電力系統輸電環節發展淺析

【摘 "要】“十三五”期間，輸電電網面臨著著力解決能源供應、生態環境和電網安全問題，通過比對電網輸電環節發展的現狀、分析電網輸電環節的不足與問題、介紹電網輸電環節發展新技術分析電網輸電環節的發展情況。

【關鍵詞】柔性輸電;特高壓;在線監測裝置

“十三五”期間，輸電電網面臨著著力解決能源供應、生態環境和電網安全問題，建設特高壓骨干網架，盡快建成大氣污染防治行動計劃確定的特高壓工程，加快推動后續特高壓工程建設，建成以“三華”特高壓電網為核心的骨干網架結構，構建西南特高壓交流主網架，適時啟動東北特高壓電網建設，形成東北、西北、西南三送端和“三華”一受端的4個同步電網格局，大幅提高電網優化配置資源能力，滿足國家規劃的大煤電、大水電、大核電和大可再生能源基地電力輸送和消納。

一、輸電環節發展現狀

（一）輸電項目建設情況

2014年，國網特高壓工程建成投運“一交兩直”，開工建設“兩交一直”。“川藏電力聯網”工程提前半年建成投運。西北750千伏主網架、電氣化鐵路供電配套等重點工程，浙江仙居等抽水蓄能電站建設有序推進。公司新開工110（66）千伏及以上工程線路長度5萬千米、變電容量3.2億千伏安;投產110（66）千伏及以上線路長度5.2萬千米、變電容量2.8億千伏安。

（二）輸電環節存在的不足

1.電力需求將平穩較快增長，東中部仍是負荷中心

中國電力需求增長與經濟發展基本同步，呈正相關關系。過去10年用電量年均增速10.9%，超過經濟增速0.7個百分點，電力彈性系數1.1為滿足經濟社會發展對電力的需求，預計2020年全社會用電量達8.4萬億kW·h，“十三五”期間年均增速7.2%，電力彈性系數0.96中國東中部地區人口眾多、經濟發達，GDP總量大，用電水平高，一次能源資源廈乏，即使實施結構調整和部分產業向西部轉移，過剩產能被淘汰，東中部仍將是中國的負荷中心。

2.發用電就地平衡方式難以為繼，需要在全國范圍優化能源配置

中國能源結構以煤為主。全國煤炭保有儲量80%以上分布在西部、北部，東部煤炭資源僅占3.3%受資源桌賦和發展條件限制，長期以來，中國電力發展以分省（區）自我平衡為主，中國東中部地區電源密集，煤電裝機占全國煤電裝機的66%，導致煤電油運緊張局面反復出現，環境污染日益嚴重，頻繁出現霧霆天氣，已不具備發展煤電的空間。如果再繼續東中部大量建設煤電、就地平衡的電力發展方一式，將帶來更加嚴重的煤電運緊張和環境污染問題在西部、北部煤炭富集地區建設電廠，變輸煤為輸電，可以統籌利用東西部環境容量，優化配置全國環境資源，實現電力工業科學發展。

3.新能源大規模發展面臨電網規模小、消納能力不足的瓶頸制約

目前，中國非化石能源占一次能源消費總量比重僅為9.8%，實現2020年非化石能源占比15%，2030年非化石能源占比20%的日標，還需要大力發展清潔能源。按照國家規劃，2020年全國常規水電裝機達到3.5億kW、風電2億kW，太陽能發電1億kW新能源布局集中、增長速度快，當地電網規模小、難以就地消納，電網跨區通道建設滯后，需要進一步加快大容量跨區輸電通道建設

4.電網發展亞需技術升級

1981年，中國建成第1回500kV輸電線路，當時全國裝機6913萬kW。2013年，全國裝機達到12.5億kW，是1981年的18倍。國家規劃建設的13個大型水電基地、9個大型煤電基地、9個大型風電基地與東中部負荷中心距離一般在800--4000km日前，500kV電網已經面臨短路電流超標、發展適應性不強、輸送能力不夠、走廊資源稀缺等一系列突出問題，靠技改和擴建500kV電網，無法適應大規模西電東送、北電南供的要求。同時，西部能源基地大都采用直流送出，送電規模大、增速快，東中部500kV電網的安全承載能力嚴重不足，“強直弱交”的結構嚴重威脅電網安全，需要實施電網技術升級，從根本上解決發展中遇到的問題。

二、輸電環節新技術發展分析

（一）特高壓電網建設

為進一步細化落實《能源行業加強大氣污染防治工作方案》，國家能源局于2014年6月初分別與國家電網公司、南方電網公司簽署《大氣污染防治外輸電通道建設任務書》，同時正式下發文件批復12條電力外送通道，開展前期工作，其中已明確提出4交5直合計9條特高壓工程建設方案，并且首次明確線路建設時間表。此外，國家能源局將加快辦理項目核準手續，滿足工期要求，對口聯系地方政府部門，協調解決項目實施過程中的重大問題，落實各項配套條件。

另一方面，國家電網公司年中會議已提出2014年下半年到2015年上半年“四交五直”全部開工，并計劃明后年開工“五交五直”，同時國家電網已明確了各條交流特高壓線路負責人，我們預計隨著國國家電網內部各條特高壓線路分管工作的明確，各個項目小組將各自啟動開始前期工作。

國家電網還計劃2016、2017年開工“五交五直”特高壓工程，2018年全部建成投運。

同時，到2020年建成共計33條特高壓直流和交流工程，累計建設特高壓輸電線路6.4 萬公里。過去8年半的時間，我國特高壓工程累計建成僅1.2萬公里，年均增加1400公里左右，而投資額更是年均僅170億元。如果僅考慮納入大氣污染治理行動計劃的“四交五直”，那么2014和2015年的投入將達到：

261+240+185+174+180+ 275+ 264+150+220=1949億元

這一數字比過去8年半的特高壓投資之和1456億元還要高出近500億元，而這僅僅是未來兩年的保守估計。因此，我們判斷，從2015年上半年這個時點起，特高壓建設將進入全面提速期，未來市場規模將隨著特高壓項目的不斷開工而呈現出爆發式的增長。

（二）柔性輸電

1.柔性輸電市場容量

2010-2020年，柔性輸電投資帶來的SVC市場容量將超過230億，未來3-5年市場將呈現加速上漲局面。柔性輸電在電網的滲透率目前很低，約不到5%，未來10年將是柔性輸電高速發展的黃金時期。僅SVC/SVG在輸電網中的市場容量，保守估計將達到150億元左右，加上其他柔性輸電設備需求，預計柔性輸電投資帶來的設備需求將超過230億元。未來3-5年，電網SVC市場將呈現加速上漲局面。

2.柔性輸電項目最新發展動態

柔性直流輸電技術是未來電力電子技術的重要發展方向，受到世界各國的高度關注，歐美國家正在積極推進柔性直流輸電關鍵技術研究和工程建設。2014年7月4日，浙江院設計的世界上電壓等級最高、端數最多、單端容量最大的多端柔性直流輸電工程——浙江舟山±200千伏五端柔性直流輸電科技示范工程正式投運，標志著我國在世界柔性直流輸電技術領域走在了前列，也為我國首個以海洋經濟為主題的國家級新區——舟山群島新區快速發展提供了堅強電能保障。

（三）線路監測發展

1.線路監測市場容量

在線監測是智能電網實現“自動化”、“智能化”的基礎，國家政策、電網公司戰略均積極推動在線監測。發改委、科技部、商務部、知識產權局聯合發布的《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南（2007年度）》中第80類“電網輸送及安全保障技術”中明確指出包括“在線監測及診斷裝置”。另一方面，國網、南網均明確提出，要從2010年起開始全面推廣實施設備狀態檢修，全面提升設備智能化水平。

2010-2020年，僅變壓器色譜在線監測設備的市場容量，預計將超過50億元，加上斷路器在線監測、電纜在線監測等設備需求，預計電網在線監測設備市場總需求將超過100億元。在關鍵設備的檢修制度由定期檢修向狀態檢修發展的過程中，各種關鍵設備都有實施在線監測的需求。以其中主要產品變壓器在線監測為例，我國變壓器在線監測產品主要應用于110kV及以上電壓等級的變壓器。近年來，在線監測技術已日趨成熟，變壓器在線監測產品已逐漸被電力系統認可和使用，750kV及以上電壓等級的變壓器已全部安裝了在線監測設備。

未來5-10年，電網在線監測市場將保持加速增長局面，年均增長率有望達到50%以上。隨著狀態檢修即將在我國電力系統全面推廣實施，預計未來我國電力系統110kV及以上電壓等級的存量、新增變壓器將逐步全面安裝在線監測設備，電網在線監測市場將迎來黃金發展時期。

2.線路監測最新發展動態

位于仙桃與武漢漢南區交界處的110千伏袁灘彭線外破在線監測點上線運行，該公司輸電運檢室在全省率先創新開展的輸電線路在線監測（控）業務正式開始全面試運行。

該項工作的實施，在湖北省尚屬首創。隨著輸電線路業務的逐步深入推進，除了解決“外破隱患點無法及時發現和制止”、“巡視到位監察工效不高”、“線路運行信息無法及時監測”、“大型施工現場安全作業信息無法實時掌握”等一些長期困擾基層運維班組的問題外，還將降低線路運維成本，盤活現有的人力資源，有力提升工作效率。

參考文獻：

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