特高壓交流輸電技術發展現狀

王詩璇 李鑫

摘要： 隨著全球一體化的發展，我國經濟能力和工業發展水平也迅速提高。大到工廠生產，小到日常生活，電力能源成為維持人類活動正常發展的必要元素之一。新技術不斷被研發，新型工程不斷啟動，特高壓交流輸電技術在電力市場的應用越來越廣泛。基于此，本文將淺談現代特高壓交流輸電技術的發展與應用。

關鍵詞 特高壓交流輸電;發展現狀;技術應用

1輸電進展歷程

輸電日漸拓展，電力體系延展了固有的規模。新穎技術被創設出來，它助推了更廣范疇的技術進步。早在20世紀，前蘇聯及美國創設的輸電體系就提升了電壓原有的等級，提升至500千伏。60年代以后，發達國家著手探析了本源的特高壓輸電機理，摸索實用技術。例如，早在20世紀70年代，美國擬定構建火電站、批量的核電站。受到危機干擾，規劃一度暫停。過了十年以后，美國擁有了更為完備的新穎技術，可以創設特高壓架構下的新輸電路徑。然而，受到環保約束，這一時段構建起來的電廠多借助于天然氣，容量并不很大。再如，前蘇聯摸索特高壓這一必備技術，借助煤炭發電，構建了發電廠。這一時段內，發電廠設定了超出4千兆瓦。

截至目前，我國現有的調研獲取了凸顯的成就，位于領先位置。調制了配套送電必備的新設備，送電等級被升高為特高壓。從現狀看，電網擬定的總容量快速被拓展，水準也在升高。創設了這一范疇的實驗室，專門測驗線路，輸電提升為特高壓。國家電網公司董事長劉振亞提出的構建全球能源互聯網，推動實現全球清潔綠色電力供應中，加快特高壓建設發揮著重要的作用，特高壓交流輸電關鍵技術、成套設備及工程應用獲得國家科技進步特等獎，實現了“中國創造”和“中國引領”，同時讓更多的國家接納了我們領先的特高壓網絡建設。特高壓輸電中，多重線路可被分成直流的、交流類的線路，它們彼此銜接，輸送著各區段的電能。針對交流送電，在它的路徑內增設了城區的變壓站，專供城區用電。我國已經成功掌握特高壓交流輸電技術，1000千伏特高壓交流輸電距離達到1500千米，全球各大清潔能源基地與負荷中心之間的距離都在特高壓輸送范圍內。

2 特高壓對我國經濟發展的重大意義

我國正處于工業化和城鎮化快速發展的重要時期，預計到2020年，我國用電需求將達到7.7萬億千瓦時，發電裝機將達到17億千瓦左右，均為現有水平的2倍以上。

電網作為電力輸送和消納的載體，已成為能源供應系統的關鍵組成部分。現有主網架，難以滿足未來遠距離、大容量輸電以及電網安全性和經濟性的需要，必須加快建設特高壓電網，以保障電力與經濟社會的協調發展，實現電力工業可持續發展。

一、特高壓是我國清潔能源發展的重要載體。特高壓輸電具有容量大、距離遠、能耗低、占地省、經濟性好等優勢，能夠實現各種清潔能源的大規模、遠距離輸送，促進清潔能源的高效、安全利用。

二、建設特高壓有利于我國能源資源的優化配置。長期以來，我國電力發展方式以分省分區平衡為主，燃煤電廠大量布局在煤炭資源匱乏的中東部地區，導致鐵路運輸長期忙于煤炭大搬家，煤電油運緊張狀況時常發生。為構筑穩定、經濟、清潔、安全的能源供應體系，迫切需要建設以特高壓為骨干網架的堅強智能電網。

三、建設特高壓有利于提高我國的能源供應安全。從豐富能源輸送方式來看，建設特高壓，通過加大輸電比重，實現輸煤輸電并舉，使得兩種能源輸送方式之間形成一種相互保障格局，促進能源輸送方式的多樣化，減少鐵路煤炭運輸壓力，提高能源供應安全和高效經濟運行。

四、建設特高壓是帶動電工制造業技術升級的重要機遇，是研究和掌握重大裝備制造核心技術的依托工程，對于增強我國科技自主創新能力、占領世界電力科技制高點具有重大意義。目前，特高壓輸電技術已經納入《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020）》《國務院關于加快振興裝備制造業的若干意見》《國家自主創新基礎能力建設“十二五”規劃》等國家重大規劃。

3 特高壓交流輸電技術發展現狀

3.1 帶動區域經濟發展

我國地理結構復雜，很多山區、丘陵地帶由于地理條件影響，居民長期受到供電緊缺的困擾。而通過線路鋪設、電站分布這些電網類項目的建設，使偏遠村落之間也可以通過電站而聯系起來。方便了居民生活發展中的電力需求，帶動這些地區經濟建設，擺脫落后貧窮。

另外，雖然我國地大物博，但是資源分布并不平衡。水電資源多分布在沿海地區和東部地區，而煤炭、石油、天然氣資源則多分布在西北部地區。不同于以往的鐵路運輸，特高壓電網運輸縮短了運輸時間，提高了運輸效率，使我國能源運輸方式更加優化、安全。也將西部地區的優勢轉變為經濟優勢，促進當地發展。

3.2 提高電網技術穩定性

將1 000kV交流特高壓線用在大型輸電工程中既可以擴大輸電容量，又可以加長輸電距離，同時節約資金，縮小輸電通道，節約土地資源。不同于以往小千伏數的輸送線路，特高壓交流輸電技術有效避開了短路電流過多、部分地區穩定性差的電網系統安全問題。

3.3 促進電工制造業技術發展

利用特高壓交流輸電技術優化電網系統，提高輸電質量，是我國電工制造業通過技術創新，響應科技是第一生產力的重要體現之一。通過對特高壓交流輸電技術的研究與創新，開發特高壓輸電線的配套設施，減少電網運行損失，提高安全性，使我國電力科技水平再上一個臺階。

4 特高壓交流輸電技術創新介紹

4.1 外絕緣配合

由于特高壓交流輸電線操作電壓大，耐受電壓隨空氣間隙距離增大而呈非線性增加趨勢，在飽和后外絕緣難度明顯增加。再者，我國污染程度嚴重，附著于套管表面的污穢物體，會加劇抗絕緣配合技術的難度[3]。針對這一難題，抑制過電壓操作水平，使其偏離空氣間隙的飽和區，幫助絕緣尺度回歸線性;或是研究污穢成分，研發含抗性絕緣套管，都可以提升絕緣率，使線路運行更加安全。

4.2 潛供電流控制

由于特高壓輸電線路經常運用在大容量、長距離的輸電工程中，其高電壓、高電流的特性會使潛供電流過大，造成線路故障，影響供電穩定。為抑制該電流，我國在長距離輸電過程中往往會配合設置特高壓電抗器，并在電抗器中繼續設置小型特高壓電抗器，協助抑制電流，將潛供電流控制在安全范圍內。雖然國外也有對應控制設施，如高速接地開關，但此種設施操作復雜，成本較高，更適宜于短距離輸電，不符合我國國情。

5 我國特高壓輸電技術的工程應用

特高壓交流輸電線路具有充電功率大、潛供電流大、絕緣配合要求高、線路長度和兩端電網特性對特高壓設備的工作條件影響大等特點，需要采取裝設大容量高壓電抗器（或可控電抗器）及中性點小電抗、高性能避雷器、帶合閘電阻的斷路器等措施。金沙江是長江上游青海玉樹巴塘河口至四川宜賓河段的通稱，水能資源十分豐富，可開發裝機容量約90GW，年發電量約5000億kwh。開發金沙江是實現資源優化配置和能源可持續發展戰略，加快“西電東送”步伐，減輕北煤南運和東部地區環保壓力，優化華中、華東地區能源結構的重大舉措。金沙江一期工程溪洛渡、向家壩水電站總裝機容量18.6GW，電站容量大，輸電距離遠，其電能的合理消納及輸電系統的形成，對我國能源資源優化配置、大容量遠距離輸電技術發展和全國聯網格局具有重大而深遠的影響。

6 結論

市場狀態之下，特高壓這樣的輸電應被注重，擁有獨特價值。電力建設進步，特高壓模式的輸電擁有著可行性，設定了技術路徑的指引。現有狀態下，具備了構建這類輸電的根本要件，累積了珍貴經驗。相關部門應能增添支持，深化相關調研。摸索發展路徑，提高特高壓這類輸電的構建速率。

參考文獻

[1]劉振亞.中國特高壓交流輸電技術創新[J].電網技術，2013（3）：567-574.

[2]舒印彪，張文亮.特高壓輸電若干關鍵技術研究[J].中國電機工程學報，2007（31）：1-6.