电力系统输电环节发展浅析

岳 晋/国网天津市电力公司东丽供电分公司

电力系统输电环节发展浅析

岳 晋/国网天津市电力公司东丽供电分公司

“十三五”期间，输电电网面临着着力解决能源供应、生态环境和电网安全问题，通过比对电网输电环节发展的现状、分析电网输电环节的不足与问题、介绍电网输电环节发展新技术分析电网输电环节的发展情况。

柔性输电；特高压；在线监测装置

“十三五”期间，输电电网面临着着力解决能源供应、生态环境和电网安全问题，建设特高压骨干网架，尽快建成大气污染防治行动计划确定的特高压工程，加快推动后续特高压工程建设，建成以“三华”特高压电网为核心的骨干网架结构，构建西南特高压交流主网架，适时启动东北特高压电网建设，形成东北、西北、西南三送端和“三华”一受端的4个同步电网格局，大幅提高电网优化配置资源能力，满足国家规划的大煤电、大水电、大核电和大可再生能源基地电力输送和消纳。

一、输电环节发展现状

（一）输电项目建设情况

2014年，国网特高压工程建成投运“一交两直”，开工建设“两交一直”。“川藏电力联网”工程提前半年建成投运。西北750千伏主网架、电气化铁路供电配套等重点工程，浙江仙居等抽水蓄能电站建设有序推进。公司新开工110(66)千伏及以上工程线路长度5万千米、变电容量3.2亿千伏安；投产110(66)千伏及以上线路长度5.2万千米、变电容量2.8亿千伏安。

（二）输电环节存在的不足

1.电力需求将平稳较快增长，东中部仍是负荷中心

中国电力需求增长与经济发展基本同步，呈正相关关系。过去10年用电量年均增速10.9％,超过经济增速0.7个百分点，电力弹性系数1.1为满足经济社会发展对电力的需求，预计2020年全社会用电量达8.4万亿kW·h,“十三五”期间年均增速7.2％，电力弹性系数0.96中国东中部地区人口众多、经济发达，GDP总量大，用电水平高，一次能源资源厦乏，即使实施结构调整和部分产业向西部转移，过剩产能被淘汰，东中部仍将是中国的负荷中心。

2.发用电就地平衡方式难以为继，需要在全国范围优化能源配置

中国能源结构以煤为主。全国煤炭保有储量80％以上分布在西部、北部，东部煤炭资源仅占3.3％受资源桌赋和发展条件限制，长期以来，中国电力发展以分省(区)自我平衡为主，中国东中部地区电源密集，煤电装机占全国煤电装机的66％，导致煤电油运紧张局面反复出现，环境污染日益严重，频繁出现雾霆天气，已不具备发展煤电的空间。如果再继续东中部大量建设煤电、就地平衡的电力发展方一式，将带来更加严重的煤电运紧张和环境污染问题在西部、北部煤炭富集地区建设电厂，变输煤为输电，可以统筹利用东西部环境容量，优化配置全国环境资源，实现电力工业科学发展。

3.新能源大规模发展面临电网规模小、消纳能力不足的瓶颈制约

目前，中国非化石能源占一次能源消费总量比重仅为9.8％，实现2020年非化石能源占比15％,2030年非化石能源占比20％的日标，还需要大力发展清洁能源。按照国家规划，2020年全国常规水电装机达到3.5亿kW、风电2亿kW,太阳能发电1亿kW新能源布局集中、增长速度快，当地电网规模小、难以就地消纳，电网跨区通道建设滞后，需要进一步加快大容量跨区输电通道建设

4.电网发展亚需技术升级

1981年，中国建成第1回500kV输电线路，当时全国装机6913万kW。2013年，全国装机达到12.5亿kW，是1981年的18倍。国家规划建设的13个大型水电基地、9个大型煤电基地、9个大型风电基地与东中部负荷中心距离一般在800--4000km日前，500kV电网已经面临短路电流超标、发展适应性不强、输送能力不够、走廊资源稀缺等一系列突出问题，靠技改和扩建500kV电网，无法适应大规模西电东送、北电南供的要求。同时，西部能源基地大都采用直流送出，送电规模大、增速快，东中部500kV电网的安全承载能力严重不足，“强直弱交”的结构严重威胁电网安全，需要实施电网技术升级，从根本上解决发展中遇到的问题。

二、输电环节新技术发展分析

（一）特高压电网建设

为进一步细化落实《能源行业加强大气污染防治工作方案》，国家能源局于2014年6月初分别与国家电网公司、南方电网公司签署《大气污染防治外输电通道建设任务书》，同时正式下发文件批复12条电力外送通道，开展前期工作，其中已明确提出4交5直合计9条特高压工程建设方案，并且首次明确线路建设时间表。此外，国家能源局将加快办理项目核准手续，满足工期要求，对口联系地方政府部门，协调解决项目实施过程中的重大问题，落实各项配套条件。

另一方面，国家电网公司年中会议已提出2014年下半年到2015年上半年“四交五直”全部开工，并计划明后年开工“五交五直”，同时国家电网已明确了各条交流特高压线路负责人，我们预计随着国国家电网内部各条特高压线路分管工作的明确，各个项目小组将各自启动开始前期工作。

国家电网还计划2016、2017年开工“五交五直”特高压工程，2018年全部建成投运。

同时，到2020年建成共计33条特高压直流和交流工程，累计建设特高压输电线路6.4 万公里。过去8年半的时间，我国特高压工程累计建成仅1.2万公里，年均增加1400公里左右，而投资额更是年均仅170亿元。如果仅考虑纳入大气污染治理行动计划的“四交五直”，那么2014和2015年的投入将达到：

261+240 +185+174+180+ 275+ 264+150+220=1949亿元

这一数字比过去8年半的特高压投资之和1456亿元还要高出近500亿元，而这仅仅是未来两年的保守估计。因此，我们判断，从2015年上半年这个时点起，特高压建设将进入全面提速期，未来市场规模将随着特高压项目的不断开工而呈现出爆发式的增长。

（二）柔性输电

1.柔性输电市场容量

2010-2020年，柔性输电投资带来的SVC市场容量将超过230亿，未来3-5年市场将呈现加速上涨局面。柔性输电在电网的渗透率目前很低，约不到5％，未来10年将是柔性输电高速发展的黄金时期。仅SVC/SVG在输电网中的市场容量，保守估计将达到150亿元左右，加上其他柔性输电设备需求，预计柔性输电投资带来的设备需求将超过230亿元。未来3-5年，电网SVC市场将呈现加速上涨局面。

2.柔性输电项目最新发展动态

柔性直流输电技术是未来电力电子技术的重要发展方向，受到世界各国的高度关注，欧美国家正在积极推进柔性直流输电关键技术研究和工程建设。2014年7月4日，浙江院设计的世界上电压等级最高、端数最多、单端容量最大的多端柔性直流输电工程——浙江舟山±200千伏五端柔性直流输电科技示范工程正式投运，标志着我国在世界柔性直流输电技术领域走在了前列，也为我国首个以海洋经济为主题的国家级新区——舟山群岛新区快速发展提供了坚强电能保障。

（三）线路监测发展

1.线路监测市场容量

在线监测是智能电网实现“自动化”、“智能化”的基础，国家政策、电网公司战略均积极推动在线监测。发改委、科技部、商务部、知识产权局联合发布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2007年度)》中第80类“电网输送及安全保障技术”中明确指出包括“在线监测及诊断装置”。另一方面，国网、南网均明确提出，要从2010年起开始全面推广实施设备状态检修，全面提升设备智能化水平。

2010-2020年，仅变压器色谱在线监测设备的市场容量，预计将超过50亿元，加上断路器在线监测、电缆在线监测等设备需求，预计电网在线监测设备市场总需求将超过100亿元。在关键设备的检修制度由定期检修向状态检修发展的过程中，各种关键设备都有实施在线监测的需求。以其中主要产品变压器在线监测为例，我国变压器在线监测产品主要应用于110kV及以上电压等级的变压器。近年来，在线监测技术已日趋成熟，变压器在线监测产品已逐渐被电力系统认可和使用，750kV及以上电压等级的变压器已全部安装了在线监测设备。

未来5-10年，电网在线监测市场将保持加速增长局面，年均增长率有望达到50％以上。随着状态检修即将在我国电力系统全面推广实施，预计未来我国电力系统110kV及以上电压等级的存量、新增变压器将逐步全面安装在线监测设备，电网在线监测市场将迎来黄金发展时期。

2.线路监测最新发展动态

位于仙桃与武汉汉南区交界处的110千伏袁滩彭线外破在线监测点上线运行，该公司输电运检室在全省率先创新开展的输电线路在线监测（控）业务正式开始全面试运行。

该项工作的实施，在湖北省尚属首创。随着输电线路业务的逐步深入推进，除了解决“外破隐患点无法及时发现和制止”、“巡视到位监察工效不高”、“线路运行信息无法及时监测”、“大型施工现场安全作业信息无法实时掌握”等一些长期困扰基层运维班组的问题外，还将降低线路运维成本，盘活现有的人力资源，有力提升工作效率。

[1]孙兴安.我国特高压交流输电发展前景[J].中国高新技术企业,2013.

[2]杨岳峰、贺之渊、庞辉、林畅.柔性直流输电发展及其在中国的示范工程应用[J].电能质量及柔性输电技术研讨会,2012.

[3]汪洋.中国输配电发展面临的挑战与规划探讨[J].科技资讯,2015.