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大机组、超高压、大电网之间的协调配合对--选用单级超高压500kV合理性质疑

北极星电力网技术频道    作者:3   2007/12/24 11:52:37   

 关键词:  电网 超高压 500

摘要:影响电网规划工作中应有的适应能力和未来电力市场营运中的灵活性。文中分析了采用500kV电压等级决策失误的原因,提出了一些可供参考的补救措施。要害词:全国联网电压等级大机组超高压大电网 1引言  近年来经常有文章在开头采用“我国电力系统已发展到以‘大机组、超电压和大电网’为特点的阶段”这样的表述方式,这已不约而同地成为众多电力工作者喜用常写又喜闻乐见的用语。虽然这种常用的表述方式并不能严格地描述具体电网发展各阶段(省网、大区网、全国网)的技术特点[1],但仍可清楚地表述我国电力系统2020年以前从省网经大区电网发展到全国联网的约近半个世纪的发展过程中总的技术特点。“大机组”表明了发电部分的技术进步;“超高压”表明了输电和联网技术的适应能力;而"大电网"则体现了电力整体的发展水平,“大电网”也涵盖了输电网和配电网两大组成部分。所以“大机组、超高压、大电网”综合概括了全部电力系统和电力工业的主体发展内容,它们之间必然存在着相互适应和配合的关系。这种关系体现着一种内在的互相适应和制约的目前华东上海外高桥电厂的超临界参数的1000MW大机组[2]和以后的超GW大机组,其间已形成相对完整的系列,这体现了电力工业发展的步伐,也适应了发展的需求。  水电和核电机组的容量虽然更多地受其动力条件的制约和影响,但也遵从逐步发展的规律,且其容量也大致与火电机组一致。  (2)“超高压”是指大于220kV而小于1000kV的电压等级,如日本采用的275kV;我国西北网采用的330kV(含315kV、345kV)等;西欧采用的400kV(含380kV、440kV)等;我国西北以外的其他地区和俄、日、美、加等采用的500kV;我国西北、巴西等采用的750kV(含735kV、765kV)等。虽然少数国家的一些机构(例如日本)和少数专家(如文[3]作者)认为750kV级也属于特高压范围,但这并不符合国内外正式的技术标准。  超高压是电网发展扩大所需的主要电压等级,也是电网骨架线路采用的电压等级。电力线路的位置、相互关系(包括输电方式)及所用的电压等级决定了一个电网网架的基本结构,也从根本上决定了其运行安全性和经济性水平。由于电源和负荷布局要受资源和经济发展等更多因素的影响,因此一个电网的输送能力主要取决于网络结构和电压等级两个因素。  已有超高压段的电压等级是随着发电机组和电网容量的扩大而逐步提高的,由此形成了由电网发展各阶段决定的各网架电压系列(见图1)。  直流输电以其优越性能逐步承担起越来越多的输电和联网任务。已建成的有±100kV、±250kV、±400kV、±500kV、±600kV等线路,已设计筹建的±750kV的长距离输电线路,其电压等级也大致与交流输电电压等级相近。  (3)“大电网”是指电网发展过程中覆盖范围和互联关系达到一定程度和阶段的电网,它和“超高压”不同的是尚无正式的定量规定,即超过多少MW的电网为“大电网”,但可按电网发展阶段定义为:电网起初是发电直供负荷;然后发展到具有并列安全和负荷经济分配等问题的供电网及由多电源和多用户形成的地区电网;再进一步形成边界较固定的省网;省网再经互联形成大区电网;最后再互联成全国及国际联网,甚至已被多次国际会议讨论过的全球电网。可以认为省网形成及以前各阶段为低级发展阶段,以后即进入高级发展阶段,也可以认为此后又再分为中级和高级两个阶段。  电网的发展和扩大是由其本身负荷容量的增大(量变或渐变)和相互的互联(质变或突变)两个方式实现的,一方面电网的发展整体上呈现阶跃式上升状态,另一方面,每阶段电网自身又是连续上升的,故不适于用其总容量表示发展。因此图1采用了各阶段中输电和联网容量作为纵坐标,但每一省网或大区网的具体发展又有极大差别,故只能示意地表述其发展如图1。 3相互适应的关系  大机组、超高压和大电网三者之间存在着不可违反的相互适应的要求和关系。  (1)大机组与超高压的适应关系  我国大部分地区只选用500kV一级超高压,担负着300MW到1000MW级所有大机组的输电任务,事实上我国不少200MW机组也直接接入到500kV输电线上[4,5],使其负担过重;有时短线或弱线也不得不采用500kV;而且由于大机组接入过多,还可能导致开关关断能力过早不足。文[6]作者根据各级电压自然功率和经济输送功率及与各级大机组的配合情况,建议除500kV以外还应再建设380kV、750kV电压等级。这样大机组与超高压才能更好地相互适应。  (2)超高压与大电网的适应关系  图1显示出大电网在中级发展和高级发展的两大阶段上,只采用了500kV电压等级,20多年建设和运行500kV电压等级的经验证实其现有性能相当低下(造价过高和输送能力长期严重不足),文[4]、[5]从不同角度总结上述:我国在广大地域(西北除外)将形成三级大电网(省网、大区网、全国网)共用电气互通的单一500kV网架及在适应四级大机组(200或300MW,500或600MW,800和1000MW)供电的输送大范围内只采用单级500kV输电的不利局面。其实质是将本应是适应能力强的台阶型立体结构矮化为单一平面型结构,形成了送、受端等值阻抗数值的巨大差别。其结果是电网将长期相对薄弱,输送能力将长期不足,短路电流将连续快速增大,运行调度和电网自动化也将碰到一些不应有的困难,还会社会时的全国特大型电网(更不必说到本世纪中叶达到中等发达国家水平时的更发达电网)来说,当前电网还只是起步时期的一个雏形电网,因此发展初期的一些失误也是在所难免,还来得及修改或补救。参考文献  [1]国电公司.市场经济下电力规划理论与实践探索[M].北京:中国电力出版社,2001.  [2]中国电力信息中心.ElectricPowerIndustryinChina[Z].北京:中国电力信息中心,2002.  [3]贺家李,李永丽,董新州,等(HeJiali,LiYongli,DongXinzhouetal).特高压输电线继电保护配置方案(一)特高压输电线的结构运行特点(RelayprotectionforUHVtransmissionlinespartoneconstructionandoperationcharacteristics)[J].电力系统自动化(AutomationofElectricPowerSystems),2002,26(23):1-5.  [4]周孝信,郭剑波,胡学浩,等(ZhouXiaoxin,GuoJianbo,HuXuehaoetal).提高交流500kV线路输电能力的实用化技术和措施(Engineeringtechnologiesandmeasuresforimprovingthetransmittingcapabilityof500kVtransmissionlines)[J].电网技术(PowerSystemtechnology),2001,25(3):1-6.  [5]何大愚(HeDayu).超高压段内采用两个电压等级才能适应电网发展的实际需求(UsingtwovoltagegradesofEHVrangetosuitpracticalneedsofpowergriddevelopment)[J].电网技术(PowerSystemTechnology),2002,26(3):1-4.  [6]张炜,徐奇(ZhangWei,XuQi).确定合理电压等级标准使电网可能持续发展(Establishingreasonablestandardsoftransmissionnetworkvoltageclassesforsustainabledevelopmentofpowernetwork)[J].中国电力(ElectricPower),2002,35(12):67-69.  [7]郑健超.关于“西电东送”的输电方式和电压等级[C].电网建设专家委员会第七次会议,北京:2002.  [8]卞学海,张炜,徐奇(BianXuehai,ZhangWei,XuQi).我国电网目标网架初探(Ontargetframeworksofpowersystemfornation-wideinterconnection)[J].电网技术(PowerSystemTechnology),2000,24(2):74-76.  [9]输配电电压等级.中国电力百科全书输电与配电卷[M].北京:中国电力出版社,1995.

来源:佚名
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