特高压电网建设迎来春风
发展特高压电网是电力工业落实科学发展观的具体体现,是满足电力需求持续增长的重要保证,是优化能源配置的有效途径。从1986年开始,我国相关科研机构就在特高压领域做了大量研究工作,并取得一大批重要科研成果。当前,我国电力工业正处于持续快速发展的重要时期,这对电网技术升级提出了更高的要求,实施特高压电网建设便被提上日程。
2006年上半年,特高压试验示范工程前期工作取得重大突破。6月20日,国家发改委办公厅印发《关于开展交流1000千伏直流±800千伏特高压输电试验示范工程前期工作的通知》,这标志着特高压试验示范工程已获得国家发改委“路条”。
按照国家电网公司的计划,目前,特高压交流试验示范工程——晋东南—南阳—荆门特高压输电工程前期工作已全面启动。该工程是贯彻实施国家“西部大开发”战略,将西北资源优势转化为经济优势的重要举措,需建设三站两线,线路全长654千米,途经山西、河南、湖北3省23个县区。其中,河南省境内需建设一座南阳开关站,架设线路352千米,关系到15个县区。南阳开关站设3台300万千伏安变压器,1000千伏出线10回,500千伏出线10回,占地28公顷。
生产准备快马加鞭
2006年4月25日,国家电网公司在成都与特高压交流试验示范工程(晋东南—南阳—荆州输变电工程)生产运行维护单位签订了生产准备工作委托协议。河南省电力公司负责该工程在河南省境内352千米特高压输电线路的运行维护和检修工作。
帷幄起宏图,号角催人急。根据安排,特高压交流试验示范工程于2006年全面开工建设,2008年投入运行,时间紧、任务重。为确保工程顺利投运,河南省电力公司领导高度重视,提前组织,周密部署,做好生产准备各项工作。
省公司大力宣传特高压输电技术研究情况,利用报纸、网络、讲座等不同的渠道向广大群众、技术人员、政府部门宣传建设特高压电网的必要性、紧迫性和可行性;积极配合特高压试验示范工程的路径选择、站址选择等工作,做好与地方的协调工作,为工程建设争取良好的外部环境;组织河南电力试验研究院、河南送变电超高压运检公司等有关单位,配合武汉高压研究所开展特高压沿线盐密、灰密等污秽度测量,雷电信息调研等相关工作,为工程设计提供基础数据;提前进行人才和技术储备,从2005年3月以来,省公司专门进行科研立项,就特高压输电技术进行人才和技术储备工作,组织有关专业人员进行了特高压相关技术专题的科技信息收集、加工与分析整理工作,并积极介入特高压关键技术研究工作。
在前期特高压课题研究中,河南送变电超高压运检公司完成了《1000千伏架空输电线路备品备件管理办法》等大纲的编写,作为配合单位,还参与了操作及安全工器具的研制、线路检修规范等项目的研究工作。
截至目前,我省特高压试验示范工程特别是南阳1000千伏开关站工程开工准备工作进展非常顺利。2006年5月16日,国家电网公司召开特高压试验示范工程前期预征地工作协调会,南阳市在之后7天内就完成了与南阳特高压开关站征地有关的土地权属的调查登记以及征地合同的协商工作。为保证特高压试验示范工程按时开工,6月16日,南阳供电公司与方城县政府签订了临时用地协议。6月17日,施工单位比计划提前3天进入施工现场,开展准备工作。
特高压试验示范工程途经之处,当地政府纷纷表示,要为世界首个我国拥有自主知识产权的“双百万”(电压等级100万伏、单组变压器容量100万千伏安)电网项目提供良好的外部建设环境。
积极筹划再添动力
河南省电力公司切实履行运行维护特高压电网职责,对下一阶段该工程的生产准备工作进行了积极筹划。
在生产管理方面,组建了生产准备领导机构,确保省内工程的生产准备及研究工作的顺利进行。省公司成立以王中兴总经理为组长的特高压生产准备领导小组,小组由生产管理、运行维护、试验、技术监督等方面的相关人员组成,为全面进行特高压电网运行维护的前期准备和研究工作做好了组织准备。本着精干高效、快速反应、统筹考虑特高压与超高压管理的原则,参照750千伏和500千伏超高压输电线路运行维护的定员情况,配备了80名运行维护人员。
加强对运行、检修、试验、生产管理人员的技术培训,培养一支既懂技术又懂管理的专业技术人员。省公司计划采取“走出去、请进来”的方式,利用外培、专家讲座、现场实习等形式开展技术培训,同时开展劳动纪律、安全、法制和职业道德等方面的培训。
根据生产运行全过程管理工作的要求,下一步将适时选派具有丰富工作经验和较高专业技术水平的人员,全面介入工程初步设计审查、主要设备材料、招标、评标等各项工作。对工程建设过程中的质量跟踪与工作配合进行严格要求。考虑到特高压线路运行维护、检修的重要性和特殊性,提前进行工器具研制,备品备件配备等相关工作。
相关链接
链接一 何谓特高压电网
特高压是输电电压的一个等级。输电电压一般分为高压、超高压和特高压。国际上,高压(HV)通常指35千伏~220千伏的电压;超高压(EHV)通常是指330千伏及以上、1000千伏以下的电压;特高压(UHV)指1000千伏及以上的电压。高压直流(HVDC)通常指的是±600千伏及以下的直流输电电压,±600千伏以上的电压称为特高压直流(UHVDC)。就我国目前电网来说,高压电网指的是110千伏和220千伏电网。超高压电网指的是330千伏、500千伏和750千伏电网。特高压输电指的是正在开发的1000千伏交流电压和±800千伏直流电压输电技术。特高压电网指的是以1000千伏输电网为骨干网架,超高压输电网和高压输电网以及特高压直流输电、高压直流输电和配电网构成的分层、分区、结构清晰的现代化大电网。
电网经历了从中压电网、高压电网到超高压电网的发展过程,现在正需要向特高压电网发展。电网的发展是与电源对输电能力的要求逐步提高相对应的。理论上,输电线路的输电能力与输电电压的平方成正比,输电电压提高一倍,输送功率的能力将提高4倍。不断建设更高电压等级的电网,才能将更大容量的电力输送到更远距离的负荷中心。
链接二 特高压电网的功效
不断增长的电力需求促使发电技术向造价低、效率高的大型、特大型发电机组发展,同时,由于环境保护和能源消耗的问题,发电厂通常建在远离负荷中心的煤矿坑口、集运港口和道口及大河沿岸。发电能源地理分布的不均衡性,使得各地电源和电力负荷不平衡。电力负荷中心经济发展快,用电量增长快,但往往缺乏一次能源;具有丰富一次能源的地区,则用电量增长相对较慢或人均用电水平较低。这种电源和电力负荷的不平衡既由资源的地理分布所决定,也是由社会经济发展的历史所形成,增加了远距离大容量输电和电网互联的需求,而特高压电网的建设满足了这种需求。
在电压等级不变的情况下,远距离输电意味着线路电能损耗的增加。特高压输电,既提高了远距离输送电力的能力,又降低了输电电能损耗。不同容量的电厂按其电力流向应分层、分区接入不同电压等级的电网,以降低电网的短路电流水平。由于特高压的引入,特大容量电厂可直接接入特高压电网。这样,可减少电厂直接接入超高压电网的容量,并改善超高压电网的结构,从而降低超高压电网的短路电流水平。
另外,输电线路和变电站还对生态环境有影响,主要表现在土地的利用,电晕所引起的通信干扰,以及可听噪声、工频电磁场对生态的影响等方面。一方面,特高压输电由于其输送功率大,可大大减少线路走廊占用土地,从而减少对生态环境的影响而受到青睐;另一方面,特高压电网的电磁场对生态环境的相互作用和电晕产生的干扰问题也受到社会广泛关注。
特高压大容量输电将实现规模经济,减少网损,避免输电设备的重复容量,确保电力系统的可靠性,使输电线路对环境的影响降至最低。特高压输电和建设特高压电网将是提高线路输电能力的主要途径,会解决需要建设更多超高压线路与环境保护限制输电线路建设这对突出的矛盾。
链接三 国外特高压研究
特高压交流输电技术的研究始于20世纪60年代后半期。当时西方工业国家的电力工业处在快速增长时期,美国、前苏联、意大利、加拿大、德国、日本、瑞典等国家根据本国的经济发展和电力需求预测情况,都制定了本国发展特高压电网的计划。美国、前苏联、日本、意大利均建设了特高压试验站和试验线段,专门研究特高压输变电技术及相关输变电设备。
前苏联从20世纪70年代末开始进行1150千伏输电工程的建设,在其第二阶段建设计划中实施了紧凑化设计,设计结果增大了自然输送功率,减小了线路走廊,降低了单位输送容量造价,并改善了特高压线路的电磁环境。1985年,前苏联建成埃基巴斯图兹—科克切塔夫—库斯坦奈特高压线路,按1150千伏电压投入运行。日本是世界上第二个采用交流百万伏级电压等级输电的国家,从1973年开始特高压输电的研究。1988年,为了将福岛、伯崎600万至800万千瓦的核电向东京输送,开始建立1000千伏线路。上世纪90年代,日本已建成全长426千米的东京外环特高压输电线路。
目前美国、日本、意大利、德国、法国均有生产特高压变压器与电抗器的能力,日本已生产过常规的特高压开关和气体绝缘组合电器,日本、意大利、瑞典等国已能生产特高压无间隙避雷器。
链接四 国内特高压研究
我国是在何种情形下进行特高压研究的呢?
从能源利用上来说,目前我国人均年消耗能源水平很低,如果在21世纪中叶赶上中等发达国家水平,能源工业将有大的发展。我国电力工业将在未来15年~20年内快速发展,根据我国电力发展规划,到2010年、2020年,我国电力装机容量将分别达到6亿千瓦和9亿千瓦。
我国从1986年开始立项研究特高压交流输电技术。前期研究包括国内外特高压输电的资料收集与分析,内容涉及特高压电压等级的论证、特高压输电系统、外绝缘特性、电磁环境、特高压输变电设备及特高压输电工程概况等。“八五”期间又开展了特高压外绝缘特性初步研究,对实际结构布置下导线与塔体的间隙放电进行了试验研究。1994年,在武汉高压研究所建成了我国第一条百万伏级特高压输电研究线段,杆塔为真型模拟拉V塔,三相导线水平排列,导线采用8分裂,分裂直径为1.04。
我国目前在特高压输电技术上已具备的基础和条件有:有大量的研究成果可供应用和借鉴,有实际工程的运行经验可供参考,国内已有较好的技术基础和条件。我国目前已在武汉建立了特高压试验研究基地,试验设备完全具备进行各项特高压试验的条件和能力,已进行了各项特高压的专题研究工作。另外,我国的设计和制造单位通过西北750千伏工程,进一步具备了制造特高压设备的条件和基础,考虑到设备的成熟性,部分特高压输变电设备在建设初期还将从国外引进。