啟動,跨區域電網所需占用的土地面積越來越大,而由于許多電網是“過路電網”,不直接服務于本地區電網,所以,所經地區電網建設配合度不高。因此,要解決以上問題,必須要求在線路建設和分布中,正確處理好電網建設利益與環保效益、經濟效益之間的關系,處理好“過路電網”和當地經濟利益之間的關系,保證電網線路既能夠良性Qb5X3KCaPeSdoXolay91HaqmUGR1Hb7oz0Xvyr7o69Q=運轉,又能夠實現環境效益、資源效益以及社會效益。
2.3 電網建設的整體效益
進入2013年以來,國家電網在加強特高壓輸電線路建設的同時,統籌規劃,各地配電網建設改造悄然提速。如杭州市計劃全年投資27億;山東聊城、萊蕪等地集中進行農網改造建設;安徽淮北地區為適應本地經濟發展需要,將投資2.8059億元,且制定了“建設以220千伏電網為骨架、110千伏網架堅強、城網和農網協調發展的現代化電網”的電網建設目標等。這足以說明電網建設已經成為現代經濟發展的重要支撐力量,另一方面,也隱含了如何構建現代電網如何構建的問題。
其一,實現本地域經濟發展是電網建設的基本出發點。電網建設對地區經濟發展具有重大作用,從宏觀上看,由于我國能源分布和生產力水平之間存在矛盾,實現“借電”,不僅能夠滿足本地區經濟的發展需求,而且利于緩解東西部經濟差距;從微觀上來看,電網建設是地區經濟建設和產業結構調整的重要保證,如通過擴展電網可帶動相關電力設備、電氣設備、電纜行業、建筑行業的發展等,如通過電力供應方向,調整產業結構。其二,社會效益是維護電網穩定的基本條件。滿足社會、企業、個人用電需求是電網建設直接目的,而只有在滿足多方利益的基礎上,電網建設才能夠順利進行。其三,電網建設與環境保護相結合是實現電網整體效益的前提。現代能源危機、環境破壞,向我們敲響了社會、經濟、資源、環境全面發展的警鐘,因此,在電網建設中,必須處理好各種因素,以促使電網建設贏得綜合效益。
3 電網建設中線路分布原則
適應于現代電網建設要求,為實現電網建設的綜合效益,實現區域經濟發展,電網線路建設必須遵循以下原則。
3.1 規劃先行原則
電網規劃是電網線路分布的源頭。電網規劃要與地方發展規劃相銜接,納入地方總體規劃中。電網路線分布規劃從根本上說,是為實現地方經濟發展而采取的一種措施,其根本目的在于實現地方整體效益,促進地方經濟發展,因此,在進行電網線路建設中,要結合本地方的經濟實際、發展要求進行事前規劃,將電網線路分布規劃與地方發展總體規劃、城市建設規劃、土地利用規劃相統一,而只有這樣才能夠在實現電網安全運營的基礎上,提升地方的經濟效益。
3.2 突出特高壓線路分布原則
我國現階段主要采用煤炭發電,而隨著煤炭資源量日益減少,電荒危險成為很多地區生產、生活的制約的因素。而隨著太陽能、風能、水能資源的大規模和集約化發展,我國西北部、南部地區新能源開發迅速,且形成了一些高壓工程,如自2009年以來,國家電網公司先后成立了晉東南—荊門1000 kV交流試驗示范工程、向家壩—上?!?00 kV直流示范工程和四川錦屏—江蘇蘇南±800 kV直流輸電工程,這三個工程是世界上電壓最高、容量最大、技術領先的特高壓交、直流工程,且運行狀況良好,三年來的累計送電量超過800億千瓦時,這就說明了特高壓電網具有巨大的經濟推動力,與之相對應,電網線路要集中面向新能源豐富的地區,充分利用地區新能源優勢,以保證電力供應的同時,促進本地區經濟發展。
3.3 綜合效益原則
隨著電網建設的發展,我國已經建立了西北電網、華北電網、東北電網、華東電網、華中電網、和南方電網等區域電網,各電網之間以及內部相互聯系,形成了覆蓋全國的電網結構。從電網路線分布上來看,無論是宏觀面的整體結構,還是區域內部結構都呈現出點、線、面相結合的特征,就其原因在于以電網線路為紐帶,推動地域經濟、社會、環保等方面的發展。
其一,以資源促經濟。以西北電網為例,基于本身的新能源優勢,西北電網是唯一的最高系統電壓為330 uV的電網,而且隨著特高壓電網建設的發展,近年來國家積極投資本區域電網建設。就其線路分布來看,第一條330 kV線路,是1972年6月建成的劉家峽小電站至天水至關中的輸變電工程,之后建成韓城至銅川至莊頭的330 kV輸電線路,秦嶺電廠至河南三門峽五原變電站的330 kV線路、甘肅靖遠至寧夏青銅峽變電路的330 kV線路(暫以220 K運行)、330 kV的龍花線和龍海線,在1990年寧夏大壩330 uV接入系統后,形成330 kV陜西、甘肅、青海、寧夏聯合電網。如今形成了西部從青海的烏蘭、甘肅的嘉峪關,東到陜西的韓城和秦嶺電廠,北到寧夏的青銅峽和陜西的榆林,南到陜西的關中和安康的西北330 kV電網,并形成從西安—咸陽—渭南的330 kV單回環網和以蘭州、白銀為中心的330 kV單回環網。適應于特高壓電網建設要求,充分利用本地資源優勢,在此基礎上,進行線路擴建,并在地區內部進行線路建設,現已有3回330 kV線路在陜甘之間,2回330 kV線路相連在甘、寧,且有6回330 kV線路在甘、青間。
其二,“借電”原則。我國資源地域分布并不平衡,很多地區電網,以某一點為基礎,借用該點電力資源,而進行電網線路建設,進而實現經濟發展的。以華東電網為例,華東電網覆蓋范圍內,一次能源匱乏,水利資源和煤炭儲量分別僅占全國的3.6%和4.2%,但是本地區經濟發達,工農業生產總值占到全國的近四分之一,在其經濟、技術、人才優勢上,本電網從河南、山西運入發電用煤,并從葛洲壩輸進水電,在此基礎上,形成了新安江—上海220 kV線路、其貫穿安徽、江蘇和上海和浙江,形成了三省一市的220 kV聯網。之后在經濟發展推動下,先后形成淮滬和徐滬U形500 kV骨干網架、形成繁昌—斗山—黃渡—瓶窯—繁昌500 kV江南大環網、石洞口—黃渡—揚高—南橋500 kV雙回環路。此地區為了實現電力外送,實現從浙江到本地域其他地區的資源共享,形成上?!獰o錫斗山—杭州瓶窯的500 kV三角形環網,而在借用水電方面,也形成了葛洲壩到上海的直流±500 kV線路,這有力推動了大區域之間的電網互聯。
3.4 安全性原則
從電網線路分布安全性來看,其受外界因素如地形、水文、氣候的影響較大,尤其在暴雨、雷電以及強對流天氣的影響下,往往會發生眾多事故,而隨著全球變暖趨勢的加強,這種不確定因素越來越復雜,這種干擾對線路安全運行產生重要影響,或是造成線路中斷、或是引起供電不足,或者引發重大經濟、安全問題,因此,電網建設中,要全面考慮影響線路分布的各種因素,盡量避開雷區,以防止因外界環境影響電網正常運行。
3.5 線路面積合理化原則
隨著電力行業的發展,電網建設中的線路迅速增加,線路建設和分布是電網建設的重要方面,其路線選擇和分布狀況,不僅影響著電力供應狀況,而且直接影響電網建設的經濟狀況。鑒于電網建設自身經濟效益的要求,在線路選擇時,要盡量選擇“直線路線”,并通過科學規劃,不斷優化電路網架,合理確定變電站和供電區域的位置;根據各地區發展要求和經濟狀況,合理調整線路數量,控制線路的疏密程度,避免因線路過多而造成不必要的危險;依據城鄉規劃標準選用合適的電線、確定電網網架等,保證電路分布與城鄉發展相適應等。
3.6 資源節約原則
節約各類有限資源是國家電網公司建設“資源節約型、環境友好型”電網的具體要求。當前電網建設必須堅持資源節約原則,最大限度節約土地資源。在進行線路設計時,要全面考慮到所占土地類別,盡量避開土壤肥沃的農耕地;采用新技術、新工藝和新設備,最大限度減少路線路徑對土地占用和土地利用的影響。
4 結語
隨著電網建設的發展,現階段我國已經形成了覆蓋全國的電網結構。電網線路分布是電網建設的重要內容,從現階段我國電網建設現狀和其發展趨勢來看,電網線路分布必須從地域經濟、資源、環境、社會等方面出發,堅持充分利用本地域優勢、電力資源共享和“借用”、特高壓線路建設、環境保護、資源節約等原則,通過合理的規劃設計、線路路徑選擇、電網建設等措施,來保證電網線路合理分布,以最終實現電力安全供應、電力資源轉化為社會生產力,促進各區域經濟發展的同時,實現縮短地域經濟水平差距的目的。
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