全国电力系统联网的基本格局及其分析曾德文【摘要】　全国电力系统联网的目标格局概括为：基本上按地理位置分片形成北、中、南3大跨区互联电网，北、中、南之间进行有限的互联，从而建成全国统一的联合电网。文章全面论述了全国联网基本格局形成的必然性、特点及其内在关系，提出了分阶段实施方案，为电网互联决策和联网工程建设提供参考依据。
【关键词】　电力系统　联网格局　规划研究BasicStructureandItsAnalysisonNationalPowerSystemInterconnectionAbstract　Thetargetpatternofnationalpowersysteminterconnectioncanbesummasizedas:dividedbosicallybygeographicposition,threeinterregionalsystems,i.e.thenorth,centralandsouthinterconnectedsystemswillbeforme,withlimitedtie-linesbetweenthethree,tobuildupthenationalintegratedpowergrid.Thepapercomprehensivelydiscribestheinevitableness,charactorsticsandinherentrelationshipofthebasicstructureofinterconnectedsystem,andpresentsimplementitionschemebysteps,asareferencefordecisionmakingandconstructionprojects.
Keywords　powersystem　interconnectionstructure　planningstudy　　随着电力体制改革的深入和实现全国电力资源优化配置的客观要求，推进大区电网互联，最终形成全国联合电网，既是我国电力发展的长远战略，也是当前电力建设一项极为重要的紧迫任务。电力规划设计总院受国家电力公司的委托，在1998年组织6大直属电力设计总院和山东、福建2个省电力设计院，全面开展了全国电力系统联网规划研究，提出了17项电网互联专题报告，编制了全国联网总报告，为国家决策提供了可靠依据。本文重点归纳全国联网的基本格局的若干观点予以发表，以期建立一种滚动优化的机制，进一步推动联网研究不断深入。1　全国电网互联是我国电力工业发展的必然趋势1.1　实现全国联网是电力系统的发展规律
　　回顾我国电网发展的历史，电网都是从电厂直配地区负荷开始，从经济发达、人口集中的市镇供电开始，由小到大，由低电压到高电压，随着大型水、火电站的建设而迅速扩展，逐步扩大为省区电网、跨省电网，直至跨大区联合电网，充分体现了电力工业本身发展的客观规律。50年代浙江新安江水电站的建设，促成了浙江与上海电网的联网，为华东电网奠定了基础；60年代丹江口水电站的建设，实现了湖北与河南电网互联；70年代初，配合刘家峡水电站的投运，于1972年建成了刘家峡至关中的330kV输电工程，逐步形成陕甘青宁电网；1981年平顶山经双河至武昌的500kV输电工程投产，开辟了我国500kV超高压电网建设的新阶段，华中、东北、华北、华东的500kV跨省电网相继得到大力发展；1989年葛洲坝至上海南桥±500kV直流输电工程建成投运，实现了华中和华东2大区电网互联；90年代初，随着天生桥水电站的建设和天广500kV输电工程投产，促成了南方联营电网。成功的电网互联，为取得送电效益和其它联网效益创造了条件，积累了很多有益的经验。从我国能源资源分布的特点和经济建设的实际需要出发，逐步实现全国电网互联是电力系统进一步发展的必然结果，我国电力发展已开始进入跨省、跨大区联网的新阶段。

1.2　大电网互联是实现能源资源优化配置的客观需要
　　我国能源供、需分布极不均衡。全国可开发水力资源的82.9分布在四川、云南、湖北、青海、贵州和广西等省(区)，其中四川、云南、西藏3省(区)就占64.4；1997年底全国煤炭保有储量的80分布在华北和西北地区，其中山西、内蒙古、陕西3省(区)就集中了全国储量的64.3；另一方面，在京广铁路沿线及以东的经济发达地区，能源资源严重不足。随着能源资源的开发和利用，就必然形成西电东送、北煤南运的大格局；大型电厂、电源基地特别是大型水电站的建设，往往导致跨省、跨区大容量远距离送电，对大电网发展起着决定性作用。即大电网互联是实现更大区域范围内资源优化配置和逐步缩小东西部地区经济差距的客观需要，这一发展战略的实施已经成为促进全国联网的重要因素。1.3　大电网互联可以取得显著的联网效益
　　实现更大范围内的资源优化配置，取得联网送电效益。有利于加大中西部地区能源资源的开发力度，有利于电力工业实施可持续发展战略，能更好地适应市场经济的需要。我国已经实现的天广输电工程、葛洲坝外送工程、山西和蒙西向京津唐电网送电、东北电网的北电南送、刘家峡水电站的外送、以及正在建设的三峡输电系统，都是因资源优化配置导致送电而实现跨省、跨大区联网送电效益的典型例子。
　　错峰效益。我国地域辽阔，东西时差大，南北季节差别大，经济的不同结构和增长方式使地区的负荷特性差异大，联网具有可观的错峰效益。如山东电网与华东电网联网近期就可取得1GW的季峰效益。
　　水、火电互补效益。利用各电网电源结构的不同，可以获得水、火电等的相互调节效益。例如，刘天关输电系统已成功地实现了西部甘、青水电与东部陕西火电的互补；实现华北与西北、华北与华中、福建与华东联网可以大大提高水电利用容量，利用其空闲容量取得调峰效益。
　　水电跨流域补偿调节效益。利用不同江河流域水电群水库特性和水文特性的差异，可以获得巨大的水电补偿效益。西北与川渝联网、南方与华中联网，取得跨流域补偿调节效益都是十分明显的。
　　互为备用效益。电网互联，为电网之间互相调剂余缺和协调规划与运行提供了前提条件。互联电网事故时互相支援，大大提高了电网可靠性。在相同可靠性标准下，可以相应减少火电装机容量，这是电网互联普遍性的效益。东北和华北电网联网就主要是为取得互为备用效益，现正在付诸实施。
　　扩大电网有利于充分发挥大型水、火电站的作用和效益；可在更大范围内实现系统经济运行。形成更大区域内的发供竞争局面，相互开拓了电力市场，进而取得企业和社会双重效益；大大改善大机组运行环境，有效地解决小网大机的系统运行问题。

1.4　深化改革的形势为加快全国联网步伐带来新的机遇
　　随着深化电力体制改革和加速推进电力工业的“两个根本性转变”，国家电力公司实现工作重点从重电源建设向重电网建设和改造的战略目标转移，明确提出了到2010年实现全国电网互联的奋斗目标，把跨大区、跨独立省网的联网工程以及跨区送电工程与国家电力公司的实体化结合起来，当作头等重要的事情来抓，大大增加了实现全国联网的紧迫感和责任感，为加快全国联网进程带来了新的机遇。

1.5　三峡输电系统的建设为实现全国联网奠定了基础
　　随着三峡水电站及其输变电工程的建设，将形成覆盖长江经济带华东、华中和川渝电网10省(市)的三峡电力系统，到2010年，系统总装机将达到170～190GW，成为世界上少有的几个特大型电力系统之一；三峡工程地处我国腹地，三峡电力系统在全国电网互联格局中处于中心位置，这一跨大区系统的建成将为全国联网打下重要的基础，不失时机地抓住三峡工程建设机遇，逐步实施三峡系统与华北、南方、西北等电网联网，这是实现全国电网互联的重要举措。2　全国电网互联总格局　　从我国经济发展和能源资源开发的客观需要出发，随着各区域电网的不断完善和加强，为了适应在市场经济下以提高整体经济效益为中心的电力工业发展新形势的要求，可以预见，在未来20a里，将是实现全国联网的关键时期。根据各项专题研究成果，结合电力体制改革不断深入和加快电力市场化进程所带来的影响，综合分析全国电力系统互联的目标格局，可以概括为：基本上按地理的位置分片形成北、中、南3个跨区互联电网，北、中、南之间再进行有限的互联，从而建成全国统一的联合电网。具体情况：北部电网包括东北、华北、山东、西北电网，主要是通过开发山西和蒙西火电基地主送京津唐，并扩大到东送山东，以及开发西北大型水电东送华北，实现水火调节而逐步形成的。中部电网包括华东、华中、川渝、福建电网，从葛洲坝电站送电上海开始，随着三峡工程建设而建成三峡电力系统；远景通过开发金沙江水电基地东送华东、华中而使主网架大大加强。南部包括广东、广西、贵州、云南、海南和香港、澳门电网，随着天生桥、龙滩、小湾等电站的建设，向广东送电逐步形成，并不断加强。
　　我国电网北、中、南3大片主格局的形成有其必然性，基本上都是随着能源资源的开发及其合理利用，以资源、地理、经济关系为纽带而自然形成以西电东送为主要特征的输电网架，并遵循以市场需求为导向，以经济效益为中心，以安全稳定为基础，以资源优化为重点的基本原则，逐步发展和加强；其联网以送电为主，兼而取得其它联网效益。随着电力市场的进一步开放和联网效益的驱动，在北、中、南3大互联电网之间还将进行有限的互联，主要取得周边电网互联效益；北部和中部之间有川渝与西北、华中与华北、华东与山东3点联网，中部与南部之间有华中与广西联网；以上互联原则上都采用直流或直流背靠背联网方式，以控制全国统一的联合电网中的交流同步联网规模。北、中、南之间的联网特点是规模小，呈分散、弱联的状况，难以形成与西电东送的网络相比拟的骨干网架。
　　上述3大片跨区电网其分阶段实施安排以及按规划设想所达到规模分别为：北部网在2000年实现东北、华北联网，在20005年前山东电网加入，2015年前后西北电网加入，从而形成完整的北部跨区互联电网，2020年总规模达到近260GW；中部电网到2003年使可实现川渝、华中、华东、福建等电网互联，2020年总规模将增加到260GW以上；南部电网现已实现了除海南以外的广东、广西、贵州、云南、香港、澳门等电网的互联，海南电网可能在2010年前后联入，从而完善南部跨区电网的格局。2020年总规[1][2][3]下一页