大機(jī)組、超高壓、大電網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)配合對--選用單級超高壓500kV合理性質(zhì)疑

1、大機(jī)組、超高壓、大電網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)配合對-選用單級超高壓500kV合理性質(zhì)疑(1)    摘要：分析了“大機(jī)組、超高壓和大電網(wǎng)”之間的相互協(xié)調(diào)配合關(guān)系，指出我國廣大地區(qū)（西北除外）將出現(xiàn)三級大電網(wǎng)（省網(wǎng)、大區(qū)網(wǎng)、全國網(wǎng)）共用電氣互通的單一500kV網(wǎng)架及在適應(yīng)四級大機(jī)組（200或300MW，500或600MW，800和1000MW）供電的輸送大范圍內(nèi)只采用單級500kV輸電可能產(chǎn)生的不利局面。這種“失調(diào)”狀況將會導(dǎo)致電網(wǎng)輸送能力長期不足，短路電流接續(xù)快速增大，運(yùn)行調(diào)度和電網(wǎng)自動化也將遇到一些不應(yīng)有的困難，還會影響電網(wǎng)規(guī)劃工作中應(yīng)有的適應(yīng)能力和未來電力市場營

2、運(yùn)中的靈活性。文中分析了采用500kV電壓等級決策失誤的原因，提出了一些可供參考的補(bǔ)救措施。 關(guān)鍵詞：全國聯(lián)網(wǎng) 電壓等級 大機(jī)組 超高壓 大電網(wǎng) 1 引言近年來經(jīng)常有文章在開頭采用“我國電力系統(tǒng)已發(fā)展到以大機(jī)組、超電壓和大電網(wǎng)為特點(diǎn)的階段”這樣的表述方式，這已不約而同地成為眾多電力工作者喜用常寫又喜聞樂見的用語。雖然這種常用的表述方式并不能嚴(yán)格地描述具體電網(wǎng)發(fā)展各階段（省網(wǎng)、大區(qū)網(wǎng)、全國網(wǎng)）的技術(shù)特點(diǎn)1，但仍可清楚地表述我國電力系統(tǒng)2020年以前從省網(wǎng)經(jīng)大區(qū)電網(wǎng)發(fā)展到全國聯(lián)網(wǎng)的約近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展過程中總的技術(shù)特點(diǎn)?！按髾C(jī)組”表明了發(fā)電部分的技術(shù)進(jìn)步；“超高壓”表明了輸電和聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的適應(yīng)能力；而

3、大電網(wǎng)則體現(xiàn)了電力整體的發(fā)展水平，“大電網(wǎng)”也涵蓋了輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)兩大組成部分。所以“大機(jī)組、超高壓、大電網(wǎng)”綜合概括了全部電力系統(tǒng)和電力工業(yè)的主體發(fā)展內(nèi)容，它們之間必然存在著相互適應(yīng)和配合的關(guān)系。這種關(guān)系體現(xiàn)著一種內(nèi)在的互相適應(yīng)和制約的規(guī)律，是不能允許“失調(diào)”的，否則即會成為一種戰(zhàn)略性、長遠(yuǎn)性和全局性配合關(guān)系的失誤。重大決策的成功是從長遠(yuǎn)和全局的實(shí)際出發(fā)的，而不是從形式和慨念出發(fā)的決策。2 用詞含義 （1）“大機(jī)組”是指容量更大的主力發(fā)電機(jī)組，也指因容量增大而結(jié)構(gòu)發(fā)生變化（如火電機(jī)組的汽缸分缸、增設(shè)中間再熱器等）、性能得以改進(jìn)（煤耗減少，熱效率提高）及參數(shù)變化（主蒸汽壓力和溫度的提高）的機(jī)組

4、。我國的火電大機(jī)組應(yīng)從200MW算起（125MW只是 “準(zhǔn)大機(jī)組”，100MW則不能算做大機(jī)組），直到目前華東上海外高橋電廠的超臨界參數(shù)的1000MW大機(jī)組2和以后的超GW大機(jī)組，其間已形成相對完整的系列，這體現(xiàn)了電力工業(yè)發(fā)展的步伐，也適應(yīng)了發(fā)展的需求。水電和核電機(jī)組的容量雖然更多地受其動力條件的制約和影響，但也遵從逐步發(fā)展的規(guī)律，且其容量也大致與火電機(jī)組一致。（2）“超高壓”是指大于220kV而小于1000kV的電壓等級，如日本采用的275kV；我國西北網(wǎng)采用的330kV（含315kV、345kV）等；西歐采用的400kV（含380kV、440kV）等；我國西北以外的其他地區(qū)和俄、日、美、加

5、等采用的500kV；我國西北、巴西等采用的750kV（含735kV、765kV）等。雖然少數(shù)國家的一些機(jī)構(gòu)（例如日本）和少數(shù)專家（如文3作者）認(rèn)為750kV級也屬于特高壓范圍，但這并不符合國內(nèi)外正式的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。超高壓是電網(wǎng)發(fā)展擴(kuò)大所需的主要電壓等級，也是電網(wǎng)骨架線路采用的電壓等級。電力線路的位置、相互關(guān)系（包括輸電方式）及所用的電壓等級決定了一個(gè)電網(wǎng)網(wǎng)架的基本結(jié)構(gòu)，也從根本上決定了其運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性水平。由于電源和負(fù)荷布局要受資源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等更多因素的影響，因此一個(gè)電網(wǎng)的輸送能力主要取決于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和電壓等級兩個(gè)因素。已有超高壓段的電壓等級是隨著發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)容量的擴(kuò)大而逐步提高的，由此形成了

6、由電網(wǎng)發(fā)展各階段決定的各網(wǎng)架電壓系列（見圖1）。直流輸電以其優(yōu)越性能逐步承擔(dān)起越來越多的輸電和聯(lián)網(wǎng)任務(wù)。已建成的有±100kV、±250kV、±400kV、±500kV、±600kV等線路，已設(shè)計(jì)籌建的±750kV的長距離輸電線路，其電壓等級也大致與交流輸電電壓等級相近。（3）“大電網(wǎng)”是指電網(wǎng)發(fā)展過程中覆蓋范圍和互聯(lián)關(guān)系達(dá)到一定程度和階段的電網(wǎng)，它和“超高壓”不同的是尚無正式的定量規(guī)定，即超過多少M(fèi)W的電網(wǎng)為“大電網(wǎng)”，但可按電網(wǎng)發(fā)展階段定義為：電網(wǎng)起初是發(fā)電直供負(fù)荷；然后發(fā)展到具有并列安全和負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配等問題的供電網(wǎng)及由多電源和多

7、用戶形成的地區(qū)電網(wǎng)；再進(jìn)一步形成邊界較固定的省網(wǎng)；省網(wǎng)再經(jīng)互聯(lián)形成大區(qū)電網(wǎng)；最后再互聯(lián)成全國及國際聯(lián)網(wǎng)，甚至已被多次國際會議討論過的全球電網(wǎng)?？梢哉J(rèn)為省網(wǎng)形成及以前各階段為低級發(fā)展階段，以后即進(jìn)入高級發(fā)展階段，也可以認(rèn)為此后又再分為中級和高級兩個(gè)階段。電網(wǎng)的發(fā)展和擴(kuò)大是由其本身負(fù)荷容量的增大（量變或漸變）和相互的互聯(lián)（質(zhì)變或突變）兩個(gè)方式實(shí)現(xiàn)的，一方面電網(wǎng)的發(fā)展整體上呈現(xiàn)階躍式上升狀態(tài)，另一方面，每階段電網(wǎng)自身又是連續(xù)上升的，故不適于用其總?cè)萘勘硎景l(fā)展。因此圖1采用了各階段中輸電和聯(lián)網(wǎng)容量作為縱坐標(biāo)，但每一省網(wǎng)或大區(qū)網(wǎng)的具體發(fā)展又有極大差別，故只能示意地表述其發(fā)展如圖1。  

8、;  3 相互適應(yīng)的關(guān)系    大機(jī)組、超高壓和大電網(wǎng)三者之間存在著不可違背的相互適應(yīng)的要求和關(guān)系。（1）大機(jī)組與超高壓的適應(yīng)關(guān)系我國大部分地區(qū)只選用500kV一級超高壓，擔(dān)負(fù)著300MW到1000MW級所有大機(jī)組的輸電任務(wù)，事實(shí)上我國不少200MW機(jī)組也直接接入到500kV輸電線上4,5，使其負(fù)擔(dān)過重；有時(shí)短線或弱線也不得不采用500kV；而且由于大機(jī)組接入過多，還可能導(dǎo)致開關(guān)關(guān)斷能力過早不足。文6作者根據(jù)各級電壓自然功率和經(jīng)濟(jì)輸送功率及與各級大機(jī)組的配合情況，建議除500kV以外還應(yīng)再建設(shè)380kV、750kV電壓等級。這樣大機(jī)組

9、與超高壓才能更好地相互適應(yīng)。（2）超高壓與大電網(wǎng)的適應(yīng)關(guān)系圖1顯示出大電網(wǎng)在中級發(fā)展和高級發(fā)展的兩大階段上，只采用了500kV電壓等級，20多年建設(shè)和運(yùn)行500kV電壓等級的經(jīng)驗(yàn)證明其現(xiàn)有性能相當(dāng)?shù)拖拢ㄔ靸r(jià)過高和輸送能力長期嚴(yán)重不足），文4、5從不同角度分析了其輸送能力不足的原因。調(diào)研世界主要國家的電網(wǎng)情況，發(fā)現(xiàn)在超高壓段內(nèi)只采用單級500kV電壓的電網(wǎng)就僅有我國電網(wǎng)一個(gè)（西北地區(qū)除外）。國外實(shí)用經(jīng)驗(yàn)也證明各發(fā)展階段的電網(wǎng)都應(yīng)具有各自的網(wǎng)架電壓，才能有利于運(yùn)行和調(diào)度及規(guī)范工作的靈活性5。 本篇論文是由3COME文檔頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡(luò)上收集整理餅投稿至本站的，論文版權(quán)屬原作者，請不要用于商業(yè)用

10、途或者抄襲，僅供參考學(xué)習(xí)之用，否者后果自負(fù)，如果此文侵犯您的合法權(quán)益，請聯(lián)系我們。（3）大機(jī)組與大電網(wǎng)的適應(yīng)關(guān)系    明顯地小電網(wǎng)帶大機(jī)組將引起安全問題；大電網(wǎng)中小機(jī)組過多也必然產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)性差的后果。發(fā)電機(jī)組是大電網(wǎng)的核心，不僅控制著電能供應(yīng)，也是電網(wǎng)中各種調(diào)節(jié)和控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。大電網(wǎng)除了安裝供熱、調(diào)頻或調(diào)荷性能優(yōu)越的機(jī)組外，還應(yīng)盡量采用大型機(jī)組。因此大電網(wǎng)和大機(jī)組相互適應(yīng)的關(guān)系相對地易于掌握和實(shí)現(xiàn)，但需經(jīng)過“超高壓”這個(gè)中間環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。500kV電壓作為超高壓段唯一的中間環(huán)節(jié)，其“輸送能力不足，造價(jià)過大，建設(shè)速度慢”等缺點(diǎn)也十分不利于疏通這層適應(yīng)關(guān)系。

11、總結(jié)上述：我國在廣大地域（西北除外）將形成三級大電網(wǎng)（省網(wǎng)、大區(qū)網(wǎng)、全國網(wǎng)）共用電氣互通的單一500kV網(wǎng)架及在適應(yīng)四級大機(jī)組（200或300MW，500或600MW，800和1000MW）供電的輸送大范圍內(nèi)只采用單級500kV輸電的不利局面。其實(shí)質(zhì)是將本應(yīng)是適應(yīng)能力強(qiáng)的臺階型立體結(jié)構(gòu)矮化為單一平面型結(jié)構(gòu)，形成了送、受端等值阻抗數(shù)值的巨大差別。其結(jié)果是電網(wǎng)將長期相對薄弱，輸送能力將長期不足，短路電流將連續(xù)快速增大，運(yùn)行調(diào)度和電網(wǎng)自動化也將遇到一些不應(yīng)有的困難，還會影響電網(wǎng)規(guī)劃工作中應(yīng)有的適應(yīng)能力及未來鄉(xiāng)級電力市場營運(yùn)中應(yīng)有的靈活性。因此，可以認(rèn)為我國超高壓段的輸電和聯(lián)網(wǎng)電壓只選用了單級500k

12、V是一次嚴(yán)重“失策”。4 結(jié)束語    （1）我國500kV輸電能力經(jīng)近20年的努力，至今仍大致僅達(dá)到或稍高于國外380400kV級的輸電能力。實(shí)用經(jīng)驗(yàn)及國外電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)5皆證明在超高段只選用500kV單級是一次重大決策上的失誤。（2）應(yīng)及時(shí)全面總結(jié)并對比大部分地區(qū)采用單級超高壓500kV和西北地區(qū)采用330kV、750kV雙級超高壓等級的建設(shè)、運(yùn)行和發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，并參照國外的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以取得真正一致的認(rèn)識。（3）補(bǔ)救性措施是使已建或在建500kV輸電從開始就應(yīng)用各種串補(bǔ)、橫補(bǔ)及緊湊化等措施，或?qū)⑤斔腿蝿?wù)盡量轉(zhuǎn)移給直流輸電承擔(dān)。但新增的基本投資將使“積重

13、難返”的被動局面更顯突出；且像我國這樣一個(gè)客觀上存在多地區(qū)、多層次之間資源優(yōu)化關(guān)系的復(fù)雜大電網(wǎng)，極不可能使所有聯(lián)網(wǎng)和輸電都采用直流輸電。（4）根本性措施是因地制宜地在500kV以上增用765kV（即800kV）電壓級，與500kV共同作為全國電網(wǎng)的網(wǎng)架電壓7,8，并在500kV以下有條件地增用380kV級電壓，與500kV共同作為省網(wǎng)和大區(qū)網(wǎng)的網(wǎng)架電壓以使各級電網(wǎng)從電壓級上分開，并使三者在發(fā)展和市場競爭中顯示各自的生命力。    （5）我國電工界已對采用單極500kV輸電的不合理性取得越來越多的共識。決策失誤的政策原因是只從近期、少量項(xiàng)目，而非從長遠(yuǎn)、全

14、局電網(wǎng)的發(fā)展需要來考慮和決策；而失誤的思想原因則是僅從電壓級的比例關(guān)系或電壓系列等形式性概念出發(fā)9，而非從電網(wǎng)全局的內(nèi)部適應(yīng)及配合的合理關(guān)系出發(fā)來考慮和決策。（6）我國電網(wǎng)已有巨大發(fā)展，但比起20年之后建成的高水平小康社會時(shí)的全國特大型電網(wǎng)（更不必說到本世紀(jì)中葉達(dá)到中等發(fā)達(dá)國家水平時(shí)的更發(fā)達(dá)電網(wǎng)）來說，當(dāng)前電網(wǎng)還只是起步時(shí)期的一個(gè)雛形電網(wǎng)，因此發(fā)展初期的一些失誤也是在所難免，還來得及修改或補(bǔ)救。參考文獻(xiàn)1 國電公司市場經(jīng)濟(jì)下電力規(guī)劃理論與實(shí)踐探索M北京：中國電力出版社，20012 中國電力信息中心Electric Power Industry in ChinaZ北京：中國電力信息中心，2002

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