中國(guó)電網(wǎng)發(fā)展計(jì)劃
時(shí)間:2022-09-25 06:31:00
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中國(guó)的電網(wǎng),是伴隨著電力工業(yè)的發(fā)展而不斷擴(kuò)展的。截至**年底,全國(guó)裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)3億5657萬(wàn)千瓦,年發(fā)電量16541億千瓦時(shí)。全國(guó)220千伏及以上輸電線路長(zhǎng)度達(dá)到18.8萬(wàn)公里,變電容量5.2億千伏安。東北、華北、華東、華中、西北和南方電網(wǎng)均已形成500千伏(330千伏)主干網(wǎng)架,最小的電網(wǎng)裝機(jī)容量超過2700萬(wàn)千瓦,華東電網(wǎng)的裝機(jī)容量達(dá)到7600萬(wàn)千瓦。
百十年來(lái),中國(guó)的電網(wǎng)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的發(fā)展過程,然而,無(wú)論從外延或內(nèi)涵的角度看,真正有突破性的發(fā)展,也就是近30年的歷史。就其規(guī)格而言,可以把中國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展歷程大致劃分為3個(gè)階段。
(一)局部電網(wǎng)的形成階段
這一階段大致截止于20世紀(jì)60年代末70年代初。此階段,以大、中城市為中心的配電網(wǎng)逐步通過220千伏線路相互連接,以220千伏線路為主網(wǎng)架、以省域?yàn)橹饕采w范圍的局部電網(wǎng)開始形成。
**年以前,各電網(wǎng)容量都比較小,除東北、華東和京津唐外,絕大多數(shù)電網(wǎng)最高運(yùn)行電壓僅為110千伏,由于系統(tǒng)很小,抵御事故的能力低下,系統(tǒng)事故經(jīng)常發(fā)生,電力系統(tǒng)可靠性很差,電能質(zhì)量也很低。
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,社會(huì)對(duì)電力的需求越來(lái)越大,對(duì)供電的可靠性要求越來(lái)越高,客觀上要求加大聯(lián)網(wǎng)規(guī)模,以解決嚴(yán)重的“瓶頸”問題。
(二)跨省互聯(lián)的發(fā)展階段
**~**年,是中國(guó)電網(wǎng)的一個(gè)特殊發(fā)展時(shí)期。期間,省級(jí)電網(wǎng)的完善和跨省電網(wǎng)的形成交織發(fā)展。
**年以后,隨著電網(wǎng)的發(fā)展,很多地區(qū)逐步由孤立的110千伏、220千伏電網(wǎng)互聯(lián)形成220千伏或330千伏的全省乃至跨省電網(wǎng)。
這一時(shí)期,電網(wǎng)的穩(wěn)定破壞事故明顯增加。原來(lái)的110千伏電網(wǎng)一旦發(fā)生事故,只影響本地區(qū)的電網(wǎng),電網(wǎng)穩(wěn)定問題不突出。形成220千伏或330千伏的輸電距離較長(zhǎng)、供電面積較大的電網(wǎng)之后,電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題凸現(xiàn)。
至**年,我國(guó)嚴(yán)重缺電的局面已持續(xù)近20年。由于電源的增長(zhǎng)落后于電力需求的增長(zhǎng),導(dǎo)致集中資金用于電源建設(shè)以解決供需矛盾,從而忽視了輸、配電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。重發(fā)輕供不管用導(dǎo)致電網(wǎng)的發(fā)展落后于電源的發(fā)展,嚴(yán)重削弱了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。加之當(dāng)時(shí)電網(wǎng)的發(fā)展處于一個(gè)新的發(fā)展階段,無(wú)論是電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、基建或是電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理,都沒有充分認(rèn)識(shí)和重視這一客觀規(guī)律,沒有及時(shí)采取相應(yīng)措施,因而,從**~**的11年間,全國(guó)發(fā)生電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故達(dá)210次之多,平均每年發(fā)生19次,既包括失去同步穩(wěn)定的電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故,也包括電壓崩潰(失去電壓穩(wěn)定)和頻率崩潰(失去頻率穩(wěn)定)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故。在這些事故中,影響最為嚴(yán)重的是造成全網(wǎng)大面積停電的電網(wǎng)崩潰瓦解事故,即**年7月27日湖北全省停電事故,武鋼幾乎毀于一旦,事故直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3500萬(wàn)元。
此時(shí)的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題,已經(jīng)成為當(dāng)時(shí)電網(wǎng)運(yùn)行的主要矛盾。為了扭轉(zhuǎn)這一局面,時(shí)任電力工業(yè)部部長(zhǎng)的李鵬同志領(lǐng)導(dǎo)電力工業(yè)部采取了強(qiáng)有力的措施,及時(shí)召開了著名的全國(guó)穩(wěn)定工作會(huì)議(大連會(huì)議)。李鵬同志在大連會(huì)議上提出了管電就要管網(wǎng)、管網(wǎng)就要管穩(wěn)定的方針,指出“各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)要從思想上重視電網(wǎng)管理,我們的工作重點(diǎn),要從管好一個(gè)電廠、一個(gè)供電局,擴(kuò)大到管好整個(gè)電網(wǎng)”。此后,制定了《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》,并于1981年9月16日下發(fā)執(zhí)行。按照會(huì)議精神,全國(guó)電網(wǎng)各有關(guān)部門隨即加強(qiáng)了電網(wǎng)管理,用《導(dǎo)則》的各項(xiàng)規(guī)定指導(dǎo)電網(wǎng)工作,使電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、基建和運(yùn)行朝著健康的方向發(fā)展,從而大大促進(jìn)了電網(wǎng)的合理建設(shè);在充分發(fā)揮現(xiàn)有電網(wǎng)輸電能力的基礎(chǔ)上,大幅度提高了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定水平,電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故次數(shù)迅速減少。**年至1987年的7年間,全國(guó)電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故次數(shù)迅速減少到47次,年均6.7次,僅約為**~**年平均19次的三分之一;1987-1995年又下降到年均4.14次;“九五”期間全國(guó)主要電網(wǎng)僅發(fā)生穩(wěn)定破壞事故1起,年均0.2次;自1997年以來(lái),全國(guó)各大電網(wǎng)已經(jīng)杜絕了電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故。
幾年來(lái),由于國(guó)家進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到電網(wǎng)在基礎(chǔ)設(shè)施中的地位和作用,逐步加大了電網(wǎng)建設(shè)投入,電網(wǎng)發(fā)展十分迅速,不僅表現(xiàn)在電網(wǎng)外延的發(fā)展,即一般意義的電網(wǎng)覆蓋范圍的擴(kuò)大和電網(wǎng)裝機(jī)容量的增加,同時(shí)也表現(xiàn)在電網(wǎng)的技術(shù)有機(jī)構(gòu)成的提升。
到20世紀(jì)末,電網(wǎng)的發(fā)展,基本滿足了新增發(fā)電設(shè)備送出的需要,部分網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有所加強(qiáng),為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造了條件,電網(wǎng)抵御事故的能力有所增強(qiáng),因此而產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益,尤其是減災(zāi)效益。
自1982年中國(guó)的第一條500千伏輸電線路投入運(yùn)行以來(lái),500千伏的線路已逐步成為各大電網(wǎng)的骨干網(wǎng)架和跨省、跨地區(qū)的聯(lián)絡(luò)線。至此中國(guó)的輸電電壓等級(jí)500、330、220、110、63、35千伏(其中63千伏僅限于東北部分地區(qū),330千伏僅限于西北地區(qū)的電網(wǎng))。
至1989年,中國(guó)形成了7個(gè)跨省電網(wǎng):東北電網(wǎng),華北電網(wǎng),華東電網(wǎng),華中電網(wǎng),西北電網(wǎng),川渝電網(wǎng),南方互聯(lián)電網(wǎng)(含香港電網(wǎng)和澳門電網(wǎng))。期間,山東電網(wǎng),福建電網(wǎng),海南電網(wǎng)、烏魯木齊電網(wǎng)、拉薩電網(wǎng)、臺(tái)灣電網(wǎng)等仍為弧立運(yùn)行的省級(jí)電網(wǎng)。
上述電網(wǎng)無(wú)論從規(guī)模上或是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、電壓等級(jí)上,都為更大范圍的電網(wǎng)互聯(lián)奠定了基礎(chǔ)。
(三)跨區(qū)互聯(lián)的發(fā)展階段
隨著電力工業(yè)的發(fā)展,在經(jīng)歷了從省級(jí)電網(wǎng)發(fā)展到大區(qū)電網(wǎng)的積累后,跨大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)工程大步推進(jìn)。1989年9月,華中華東電網(wǎng)之間的±500千伏超高壓直流輸電工程(120萬(wàn)千瓦)投入運(yùn)行,在中國(guó)首次實(shí)現(xiàn)非同步跨大區(qū)聯(lián)網(wǎng),標(biāo)志著中國(guó)從省際間聯(lián)網(wǎng)向跨大區(qū)聯(lián)網(wǎng)邁進(jìn)了一大步。**年隨著華中到華東第二條±500千伏直流輸電線路(300萬(wàn)千瓦)的投運(yùn),使得華中-華東的輸電能力已達(dá)到420萬(wàn)千瓦。
**年5月,東北華北電網(wǎng)通過一條500千伏線路實(shí)現(xiàn)大區(qū)間同步交流聯(lián)網(wǎng),標(biāo)志著中國(guó)電網(wǎng)進(jìn)入了跨大區(qū)聯(lián)網(wǎng)的新時(shí)期,全國(guó)聯(lián)網(wǎng)工程取得重要進(jìn)展。**年12月實(shí)現(xiàn)了福建與華東同步交流聯(lián)網(wǎng);**年4月實(shí)現(xiàn)了川渝與華中同步交流聯(lián)網(wǎng),**年9月實(shí)現(xiàn)華中與華北500千伏交流聯(lián)網(wǎng);另外三峽至廣東直流聯(lián)網(wǎng)工程、華中與西北直流背靠背聯(lián)網(wǎng)工程現(xiàn)已開工建設(shè),將分別在2004年和2005年投運(yùn);山東與華東聯(lián)網(wǎng)、川渝與西北聯(lián)網(wǎng)、山東與華北聯(lián)網(wǎng)等項(xiàng)目已完成可研或正在開展可研等前期論證工作,同時(shí)正在組織開展三萬(wàn)二回線、東北與華北電網(wǎng)加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)工程、華中與華北電網(wǎng)加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)工程等項(xiàng)目前期工作。
這期間,三峽工程配套輸電項(xiàng)目建設(shè)取得積極進(jìn)展。三常直流和三峽送出有關(guān)輸變電工程按計(jì)劃投運(yùn),確保了三峽并網(wǎng)機(jī)組電力的正常送出。其他三峽輸變電工程正在按計(jì)劃施工,以確保三峽電力送得出、落得下、用得上。
城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造取得歷史性突破。**-**年累計(jì)投入資金3868億元,城鄉(xiāng)電網(wǎng)的供電能力、安全性和可靠性不斷提高。
電網(wǎng)設(shè)備的技術(shù)水平不斷提升。500千伏交直流輸電技術(shù)、線路串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)、緊湊型線路技術(shù),特別是具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制理論和系統(tǒng)控制裝置的應(yīng)用,顯著提高了電網(wǎng)的輸送能力和安全可靠性。
電網(wǎng)調(diào)度安全管理水平進(jìn)一步提高。為適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展水平的要求,我國(guó)從上至下建立五級(jí)調(diào)度管理體系,負(fù)責(zé)電網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度指揮。同時(shí)建立了比較完整的安全管理制度和事故應(yīng)急措施,有力保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
我國(guó)調(diào)度自動(dòng)化裝備水平已步入世界先進(jìn)行列,我們已經(jīng)開發(fā)出具有我國(guó)自主版權(quán)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。電力市場(chǎng)試點(diǎn)省市的電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)均已建設(shè)投運(yùn)。
我國(guó)的繼電保護(hù)專業(yè)技術(shù)和管理水平都已接近世界先進(jìn)水平,有的已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平和國(guó)際領(lǐng)先水平。
二、電網(wǎng)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)
回顧中國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),為我們今后電網(wǎng)的發(fā)展提供了有益的借鑒和啟示。
(一)必須堅(jiān)持統(tǒng)一規(guī)劃,構(gòu)筑合理電網(wǎng)骨架
合理電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基本要求。但是,中國(guó)的電網(wǎng)在開始階段,基本上都是由若干個(gè)局部電網(wǎng)就近互聯(lián)而成,缺少合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu),因此,電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行也就失去了物質(zhì)基礎(chǔ)。在總結(jié)70年代許多重大穩(wěn)定事故教訓(xùn)之后,我們努力通過統(tǒng)一規(guī)劃來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),但在實(shí)施過程中,仍然存在許多問題。首先,輸變電工程長(zhǎng)期作為電源工程的配套項(xiàng)目,電網(wǎng)被置于從屬的位置,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期沒有得到改善。其次,在“省為實(shí)體”原則的指導(dǎo)下,電源項(xiàng)目經(jīng)常是以“地區(qū)平衡”來(lái)安排,但地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與電源建設(shè)的不同步,帶來(lái)電網(wǎng)運(yùn)行許多問題,其中突出的就是穩(wěn)定問題。
為了從根本上解決電網(wǎng)結(jié)構(gòu)問題,國(guó)家最終通過強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),從對(duì)受端系統(tǒng)建設(shè)、電源接入、電網(wǎng)分層分區(qū)、電力系統(tǒng)間的互聯(lián)等關(guān)系到電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的原則性問題對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)的建設(shè)提出了明確要求,頒發(fā)了《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》。
多年的實(shí)踐證明作好統(tǒng)一規(guī)劃,構(gòu)筑剛性強(qiáng)的電網(wǎng),保持發(fā)電和電網(wǎng)的協(xié)調(diào)、有功和無(wú)功的協(xié)調(diào)、送端和受端的協(xié)調(diào)、一次和二次的協(xié)調(diào)、高壓和低壓的協(xié)調(diào)是電網(wǎng)穩(wěn)定的保障。
(二)解決穩(wěn)定性問題始終是大電網(wǎng)的主要任務(wù)
機(jī)電暫態(tài)過程是電力系統(tǒng)穩(wěn)定的基本問題,解決穩(wěn)定性問題始終是大電網(wǎng)的主要任務(wù)。在中國(guó),由于電網(wǎng)發(fā)展的階段性決定了電網(wǎng)穩(wěn)定性問題呈現(xiàn)出顯著的周期性。
在弧立小電網(wǎng)運(yùn)行的階段,電網(wǎng)的穩(wěn)定性問題不很突出,但是,到20世紀(jì)70年代,穩(wěn)定性變得十分突出,主要是中國(guó)電網(wǎng)進(jìn)入一個(gè)省級(jí)電網(wǎng)的完善和跨省電網(wǎng)的形成交織發(fā)展的特殊發(fā)展時(shí)期,人們對(duì)新形成的電網(wǎng)的省間弱聯(lián)系特性沒有根本的認(rèn)識(shí),不能正確、有效地防御事故。
現(xiàn)在,我們又進(jìn)入了一個(gè)跨大區(qū)聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)新的歷史時(shí)期。同樣,在實(shí)施全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的過程當(dāng)中,會(huì)不可避免地遇到各種各樣的技術(shù)問題、管理問題和認(rèn)識(shí)問題,既有我們需要進(jìn)一步深化認(rèn)識(shí)的,也有我們需要進(jìn)一步在理論上、實(shí)踐上進(jìn)行研究試驗(yàn)的問題。大區(qū)聯(lián)網(wǎng)中的弱聯(lián)系以及超大型鏈型電網(wǎng)的形成,使得電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問題十分突出。東北華北聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐使我們積累了電網(wǎng)互聯(lián)的一些經(jīng)驗(yàn)。采用了系統(tǒng)穩(wěn)定分析計(jì)算、仿真模擬、PSS裝置、聯(lián)絡(luò)線的快速解列裝置等技術(shù),制訂了嚴(yán)格的調(diào)度方案和運(yùn)行措施。實(shí)踐證明,聯(lián)網(wǎng)的這些安全措施是科學(xué)的,準(zhǔn)備是充分的。馬上就要進(jìn)行的華北和華中電網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)同樣遇到了電網(wǎng)的穩(wěn)定問題,可見電網(wǎng)的穩(wěn)定問題是電網(wǎng)長(zhǎng)期需要解決的重要課題。當(dāng)前我們正在積極的研究,采取有效措施。希望科研機(jī)構(gòu)進(jìn)一步研究更加有效的技術(shù)措施和保安措施,特別需要的是有效的和可靠的聯(lián)絡(luò)線快速解列裝置。
(三)保持協(xié)調(diào)發(fā)展,才能為安全創(chuàng)造有利條件
電網(wǎng)運(yùn)行的客觀規(guī)律要求作好以下幾個(gè)方面的協(xié)調(diào)。
一是發(fā)電和電網(wǎng)建設(shè)的協(xié)調(diào)。發(fā)電的布局必須合理,電網(wǎng)建設(shè)必須適度超前,既要防止電網(wǎng)對(duì)潮流的阻塞,又要防止潮流集中造成的擁擠。
二是有功和無(wú)功的協(xié)調(diào)。在建設(shè)有功的同時(shí),一定要同時(shí)建設(shè)無(wú)功電源,尤其要加強(qiáng)負(fù)荷側(cè)的無(wú)功建設(shè),使負(fù)荷中心有足量的無(wú)功支撐。
三是一次和二次的協(xié)調(diào)。改變重發(fā)輕供、只重視一次建設(shè)、不重視二次的習(xí)慣。
四是作好送端和受端的協(xié)調(diào)。在受端防止超過受電比例的大量的功率的注入,在送端防止電源的過度集中,造成電網(wǎng)頭重腳輕。
五是作好高壓網(wǎng)和低壓網(wǎng)的協(xié)調(diào),適時(shí)打開電磁環(huán)網(wǎng),不斷提高電網(wǎng)的穩(wěn)定水平。
(四)只有統(tǒng)一管理電網(wǎng),才能真正駕馭電網(wǎng)
電網(wǎng)統(tǒng)一管理是電網(wǎng)安全運(yùn)行的前提。統(tǒng)一管理的基本點(diǎn)之一是要求在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行階段統(tǒng)一使用強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。在電網(wǎng)不同的階段,由于考慮問題的角度有所不同,規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行階段難免存在認(rèn)識(shí)和技術(shù)上的差異,正確的對(duì)待、分析和把握這些分歧,經(jīng)過研究、討論之后形成共識(shí)才是十分重要的。
中國(guó)頒布普遍適用的《電力系統(tǒng)穩(wěn)定導(dǎo)則》這一強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),就是認(rèn)識(shí)統(tǒng)一的結(jié)晶,實(shí)踐證明,電力系統(tǒng)穩(wěn)定導(dǎo)則使得中國(guó)電網(wǎng)的管理邁向標(biāo)準(zhǔn)化,大大提升了我國(guó)電網(wǎng)的管理水平。
加強(qiáng)電網(wǎng)管理的另一方面是電網(wǎng)穩(wěn)定技術(shù)的管理。它包括電網(wǎng)穩(wěn)定的組織管理,運(yùn)行管理,技術(shù)管理,計(jì)算管理;各電網(wǎng)通過組織體系,統(tǒng)一了電網(wǎng)穩(wěn)定管理的思想認(rèn)識(shí),提高了電網(wǎng)穩(wěn)定的技術(shù)水平;在省間聯(lián)網(wǎng)的穩(wěn)定計(jì)算工作中,堅(jiān)持了統(tǒng)一計(jì)算的模型、參數(shù),作到規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、調(diào)度的協(xié)調(diào);在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱的情況下,采取了提高電網(wǎng)穩(wěn)定水平的技術(shù)措施,建立了保證安全的三道防線,配置了必要的安全穩(wěn)定自動(dòng)裝置并進(jìn)行優(yōu)化,運(yùn)行管理上按照導(dǎo)則制訂了大區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行規(guī)定,嚴(yán)格執(zhí)行,保證了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
三是加強(qiáng)電網(wǎng)二次的技術(shù)管理。即強(qiáng)化電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化和電網(wǎng)繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置和通信的管理,確保相關(guān)設(shè)備與一次系統(tǒng)同步設(shè)計(jì)、同步建設(shè)、同步驗(yàn)收、同步投入運(yùn)行。不斷提高繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置的正確動(dòng)作率,提升了自動(dòng)化實(shí)用水平。
四是電網(wǎng)必須實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度。統(tǒng)一調(diào)度管理,維護(hù)電網(wǎng)運(yùn)行秩序,嚴(yán)肅調(diào)度紀(jì)律,是中國(guó)管理電網(wǎng)的實(shí)踐總結(jié)。各電網(wǎng)做到了統(tǒng)一安排運(yùn)行方式,統(tǒng)一平衡檢修,統(tǒng)一配置繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置,統(tǒng)一部署黑啟動(dòng)方案,統(tǒng)一指揮電網(wǎng)的事故處理。
(五)必須建立合理的電價(jià)形成機(jī)制,確保電網(wǎng)建設(shè)的資金來(lái)源
過去的幾十年,中國(guó)電網(wǎng)的建設(shè)資金主要有兩個(gè)渠道:一是貼費(fèi),主要用于配網(wǎng)建設(shè)和改造;二是作為電源建設(shè)的配套工程。電網(wǎng)一直就沒有獨(dú)立的輸配電價(jià)機(jī)制。目前,一方面由于前一階段電力供需緊張形勢(shì)趨緩,取消了貼費(fèi);另一方面,隨著廠網(wǎng)分開,輸配電工程作為電源建設(shè)的配套工程已經(jīng)失去制度基礎(chǔ)。所以,開辟電網(wǎng)的建設(shè)資金渠道已經(jīng)成為電網(wǎng)建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。
中國(guó)需要考慮采取鼓勵(lì)措施,促使投資者對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行投資建設(shè)、維修和更新。關(guān)鍵是要從根本上解決電網(wǎng)發(fā)展的投融資渠道問題。建立新型的電網(wǎng)發(fā)展投融資機(jī)制,并且盡快建立合理的電價(jià)形成機(jī)制,理順各環(huán)節(jié)電價(jià)的關(guān)系,提高電網(wǎng)環(huán)節(jié)電價(jià)比例。確保電網(wǎng)與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境協(xié)調(diào)同步,在規(guī)劃和建設(shè)上適度超前。
三、近期中國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展展望
中國(guó)電網(wǎng)的未來(lái),是由國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要所決定的。中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展目標(biāo)已經(jīng)明確,那就是全面建設(shè)小康社會(huì)的目標(biāo),電網(wǎng)服務(wù)并服從國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求,中國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展必須與之相適應(yīng)并適度超前。
我國(guó)各地區(qū)資源分布和經(jīng)濟(jì)發(fā)展很不平衡:從一次能源分布來(lái)看,水能資源主要集中于西部和西南部地區(qū),可開發(fā)容量占全國(guó)83%,煤炭資源集中于華北和西北部地區(qū),占全國(guó)80%;從各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和電力消費(fèi)水平來(lái)看,中部和東部沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)總量占全國(guó)82%,電力消費(fèi)占78%,而西部地區(qū)則分別只占18%和22%。這種資源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡客觀上要求必須加快全國(guó)聯(lián)網(wǎng),推動(dòng)西電東送和南北互供,以促進(jìn)全國(guó)范圍內(nèi)的資源優(yōu)化配置。
(一)中國(guó)未來(lái)電網(wǎng)的規(guī)模
根據(jù)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè),到2005年預(yù)計(jì)全社會(huì)用電量達(dá)到2萬(wàn)億千瓦時(shí)左右,發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)4.3億千瓦。為了滿足負(fù)荷的需求,電網(wǎng)將有較大的發(fā)展,預(yù)計(jì)“十五”末,全國(guó)330千伏以上線路將達(dá)到7.7萬(wàn)公里、變電容量2.8億千伏安,從電網(wǎng)格局看,將基本實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng),互聯(lián)電網(wǎng)的總?cè)萘繉⒊^全國(guó)裝機(jī)容量的90%,跨區(qū)電量交易達(dá)到600億千瓦時(shí)。
預(yù)計(jì)到2010年全國(guó)裝機(jī)容量達(dá)到5.8億千瓦左右,電源安排投產(chǎn)規(guī)模1.65億千瓦左右,關(guān)停凝汽式小火電機(jī)組1500萬(wàn)千瓦,凈增1.5億千瓦左右。全社會(huì)用電量27600億千瓦時(shí)左右。“十一五”年均投產(chǎn)發(fā)電裝機(jī)3000萬(wàn)千瓦。
預(yù)計(jì)到2020年全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到9億千瓦左右,全社會(huì)用電量4.2萬(wàn)億千瓦時(shí)。
初步規(guī)劃“十一五”期間,全國(guó)將新建成330千伏及以上交流線路3.6萬(wàn)公里,變電容量1.8億千伏安,其中建成750千伏線路1700公里、780萬(wàn)千伏安;500千伏線路3.3萬(wàn)公里、1.6億千伏安;330千伏線路3800公里、1400萬(wàn)千伏安;并建成直流線路3400公里,換流站總?cè)萘?500萬(wàn)千瓦。到2010年,330千伏及以上交直流線路預(yù)計(jì)將達(dá)到12萬(wàn)公里,變電容量達(dá)到4.8億千伏安。
(二)中國(guó)未來(lái)電網(wǎng)的格局
貫徹落實(shí)西部大開發(fā)戰(zhàn)略,針對(duì)電網(wǎng)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì),國(guó)家電網(wǎng)公司確定了“西電東送、南北互供,全國(guó)聯(lián)網(wǎng)”的電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略,今后一個(gè)時(shí)期,我們將致力于加強(qiáng)區(qū)域電網(wǎng),推進(jìn)跨區(qū)輸電、跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)。
2005年前后,將以三峽工程為中心,以華中電網(wǎng)為依托,向東西南北四個(gè)方向輻射,建設(shè)東西南北四個(gè)方向的聯(lián)網(wǎng)和輸電線路,同時(shí)不斷擴(kuò)大北中南三個(gè)主要西電東送通道規(guī)模。屆時(shí),除新疆、西藏、海南、臺(tái)灣外,全國(guó)互聯(lián)電網(wǎng)格局基本形成。
“十五”之后,將結(jié)合西南水電基地和山西、陜西、蒙西這“三西”煤電基地大規(guī)模開發(fā)外送,形成以北中南三大西電東送輸電通道為主體、南北網(wǎng)間多點(diǎn)互聯(lián)的全國(guó)互聯(lián)電網(wǎng)基本格局。西電東送以輸送能源為主,兼顧發(fā)揮聯(lián)網(wǎng)效益;南北互聯(lián)互供以輸送能源和發(fā)揮聯(lián)網(wǎng)效益并重。屆時(shí),新疆、海南電網(wǎng)將并入互聯(lián)電網(wǎng),全國(guó)互聯(lián)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也將進(jìn)一步得到加強(qiáng),它將為國(guó)家級(jí)電力市場(chǎng)的發(fā)育和完善奠定良好的物質(zhì)基礎(chǔ),為實(shí)現(xiàn)更大范圍內(nèi)的電力資源優(yōu)化配置創(chuàng)造條件。
在西電東送三個(gè)通道建設(shè)方面,北部通道主要包括兩部分:一是開發(fā)華北電網(wǎng)內(nèi)部蒙西、山西煤電,分別建設(shè)相應(yīng)的交流輸電通道向京津冀魯送電;二是開發(fā)陜北煤電、甘青寧水火電,“十一五”期間以交流或直流送電京津冀。西電東送北部通道送電規(guī)模在2005年約為700萬(wàn)千瓦,2010年增加到1800萬(wàn)千瓦,2020年再增加到4000萬(wàn)千瓦。新疆電網(wǎng)將通過哈密煤電基地向甘肅河西走廊和青海送電實(shí)現(xiàn)與西北主網(wǎng)的緊密聯(lián)系。
中部通道主要通過開發(fā)金沙江下游向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德等大型水電站和四川雅礱江、大渡河上的大型水電站,不斷擴(kuò)展相應(yīng)的輸電通道向華東、華中、南方地區(qū)送電。此外,還有貴州三板溪水電以點(diǎn)對(duì)網(wǎng)方式送電華中電網(wǎng)。西電東送中部通道送電規(guī)模在2005年約為700萬(wàn)千瓦,2010年增加到2180萬(wàn)千瓦,2020年再增加到4000-4500萬(wàn)千瓦。
南部通道主要是開發(fā)云南、貴州的水電和煤電,同步加強(qiáng)相應(yīng)的輸電通道,向廣東、廣西送電。西電東送南通道送電規(guī)模在2005年約為1088萬(wàn)千瓦,2010年增加到1500萬(wàn)千瓦,2020年再增加到2000-2500萬(wàn)千瓦。
綜上,全國(guó)西電東送送電規(guī)模在2005年約為2500萬(wàn)千瓦,2010年增加到5500萬(wàn)千瓦,2020年再增加到1億千瓦以上。
在南北互供、跨區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)方面,除在建的三廣直流工程外,2010年前后建成華中—華北聯(lián)網(wǎng)的直流輸電工程,南北之間將形成以三峽為支撐的主干通道。此外,將加大山西陽(yáng)城送電華東的力度并實(shí)現(xiàn)華北與華東聯(lián)網(wǎng),另外建設(shè)西北與川渝、川渝與南方電網(wǎng)之間的互聯(lián)工程。到2010年,跨區(qū)交換電量將達(dá)1400億千瓦時(shí),比2005年增加800億千瓦時(shí)。
四、中國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)取向
中國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展,在今后一個(gè)時(shí)期內(nèi),將面臨三個(gè)方面的巨大挑戰(zhàn),一是全社會(huì)日益增長(zhǎng)的用電需求與電網(wǎng)輸配電能力的矛盾;二是引入競(jìng)爭(zhēng)要求降低成本與供電可靠性的矛盾;三是公眾環(huán)保意識(shí)的提高與電網(wǎng)建設(shè)的矛盾。面對(duì)挑戰(zhàn),在今后電網(wǎng)的發(fā)展過程中,必須通過技術(shù)進(jìn)步,促進(jìn)電網(wǎng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。充分發(fā)揮已建成的具有世界先進(jìn)水平的試驗(yàn)室和試驗(yàn)裝置等基礎(chǔ)科研設(shè)施的作用,充分利用“超高壓輸電系統(tǒng)中靈活交流輸電(可控串補(bǔ)、靜止補(bǔ)償)技術(shù)”、“500千伏緊湊型輸電線路關(guān)鍵技術(shù)和試驗(yàn)工程”以及750千伏輸電工程相關(guān)技術(shù)的科研成果和電力系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算新方法—擴(kuò)展等面積法(EEAC)的科研成果。進(jìn)一步研究電網(wǎng)穩(wěn)定分析、監(jiān)測(cè)、控制策略和聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)。大力推進(jìn)變電站設(shè)備緊湊型、智能化、小型化、綜合自動(dòng)化及在二次系統(tǒng)等方面新技術(shù)的應(yīng)用,促進(jìn)電網(wǎng)技術(shù)升級(jí),實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)技術(shù)跨越式發(fā)展。
(一)高一級(jí)電壓等級(jí)交流輸電技術(shù)
更高一級(jí)電壓等級(jí)在中國(guó)的運(yùn)用,是中國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的客觀要求。
**年2月19日,中國(guó)國(guó)務(wù)院總理第68次辦公會(huì)通過了國(guó)家計(jì)委關(guān)于750千伏工程可研批復(fù)文件。決定在西北建設(shè)750千伏電網(wǎng),并將官亭—蘭州東750千伏輸變電工程列為國(guó)家示范工程,設(shè)計(jì)、設(shè)備供應(yīng)立足國(guó)內(nèi),按計(jì)劃,該工程2005年投入運(yùn)行。它標(biāo)志著我國(guó)最高交流電壓等級(jí)的示范工程進(jìn)入了實(shí)施階段,建成后,將是世界同海拔最高電壓等級(jí)。該工程已經(jīng)于9月份正式開工。預(yù)計(jì)到2020年,西北電網(wǎng)將初步形成覆蓋蘭州、白銀、關(guān)中、銀川、西寧負(fù)荷中心并延伸到新疆哈密的西北750千伏電網(wǎng)的主干網(wǎng)架,初步估算將建成750千伏輸電線路3000-5500公里、變電容量2000萬(wàn)千伏安左右。
關(guān)于1000千伏,1150千伏這一級(jí)電壓等級(jí),中國(guó)的電力科學(xué)研究機(jī)構(gòu)已開展多年的研究工作,目前研究工作仍在繼續(xù)。
(二)超高壓直流輸電技術(shù)
中國(guó)的第一條超高壓直流輸電線路建成投產(chǎn)已經(jīng)有15年。15年來(lái),電力電子技術(shù)有了巨大的發(fā)展,進(jìn)入21世紀(jì)后,中國(guó)的直流輸電工程也因此得到較快的發(fā)展。到2005年,全國(guó)直流輸電工程將達(dá)到6項(xiàng),線路總長(zhǎng)度達(dá)到4800公里,輸電容量達(dá)到1236萬(wàn)千瓦。
“十一五”期間,計(jì)劃建設(shè)的直流輸電工程包括:三峽右岸至上海練塘直流工程1100公里、300萬(wàn)千瓦,2007年投產(chǎn);四川德陽(yáng)-西北寶雞直流工程500公里、180萬(wàn)千瓦,2010年投產(chǎn);貴州興仁-廣東惠州直流工程,1000公里,300萬(wàn)千瓦,“十一五”期間投產(chǎn);西北銀南至華北天津東的直流輸電工程1200公里、300萬(wàn)千瓦,2010年左右投產(chǎn)。
從2011年到2020年的10年間,還將有一大批直流輸電工程投運(yùn)。
此外,作為大區(qū)聯(lián)網(wǎng)的背靠背直流工程也將得到發(fā)展。
隨著大批直流輸電工程投運(yùn),交直流系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)技術(shù)將變得十分重要,運(yùn)行實(shí)踐中,曾經(jīng)發(fā)生多起因上海地區(qū)交流電網(wǎng)簡(jiǎn)單故障造成葛滬直流雙極閉鎖的事故,通過技術(shù)改造,基本解決了這一類的問題。今后出現(xiàn)同一地區(qū)多個(gè)直流落點(diǎn),相互之間的影響尚需進(jìn)一研究,必須從技術(shù)上保證相互的協(xié)調(diào)運(yùn)行。
隨著西電東送電源西移,特別是西南水電的開發(fā)外送,部分項(xiàng)目的輸電距離超過1500公里,甚至達(dá)到2000公里。因此需要研究落實(shí)高一級(jí)電壓直流的應(yīng)用問題。
同時(shí),還需要研究高壓直流輸電線路的噪聲污染和電磁波污染等問題。
(三)靈活交流輸電(FACTS)技術(shù)
IGCT發(fā)展和改進(jìn)了傳統(tǒng)的GTO技術(shù),為大功率電力電子應(yīng)用提供了一個(gè)理想的、高性價(jià)比的選擇。現(xiàn)代電力電子技術(shù)為電力系統(tǒng)運(yùn)行提供更好的性能、更高的可靠性和更優(yōu)的可控性,預(yù)計(jì)電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用和普及將是本世紀(jì)初最顯著的技術(shù)革命。與直流輸電相比,交流輸電能力受到限制,是因?yàn)槎喑隽司€路輸電極限和穩(wěn)定問題。究其根本,是因交流特性中有相角、無(wú)功和電抗三個(gè)參量。利用電力電子器件的特性,可以根據(jù)提高輸電能力的需要,快速地改變這三個(gè)參數(shù),從而對(duì)輸電功率的大小、流向進(jìn)行有效地調(diào)控,從效益上看,靈活交流輸電系統(tǒng)技術(shù)以它特有的大功率、高速、精確連續(xù)的控制、代替了傳統(tǒng)的機(jī)械、電子和電磁的控制手段,使交流輸電系統(tǒng)的功率具有高度的可控性、且可按人們事先的計(jì)劃路徑流動(dòng)。
近年來(lái)串補(bǔ)技術(shù)在中國(guó)500千伏電網(wǎng)得到了較快的應(yīng)用。我國(guó)已先后在陽(yáng)城輸電系統(tǒng)、華北大房線路、豐萬(wàn)順線路上分別安裝了3套串補(bǔ)裝置。目前在建的貴廣交流、天廣一二回、天廣三回線3項(xiàng)串補(bǔ)工程,其中中國(guó)第一套可控串補(bǔ)在南方電網(wǎng)的天廣一二回線路上即將投運(yùn)。此外,還有二灘送出工程,萬(wàn)縣-龍泉雙回線,以及神木、托克托、伊敏電廠等外送上都擬安裝串補(bǔ)裝置。預(yù)計(jì)到2010年全國(guó)500千伏電網(wǎng)將投產(chǎn)串補(bǔ)容量1000-1200萬(wàn)千乏。
今后,中國(guó)還將采用靜止無(wú)功補(bǔ)償器、靜止同步補(bǔ)償器、超導(dǎo)磁能存儲(chǔ)系統(tǒng)、可控硅移相器、可控硅串聯(lián)補(bǔ)償器、統(tǒng)一潮流控制器、固態(tài)串聯(lián)補(bǔ)償器、相間功率控制器、次同步振蕩阻尼器等電力電子設(shè)備。
(四)緊湊型輸電技術(shù)
緊湊型輸電技術(shù)在中國(guó)已經(jīng)得到了試驗(yàn)性的應(yīng)用,1999年昌平-房山第一條500千伏緊湊線路(85公里)建成投產(chǎn)。與常規(guī)線路相比,緊湊型線路采用六分裂布置(6×240mm2),輸電能力提高30%。采用新的輸變電裝備,提高單回線路或單個(gè)通道的輸送能力,盡可能減少走廊占地,降低輸變電工程投資和輸電成本,滿足遠(yuǎn)距離大容量輸電需要,是一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)方向。緊湊型輸電技術(shù)通過減少線路電抗、增加容抗、提高線路自然功率,從而達(dá)到提高線路輸電能力的目的。今后,華中與華北聯(lián)網(wǎng)線(新鄉(xiāng)-邯東210公里)、政平-宜興同桿雙回2×44公里線路上。華北電網(wǎng)配合托克托二期建設(shè)的輸電線路渾源-霸州段也可能采用緊湊型線路(6×300mm2、300公里)。緊湊型輸電技術(shù)的推廣條件已經(jīng)成熟,下一步將在西電東送等大功率、長(zhǎng)距離輸電線路中進(jìn)一步推廣應(yīng)用。
(五)電網(wǎng)穩(wěn)定控制技術(shù)
電網(wǎng)的發(fā)展和與其相伴的大電網(wǎng)穩(wěn)定控制問題是電網(wǎng)發(fā)展中要解決的重點(diǎn)。中國(guó)電網(wǎng)已經(jīng)應(yīng)用了電網(wǎng)穩(wěn)定的檢測(cè)技術(shù),同時(shí)電力系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算新方法—擴(kuò)展等面積法(EEAC)及相關(guān)的電網(wǎng)穩(wěn)定監(jiān)、控的科研成果將得到進(jìn)一步應(yīng)用,為電網(wǎng)的運(yùn)行提供新的手段。
電網(wǎng)技術(shù)日新月異,可以預(yù)計(jì),在技術(shù)進(jìn)步的強(qiáng)大推動(dòng)下,中國(guó)的電網(wǎng)在本世紀(jì)的20年,將會(huì)有令人欣喜的發(fā)展。
和世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比,中國(guó)的電網(wǎng)是發(fā)展中的電網(wǎng),中國(guó)將充分利用后發(fā)優(yōu)勢(shì),學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),規(guī)劃好、建設(shè)好、調(diào)度好、管理好中國(guó)電網(wǎng)。為世界電網(wǎng)的發(fā)展,做出我們應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
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