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1.2 我国发展特高压输电的必要性

1.2.1 能源安全与电网发展的客观需求

1)电力需求的快速增长

我国是世界上最大的能源消费国,但能源资源相对匮乏,石油、天然气对外依存度分别达到 60%和 30%左右。面向未来,我国能源需求将保持刚性增长。根据相关机构预测,到2030 年和 2050 年,我国全社会用电量将分别达到 115 万亿、16.5 万亿kW·h,比 2010 年分别增长 1.7 倍和 2.9 倍,电力需求和电源建设规模巨大。

2)远距离大容量输电的需求

在我国,能源供应能力的提升受到“两个不均衡”的制约。

一是能源资源分布不均衡,东中部能源资源较为稀少,而西部却很丰富。我国的可开发水电资源居世界首位(约 3.95 亿kW)。截至 2008 年底,全国水电总装机容量(1.17 亿kW)稳居世界第一,迄今世界最大的在运行水电站(三峡水电站)也在我国。但可开发水电资源约有 2 /3 分布在西南部的四川、云南、西藏三省区,远离负荷中心。我国的煤炭蕴藏量约有2 /3 分布在西北部的“三西”(山西、陕西、内蒙古西部),也远离负荷中心。表 1-3 为我国主要电源基地到负荷中心的距离。

表 1-3 我国主要电源基地到负荷中心的距离

二是各地区的经济发展不均衡,东中部经济相对发达,对能源的需求量较大,而西部经济总量较小,对能源的需求量也相对较小。我国的用电负荷约有 2 /3 位于东部沿海和京广铁路以东的经济发达地区。上述能源资源和负荷中心之间的距离大多处于 800~3 000 m,这一基本国情决定了我国采用特高压输电的必要性,而且电力流向的基本格局必然是大容量、远距离的“西电东送”。

3)电网发展基本规律的客观要求

电力系统从小规模到大规模、从低电压到高电压、从孤立系统到互联系统的发展历程体现了电力工业发展的基本规律。采用高电压等级、发展大规模电网,是当今世界电力发展的总趋势。建设以特高压电网为骨干、各级电网协调发展的国家级电网,符合我国能源资源与经济发展逆向分布的基本国情,符合国家节能减排的总体部署,可以改变我国电网发展滞后的局面,是实现电网与电源协调发展的有效途径,是建设资源节约型、环境友好型社会的迫切需求。

4)保证能源输送安全可靠的要求

尽管在通常情况下煤炭运输具有相当高的可靠性,但在某些特定条件下,能源输送也会受到外界因素的影响,其中影响最为明显就是冰雪灾害天气。尽管电力输送的安全性也曾受到冰雪灾害影响,但随着输电技术的提高,电网的抗冰雪能力将得到不断增强,特高压输电线路更是在设计之初就将融冰问题作为关键技术问题予以考虑解决,以确保线路受到灾害的影响尽量小,提高供电安全性和可靠性。因此,将一次能源在其富集地区就地转化为电能,并通过特高压线路高效地输送到负荷密集地区,实现输电与输煤并举,相互协调与互补,从而提高能源供应的可靠性,已成为我国迫切需要解决的重要问题。

1.2.2 促进全国统一电力市场建设的需求

受技术、经济以及政策因素的限制,目前我国电力平衡以“分区、分省平衡,区域间余缺互济”为特点,统一市场配置资源模式尚未形成。建设全国统一电力市场就是通过统一电力市场的核心交易机制,规范各地区电力市场秩序,打破电力发展和交易的地域界限,降低市场交易成本,扩大西部能源基地向东部经济发达地区的电力输送,在实现能源资源大范围优化配置的同时,将西部地区的资源优势转化为经济优势,为我国经济社会协调可持续发展提供强有力的支撑。

电网是电力市场的基础和载体。平台越大,容纳的市场主体就越多,竞争就越充分,资源配置效率也越高。电网是电力市场的决定性因素,大市场需要网架坚强的大电网来支撑。特高压电网将使我国各区域之间的联系变得紧密,不仅从空间上扩大了电力交易的范围,使得更多的发电企业和购电企业能参与市场交易,而且由于特高压电网传输容量大、网络支撑能力强,能够有效减少跨区跨省线路输电阻塞的发生,降低市场风险。特高压电网的建设,将实现跨区域间电力互济和互为备用,一方面有助于拉平系统总体的负荷曲线,降低峰谷差,提高发电机组的利用效率;另一方面还可降低系统总体的备用容量需求。另外,特高压电网有利于充分发挥市场手段促进节能减排。特高压电网的建成和发展将为我国大型水电、火电、核电以及新能源发电基地参与市场提供“高速公路”。这些高效、环保、节能的大容量机组(群)通过市场竞争,将替代负荷中心低效高污染的小机组,通过市场机制促进节能减排,同时还将减轻东部负荷地区的环境压力,合理利用能源资源。

1.2.3 提升科技创新能力的需求

特高压输电技术的发展有利于增强电力企业自主创新能力,推动电力工业创新体系的建设。我国依托特高压输电这一重大项目,通过组织技术攻关,实施试验示范工程,对部分关键技术采用技术引进、消化完善,实现电网技术升级,提升科技自主创新能力。

特高压输电工程的建设为我国电力装备制造业带来了新的发展空间。特高压输电技术是国际输电技术的前沿领域。我国发展特高压输电所带来的巨大市场空间,给电工装备制造企业研制特高压设备提供了市场需求原动力。通过特高压项目的研发和设备制造,我国重大装备制造能力和技术水平大幅提升,将有利于 500 kV和 750 kV设备制造,稳固我国自主研发制造的主导地位,加快我国从输变电大国逐步转变为输变电强国的进程。更重要的是,依托特高压工程推进装备自主化,对我国制造业水平全面提升起到了促进作用,也充分体现了一个国家装备制造业的技术水平和实力,更体现了国家的国际竞争力。

1.2.4 节约输电走廊

输电走廊是制约我国发展远距离输电的瓶颈。一些大型水电站,坝区空间十分有限,如果沿用 500 kV电压送出,安排出线走廊将相当困难。特高压输电在节约输电走廊方面具有一定的优势。

目前国内输电走廊宽度主要由走廊边沿电场强度控制,如线路走廊边沿电场强度按 4 kV/ m控制,500 kV单回路走廊宽度约 45 m,1 000 kV单回路走廊宽度约 98 m;如按 3 kV/ m控制,500 kV单回路走廊宽度约 50 m,1 000 kV单回路走廊宽度约为106 m。也就是说,单回路特高压线路的走廊宽度约为 500 kV的 2 倍,但其输送功率是 500 kV线路的 4~ 5 倍,因此特高压线路输送单位自然功率所需的走廊宽度仅为 500 kV线路的一半左右。 ji4eXfPOgpQubaPKcSSgeb2v05bweZBtF86D+Dd5zAVE1lp01gAFpt3F/I43FzE9

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