久久88香港三级台湾三级中文-久久91-久久91精品国产91久-久久91精品国产91久久-久久91精品国产91久久户

　　周鶴良¹ 奚大華¹  張文亮²

　　（1.中國電工技術學會，北京 100823；2.國家電網公司，北京 100037）

　　電力是國民經濟的基礎性產業，多年來我國高速的經濟發展引起了對電力的迫切要求，但中國的自然條件以及能源和負荷中心的分布特點使得超高電壓、超遠距離、超大容量的電力傳輸成為必然。為了減少輸電線路的損耗和節約寶貴的土地資源，這就需要一種經濟高效的輸電方式，而特高壓直流輸電恰好滿足了這一條件。多年來的實踐證明，特高壓直流輸電是實現全國能源資源優化配置最佳的方式之一，是我國能源轉型發展較好的方式，對于推動我國能源生產和消費革命、減少環境污染、促進能源供給側結構性改革，都具有十分重要的意義。

　　一、我國電力工業的發展及前景

　　中國的電力工業在1949年，發電裝機容量只有185 萬kW。而到2015年，全國裝機容量已達到15億kW，增加了789倍，平均每年以10%以上的速度在增長。從2002年電力體制改革以來，我國發電裝機容量持續高速增長，凈增規模超過10億kW，其中，“十一五”、“十二五”期間年均新增電力裝機約1億kW，為經濟社會發展提供了堅強的電力支撐。2015年，全國凈增發電裝機容量1.4億kW，更是創年度投產規模歷史新高。

　　2015年，我國全社會用電量5.55萬億kW·h，人均用電量為4000kW?h，為世界平均水平的1.3倍，但仍為發達國家的1/3～1/5。因此，我國電力負荷增長仍有巨大空間。

　　表1 專家對我國2015—2050年發電裝機容量構成預測/萬kW

　　根據各產業產值電耗歷史變化趨勢及未來我國經濟結構調整、發展方式轉變等因素，預測2020年全國全社會用電量為7.1萬億kW，“十三五”期間用電量年均增速為4.5%。到2020年，全國人均用電量5100kW，已經接近部分發達國家水平，如意大利、西班牙、英國等，約為目前世界平均水平的1.7倍。

　　我國飽和用電水平將介于一般發達國家中等偏上水平，即人均用電量7500kW?h左右，飽和時期大致在2035—2040年期間。2020年前后，我國將全面建成小康社會，逐步進入后工業化時期。2020—2030年全社會用電量年均增速為2.5%左右，到2030年用電量達到9萬億kW·h左右，人均用電量6500kW·h。預計我國人均能源消費量在2030年達到飽和，人均用電量飽和時期略有滯后，大約在2035年前后。2030年以后，我國經濟將遵循可持續發展的基本原則，在實現經濟持續增長的同時，能源和資源消耗總量開始下降，生態環境質量全面改善，社會財富極大提高，考慮到人口總量衰減因素，2030-2050年全社會用電量基本穩定，到2050年用電量達到10.4萬億kW·h左右，人均用電量8000kW·h。

　　二、采用特高壓直流輸電方式的必要性

　　特高壓直流輸電可點對點、大功率遠距離直接將電力送往負荷中心，系統穩定，輸送容量和距離不受同步運行穩定性的限制；可以減少或避免大量的過網潮流，并可對本系統的潮流方向和大小進行控制；由于節約一根導線，桿型也較簡單，可降低線路造價30%～40%左右；直流輸電系統一般為雙極輸送方式，如果其中一極的設備發生故障，另一極仍能以大地作回路，帶半負載運行；直流輸電對通訊的干擾較小，且直流輸電不存在磁滯損耗和渦流損耗，線損較小，節能效果顯著；輸電走廊利用率高，節省土地資源；距離越長，其單位投資效益越好。

　　我們知道，我國一次能源和電力負荷分布極不均衡。全國可開發的水電資源近2/3在西部的四川、云南、西藏；煤炭保有量的2/3分布在山西、陜西、內蒙古。而全國2/3的用電負荷卻分布在東部沿海和京廣鐵路沿線以東的經濟發達地區。

　　表2 我國能源資源的地區分布一覽/%

　　西部能源供給基地與東部能源需求中心之間的距離將達到1000～3000km，這種發電能源分布和經濟發展極不均衡的基本國情，就決定了能源資源必須在全國范圍內進行優化配置。預計到2020年我國13個大型水電基地、15個大型煤電基地、9個大型風電基地的開發規模將達到7.7億kW。為此建設特高壓電網，才能滿足東西2000～3000km、南北800～2000km遠距離大容量的電力輸送需求。這也將促進煤電就地轉化和水電大規模開發，實現跨地區、跨流域的水電與火電互濟，將清潔的電能從西部和北部大規模輸送到中東部地區，滿足我國經濟快速發展對電力的需求。

　　從人口高度聚集的發展趨勢看，未來15年我國京津地區和沿海地區的能源需求還將大大增加。東部地區借助文化、科技、資金、交通和貿易等方面的基礎優勢，國民經濟將得到持續快速發展，加上人口的聚集，到2020年，華東、廣東、京津唐、山東、遼寧電網年用電量之和將達到4萬億kW·h，占全國年用電量的比例近60％，因此這種強勁的電力輸送需求將使今后相當一段時期為建設特高壓直流輸電的黃金時期。

　　此外，發展特高壓輸變電技術，將帶動相關制造行業的發展，全面提升國內輸變電設備制造業的水平，使國內特高壓直流輸電及相關設備制造技術更加成熟，對實現我國輸變電設備制造技術升級，提高行業的國際競爭力都有重大意義。

　　三、我國特高壓直流輸電的驕人成果

　　特高壓直流輸電系統十分復雜、裝備技術水平要求高，且當時世界沒有工程先例。但隨著電力輸送規模和距離的日益增加，以及對提高電力輸送效率，建設可靠、高效、 環保電網的要求，需要研發更為先進的特高壓直流輸電裝備，對于提升電力的大規模遠距離輸送能力和我國電網技術水平，都具有重要的意義。

　　因此，在我國迅猛發展的國民經濟需求的倒逼下，2005年我國就將發展特高壓直流輸電工程提到日程上來了。經過全國上下各有關方面的奮力拼搏，克服重重困難，推動了特高壓直流輸電的迅速發展，推動了電工裝備制造業的科技進步，實現了全面突破。經過十年的建設和發展，我國特高壓直流輸電已在規劃、技術、裝備、施工、標準及運行上具備了技術和運行成熟的管理經驗，并且在工程規模、技術水平、輸送距離和容量、投資和經濟效益等各個方面走到了世界的前列。我國在特高壓直流輸電領域取得了這些舉世矚目的成績，大幅提升了我國在國際電工領域的影響力和話語權，實現了“中國創造”和“中國引領”。

　　特高壓直流輸電是指±800kV及以上電壓等級的直流輸電，這是由中國引導并首先實施的偉大實踐。我們知道，在發電和用電均為交流電的情況下，要進行直流輸電，必須解決換流問題，即在送端需將交流電變換為直流電（整流），由直流輸電線路送到受端，然后再將直流電變換為交流電（逆變），送入受端交流電網使用。我們現在所說的直流輸電就是這種需要進行換流的直流輸電，而進行這種換流的核心部件是特大功率晶閘管。特高壓直流輸電換流閥是由多個晶閘管串聯而成的。特高壓直流輸電工程的輸電容量直接取決于超大功率晶閘管的電流和電壓等級，尤其是晶閘管的電流容量，對輸電容量影響較大。為了滿足歷年來特高壓直流輸電輸送容量的不斷提高，晶閘管容量也在逐步提高，直至達到目前的世界最高水平，晶閘管的芯片直徑為6英寸，電流容量為6250A。

　　特高壓直流輸電投資較大，但替代煤電及其經濟效益和社會效益也很可觀。2020年，甘肅酒泉風電裝機容量達到2000萬kW，光伏太陽能達到1000萬kW，建設甘肅酒泉到湖南湘潭±800kV直流輸電線路2300km，完全服務于新能源風電及太陽能發電，輸電線路經過甘肅-陜西-重慶-湖北-湖南五省，在酒泉、湘潭設立2個換流站，可以輸送電量800萬kW。此外，特高壓直流輸電建設還將推動裝備制造業轉型升級并拉動經濟增長。據估算，僅錫盟—泰州、上海廟—山東兩工程總投資達475億元，將增加輸變電裝備制造業產值213億元，其中換流閥占工程總投資的6.5%左右，約30億元，大功率晶閘管占換流閥的15%左右，約4.5億。同時還直接帶動電源等相關產業投資約1185億元，可增加就業崗位3.3萬個，每年拉動GDP增長152億元。

　　四、我國特高壓直流輸電的發展前景廣闊

　　為落實國家大氣污染防治行動計劃，國家能源局在《能源行業加強大氣污染防治工作方案》提出了“在具備水資源、環境容量和生態承載力的煤炭富集地區建設大型煤電基地，加快重點輸電通道建設，成為“電從遠方來的空中高速路”，加大向重點區域送電規模，緩解人口稠密地區大氣污染防治壓力的任務。為此，國家能源局批準了12條跨區輸電通道，包括寧東—浙江、晉北—江蘇、錫盟—泰州、上海廟—山東4條特高壓直流線路。2017年全面建成納入國家大氣污染防治行動計劃的“四交四直”和酒泉—湖南、滇西北-廣東深圳等特高壓直流工程。據統計，從現在到“十三五”末，特高壓建設線路長度將達8.9萬km，變電和換流容量達到7.8億kW。

　　投資達407億元的準東-皖南±1100kV特高壓直流輸電工程已于今年開工，這是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠、技術水平最先進的特高壓直流輸電工程。這昭示著我國特高壓直流輸電又上了一個新的臺階。目前全國有8個特高壓直流輸電工程在建，是歷史上直流輸電建設罕見的高潮期。

　　根據國家電網規劃，預計2020年前還需繼續建設26條路線，按單個項目210億元的投資額度測算，26條路線投資額度預計達到5460億元。再加上目前已經開工建設的，2020年前，特高壓項目投資預計至少達到7000億元。隨著特高壓建設投資力度加大，“十三五”期間相關設備需求將迎來高峰。

　　根據國家電網規劃，“十三五”期間，在“四交四直”工程基礎上，后續特高壓工程分三批建設，首先是加快建設“五交八直”（酒泉-湖南、準東-皖南、扎魯特-山東青州、陜北-武漢、金上-贛州、蒙西-湘南、雅中-南昌、準東-成都等）特高壓直流輸電工程。除此之外，國際間的特高壓直流輸電工程也在規劃之中，如俄羅斯-霸州、蒙古-天津、伊犁-巴基斯坦等。“十四五”也有呼盟-東明、烏東德-溫州、白鶴灘-鄂東等11條特高壓直流輸電線路；“十五五”規劃了怒上-吉安、大拐彎-雅安、藏東南-石家莊等14條特高壓直流輸電線路。中國的特高壓直流事業方興未艾，如火如荼。

　　五、結論

　　在人們為長距離能源輸送發愁的時候，特高壓直流輸電應運而生。這些年來適應我國國情的特高壓直流輸電像高鐵一樣發展迅猛，并領跑世界。同時我們看到，“一帶一路”沿線國家地廣人稀，電力資源與用電負荷中心相距遙遠，特高壓尤其是直流輸電線路具有極為廣闊的市場空間。特高壓直流輸電已經將市場開辟到了國外，它是繼高鐵、核電之后，中國裝備制造業的第三張名片。

　　參考文獻

　　[1] 國務院.大氣污染防治行動計劃[Z].北京，2013.9.

　　[2] 國家發展改革委，國家能源局.能源技術革命創新行動計劃 (2016–2030年) [Z].2016.3.

　　[3] 國家發展改革委，工業和信息化部，國家能源局.中國制造2025—能源裝備實施方案[Z]. 2016.6.

　　[4] 中國電機工程學會.“十三五”電力科技重大技術方向研究報告[M].中國電力出版社，2015.11

　　[5] 肖冬梅，姚雷，陶思遙，等. 讓世界聆聽特高壓——特高壓交流試驗示范工程投運新聞發布會側記[J].國家電網，2009（2）；41-42.

　　[6] 李繼峰.十三五經濟新常態下電力需求預測來源[N].能源情報，2016.7.

　　[7] 韓民曉，文俊，徐永海，等.高壓直流輸電原理與運行[M].北京：機械工業出版社，2009.1.