大区电网互联的几个重要问题徐博文摘要　决定大区电网以直流互联的主要优点在于，两交流电网可以非同步运行；两网可以互相隔离，不传送短路功率，有利于再发展；大区之间的周边联网问题，一般都是较小容量的效益型联网，可以因地制宜，选择不同联网方式；采用或者有可能采用背靠背换流站时，需要考虑中长期规划；直流输电可以取代特高压交流输电方式，问题在于特高压的技术难点难以解决；与西北联网及其内部更高一级电压等级采用500kV问题；展望21世纪电网发展的新技术；全国电网大面积互联的逐步形成，需要有全面的预见性。
关键词　大区电网互联　直流输电　规划PROPOSALSCONCERNINGINTERCONNECTION
OFREGIONALPOWERSYSTEMSXuBowen
ElectricPowerResearchInstituteofChina
Beijing,100085ChinaABSTRACT　MeritoriousfactorsofinterconnectingregionalpowersystemsbyHVDC:TwoACnetworksoperatingatnon-synchronism，noshortcircuitpowertransmittedbetweentwoACcircuits，forthebenefitoffurthersystemdevelopment；Lowpower,shortdistanceinterconnectionnearthebordersmayselecteitherACorDC；BacktobackDCtransmissionshouldbedesignedaccordingtolong-termsystemplanning；DCtransmissionwillbeusedinsteadextra-highvoltagetransmission；Voltagelevelswithinnorth-westpowersystemanditsinterconnectionswiththeoutsideregionalpowersystems；Thedevelopmentofpowersystemnewtechniqueinnextcenturyshouldbeconsidered；Nation-wideinterconnectionwillbeformedupstepbystep,accordingtolong-termsystemplanning.
KEYWORDS　regionalpowersystemconnection;DCtransmission;planning　　大区电网互联的基本模式，经过不断讨论，现在已经逐步明确以下4个基本点：①加强大区500　kV交流电网，形成坚强的网络结构，有灵活的网架以适应多种变化，并采用灵活控制的交流输电技术；②交流电网应局限在大区内部发展，大区电网之间应以直流互联，以取得非同步运行与互相隔离作用；③大区电网向周边的弱联网，可以采用直流联网，也可以采用交流的一点联网方式；④特大容量的远距离输电，应用直流输电经送大区500　kV交流主网网架，并为全国联网作准备。
　　大区电网互联除上述基本点外，还需要明确几个重要问题。1　大区电网以直流互联的主要功能与效益　　大区电网以直流互联的主要功能和效益，是两交流电网可以非同步运行。
　　直流输电与同等条件下的交流输电相比，直流输电对环境影响小、输送容量大，所需线路走廊占地也少。
　　更为重要的是：直流联网可以使所联接的两交流电网实行非同步运行(即各自分别进行调频调压、独立调度、互不干扰)；对所联两交流网起隔离作用(即不传送短路功率，不影响开关遮断容量)，有利于两网的进一步扩展。
　　因此，选定直流联网的主要因素，是决定于它的运行功能的优越性，而不局限于工程的初期造价。现在直流输电工程的造价有时偏高，其主要原因是进口设备价格偏高。而电网的长期运行优越性，则是最为重要的。直流设备的国产化，是其降低造价的关键问题。2　大区之间的周边联网问题　　大区电网之间的周边联网，一般都是属于效益型的周边弱联网，与大区之间的主干线强联网有所不同。周边弱联网的特点是传输容量比较小或者是在网中比较弧立。对此，可以采用直流联网，也可以采用交流500kV一点联网方式；只有当网络条件允许时才可以采用500kV交流同步互联。但交流同步联网切勿连续延伸，以免形成跨大区的交流复杂环网，避免可能产生环流和引起多发性事故，影响安全运行。3　直流输电的背靠背换流站问题　　直流输电可以有两种方式：①两端换流站，中间直流线路；②两端交流线路，中间背靠背换流站。由于直流背靠背换流站的两站在一起，连接线很短，而且电压很低，其设备投资与建设费用都比两端的换流站的设备投资及建设费用之和为少。但是直流线路本身的单位长度造价却比交流线路要低很多。所以，长距离的直流输电工程，两端换流站、中间直流输电线路方式，就比两端交流线路、中间背靠背换流站方式要经济得多。这是最常见的方式。
　　中间背靠背换流站方式的特点，是可以以后加入；或者是在已有的交流线路中插入；或者是先建交流线路，以后有必要时再建背靠背换流站。
　　规划中将来有可能要补装背靠背换流站时，需做初期及终期的经济比较，如无利可图，宜于一次建成，或采用两端换流站方式。4　直流输电可以取代特高压交流输电　　发展百万伏高压交流输电，已成为当前争论的重要问题，现在基本可明确：无论是输电或是联网，直流都可以取代交流特高压。
　　(1)特高压交流输电有许多技术上的难点
　　主要的难点是：①从超高压等级升到特高压等级，在线路设计上与设备研制上，进入了绝缘特性曲线的饱和区段的技术难题，绝缘距离大为增加；②特高压交流输电的环境影响比超高压更为严重，如输电线路电晕对无线电、电视的干扰等等。③而且交流特高压的电磁场可能产生的生态影响，如今还没有研究结论。所以，从高压专业考虑，不宜采用特高压交流输电。而且，在直流输电技术已经更为成熟、更为进步的情况下，以直流输电取代交流特高压输电的呼声更为高涨，以至国外许多特高压研究项目已经纷纷下马，研究设施关闭。
　　(2)从系统专业考虑，主张采用交流特高压的观点主要来源于：
　　1)输送特大电源点的电力，叠加到500kV电网之上：将已有的500kV电网分割(如日本的试验、试建工程)；或将几个500kV网相联(如前苏联规划的试验试建工程)，以求得输送和分配大量电力，并降低500kV电网的短路电流。但是这两个试建工程的成败和经验教训，尚无正式结论。所以不能以此为依据，来建立我们的规划方案。
　　2)从国际上对电压等级所推荐的序列出发，220/500kV之上应发展1200kV特高压等级。这是一种推荐意见，并无实践经验的依据，所以不能作为准则。
　　现在，直流输电，无论在远距离大容量输电方面还是系统作用方面，都可以取代百万伏交流特高压。只是要在受端500kV电网上，做好多个直流引入的合理安排与灵活调度的规划问题。5　与西北联网及其内部电压等级问题　　大区电网的互联，谈到西北电网时必然会触及西北电网内部的500kV与750kV电压等级的争论问题。西北地区的330kV电网已发展了20多年，它适应西北地区的特点，但现在已处于周边500kV电网的包围之中。其上一级电压究竟是发展750kV，还是在500kV邻网包围的客观形势下，顺其自然地以500　kV向周边联网。决策之道在于实事求是，因地制宜：
　　(1)对远距离、大容量向外区输电联网的主干线强联网，建议采用直流联网方式，其主要目的是取得非同步联网的运行效益。
　　(2)对周边弱联网，容量不会超过2000MW，宜于采用500kV或500kV同塔双回路，一点联网方式。当工程经济有利时，也可采用直流输电联网方式。
　　(3)西北地区之内，330kV电网之上，本来也可以仿照某一外国实例，叠加一级750kV电压，其目的是为了远距离输送大容量电力。但是这在直流输电技术已经得到很快发展的今天，很容易取而代之。而且如果勉强地采用750kV电压，必须同时或早日形成比较坚强的750kV网络，至少是双回路，方可避免上一个更高电压等级所造成的初期最易出现的薄弱环节。这样才可以谋求打开330kV电网与220kV电网，以达到限制短路容量的目的。在周边都是500kV电网的情况下，750kV线路又不宜延伸至网外，在区内也不宜与周边电网的500kV相连，避免装设750/500kV联络变压器，以减少投资和事故互相波及，何况750kV电压的电磁影响也还有事故。
　　由于上述原因，笔者认为，西北地区内部不宜采用750kV新电压等级，以避免新上一个更高电压等级，必然会出现的工程设计与设备研制等方面的诸多困难。
　　(4)西北地区向外区输电联网，既已确定对大容量主干线强联网采用直流输电非同步联网方式；而向周边的弱联网又可以采用一点联网的500kV交流方式，显然在此情况下，西北地区内部的主网架也宜于采用500kV交流电压。西北地区同时存在330与220kV两种电压，500kV电压虽然距离330kV似稍近了点，但对220kV电压也是适宜的。这样可以避免产生另一新的750kV电压。同时，在西北地区内部还可以把330与220kV，统一在500kV网架之上。这样就可与西北地区之外的各网电压一致起来。
　　总之，笔者建议在西北电网的220/330kV之上，可以叠加一级500kV电压。500kV与直流输电相配合，既能满足其他大区的需要，也可以满足西北地区本身的需要。
　　何况，一条500kV的同塔双回路的输送容量，就相当一条750kV单回路的输送容量。它们所占用的出线走廊也基本相当。
　　所以，500kV作为西北地区内部的主网电压，并配合以直流输电向网外输电联网，这和全国其他地区的模式是一致的，也是完全可以满足需要的。6　展望21世纪电网发展的新技术　　(1)灵活交流输电技术
　　大区交流电网的发展，主要是加强500kV的网络结构，要有明确的分区规划，有灵活的可分可合的网架，以适应地区灵活调度及限制短路容量的需要。
　　采用灵活交流[1][2]下一页