特高压专题 中国电网从超高压到特高压的发展 (1)
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电力系统电压等级的发展过程及发展趋势输电电压一般分为高压、超高压和特高压 高压(HV HV--High Voltage ):35kV ~200 kV超高压(EHV EHV--Extra High Voltage ):330 kV ~750 kV 特高压(UHV UHV--Ultra High Voltage ):1 000 kV 及以上配电网电压一般为35kV 以下低压(LV LV--Low Voltage ):0.4 kV 及以下 中压(MV MV--Medium Voltage ):3 kV ~35 kV对于直流输电高压直流(HVDC HVDC--High Voltage Direct Current ):330 kV ~750 kV 特高压直流(UHVDC UHVDC--Ultra High Voltage Direct Current ):1 000 kV 及以上中国国家标准中国国家标准《《额定电压额定电压》》(GB I56GB I56--1980)规定的电压等级为:3,6,10,35,63,110,220,330,500,750 kV (待定)。
根据相邻级差不宜太小的原则,可以认为上述电压等级中的35kV 、63kV 和110kV 不宜在同一个地区性电网中并存;330kV 和500 kV 、500 kV 和750 kV 不宜在同一输电系统中并存。
中国电力系统中除西北地区采用330/(220)/110/(35)/10 kV 和东北地区采用500/220/63/10 kV ,其他地区都采用500 /220/110 /(35)/10 kV 系列。
其他国家的情况如下:美国、日本、加拿大、前苏联多采用500/220(275,230)/110 kV 系列,美国、加拿大、前苏联也有750(765)/330(345)/110(154)kV 系列;西欧和北欧国家采用400(380)/220/110(138)系列。
中国高压输电发展历程1952年,用自主技术建设了110kV输电线路,逐渐形成京津唐110kV输电网。
(美国1908年有110KV线路)1954年,建成丰满至李石寨220kV输电线路,随后继续建设辽宁电厂至李石寨,阜新电厂至青堆子等220kV线路,迅速形成东北电网220kV骨干网架。
(美国1923年有230KV线路)。
1972年建成330kV刘家峡—关中输电线路,全长534km,随后逐渐形成西北电网330kV骨干网架。
(美国1954年有345KV线路;苏联1952年330KV线路;瑞典1952年380KV线路.)1981年建成500kV姚孟—武昌输电线路,全长595km。
为适应葛洲坝水电厂送出工程的需要,1983年又建成葛洲坝-武昌和葛洲坝-双河两回500kV线路,开始形成华中电网500kV骨干网架。
启动了跨省、超高压电网建设的进程。
(苏联1956年有400kV电压输电线路)1989年建成±500kV葛洲坝-上海高压直流输电线,实现了华中-华东两大区的直流联网,拉开了跨大区联网的序幕。
2005年9月,中国在西北地区(青海官厅--兰州东)建成了一条750kV输电线路,长度为140.7 km。
(加拿大1965年有735KV线路,美国1969年有765kV线路;苏联1967年有750kV线路。
2008年7月,晋东南~南阳~荆门1000kV交流输电线路投入运行,全程650多km。
(苏联1985年有1150kV线路)中国高压输电大事记20世纪80年代初,我国第一项500千伏超高压输变电工程(平武工程)的建设,启动了跨省、超高压电网建设的进程。
80年代末投运的±500千伏葛沪直流输电工程,拉开了跨大区联网的序幕。
1993年8月天广一回交流输电线路投运,1998年12月天广二回投运,2002年6月天广三回投运。
2000年12月,天生桥至广州±500千伏直流输电工程单极送电,2001年6月双极投运。
特高压发展历程以及前景我国特高压发展历程摘要:我国已经进入了大电网、大机组、高电压、高自动化的发展时期。
随着经济的快速发展,电力需求也在快速增长,特高压输电逐渐进入到我国电力的建设当中。
因为特高压输电能同时满足电能大容量、远距离、高效率、低损耗、低成本输送的基本要求,而且能有效解决目前500kV超高压电网存在的输电能力低、安全稳定性差、经济效益欠佳等方面的问题,所以,建设特高压电网已经成为我国电力发展的必然趋势。
本文在对电力系统以及电网的基本概念全面的了解的基础上,通过查阅资料确定我国引入特高压的必要性以及特高压输电线路的发展现状和未来趋势。
关键字:特高压电网发展历程1.电网简介发电厂、输电网、配电网和用电设备连接起来组成一个整体,称之为电力系统。
电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网,电网是电能传输的载体,它包括升、降压变压器和各种电压等级的输电线路。
电网是电能传输的载体,在发电厂发出电能后,如何将电能高效地传送给用户,就成为电网的主要功能。
对我国目前绝大多数电网来说,高压电网指的是110kV和220kV 电网;超高压电网指的是330kV,500kV和750kV电网。
特高压输电指的是正在开发的1000 kV交流电压和±800kV直流电压输电工程和技术。
特高压电网指的是以1000kV 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。
2.国内国际特高压发展概况特高压电网形成和发展的基本条件是用电负荷的持续增长,以及大容量、特大容量电厂的建设和发展,其突出特点是大容量、远距离输电。
目前,我国发展特高压指的是在现有500千伏交流和±500千伏之上采用更高一级电压等级输电技术,包括百万伏级交流特高压和±800千伏级直流特高压两部分,简称国家特高压骨干电网1。
1《走进特高压》中国电力出版社古清生国际上特高压交流输电技术只在俄罗斯、日本、意大利有少量1000千伏交流线路,且都降压运行,直流输电已建成投运的最大等级工程是巴西伊泰普输电工程,包括两回±600千伏电压等级,360万千瓦额定输送功率的直流线路。
超高压输电和特高压输电超高压输电开放分类:电子工程超高压输电是指使用超高电压等级输送电能。
若以220千伏输电指标为100%,超高压输电每公里的相对投资、每千瓦时电输送百公里的相对成本以及金属材料消耗量等,均有大幅度降低,线路走廊利用率则有明显提高。
超高压输电- 正文使用超高电压等级输送电能。
超高电压是指330千伏至765千伏的电压等级,即330(345)千伏、400(380)千伏、500(550)千伏、765(750)千伏等各种电压等级。
超高压输电是发电容量和用电负荷增长、输电距离延长的必然要求。
超高压输电是电力工业发展水平的重要标志之一。
随着电能利用的广泛发展,许多国家都在兴建大容量水电站、火电厂、核电站以及电站群,而动力资源又往往远离负荷中心,只有采用超高压输电才能有效而经济地实现输电任务。
超高压输电可以增大输送容量和传输距离,降低单位功率电力传输的工程造价,减少线路损耗,节省线路走廊占地面积,具有显著的综合经济效益和社会效益。
另外,大电力系统之间的互联也需要超高压输电来完成。
超高压输电的使用范围大致如表所列。
若以220千伏输电指标为100%,超高压输电每公里的相对投资、每千瓦时电输送百公里的相对成本以及金属材料消耗量等,均有大幅度降低,线路走廊利用率则有明显提高(图1~4)。
超高压输电超高压输电超高压输电超高压输电超高压输电1952年瑞典首先建成了380千伏超高压输电线路,由哈什普龙厄到哈尔斯贝里,全长620公里,输送功率45万千瓦。
1956年,苏联从古比雪夫到莫斯科的400千伏线路投入运行,全长1000公里,并于1959年升压至500千伏,首次使用500千伏输电。
1965年加拿大首先建成735千伏的输电线路。
1969年美国又实现765千伏的超高压输电。
在直流输电方面,苏联于1965年建成±400千伏的超高压直流输电线路,此后美国、加拿大等国又建成±500千伏直流输电线路。
超高压输电和特高压输电超高压输电开放分类:电子工程超高压输电是指使用超高电压等级输送电能。
若以220千伏输电指标为100%,超高压输电每公里的相对投资、每千瓦时电输送百公里的相对成本以及金属材料消耗量等,均有大幅度降低,线路走廊利用率则有明显提高。
超高压输电- 正文使用超高电压等级输送电能。
超高电压是指330千伏至765千伏的电压等级,即330(345)千伏、400(380)千伏、500(550)千伏、765(750)千伏等各种电压等级。
超高压输电是发电容量和用电负荷增长、输电距离延长的必然要求。
超高压输电是电力工业发展水平的重要标志之一。
随着电能利用的广泛发展,许多国家都在兴建大容量水电站、火电厂、核电站以及电站群,而动力资源又往往远离负荷中心,只有采用超高压输电才能有效而经济地实现输电任务。
超高压输电可以增大输送容量和传输距离,降低单位功率电力传输的工程造价,减少线路损耗,节省线路走廊占地面积,具有显著的综合经济效益和社会效益。
另外,大电力系统之间的互联也需要超高压输电来完成。
超高压输电的使用范围大致如表所列。
若以220千伏输电指标为100%,超高压输电每公里的相对投资、每千瓦时电输送百公里的相对成本以及金属材料消耗量等,均有大幅度降低,线路走廊利用率则有明显提高(图1~4)。
超高压输电超高压输电超高压输电超高压输电超高压输电1952年瑞典首先建成了380千伏超高压输电线路,由哈什普龙厄到哈尔斯贝里,全长620公里,输送功率45万千瓦。
1956年,苏联从古比雪夫到莫斯科的400千伏线路投入运行,全长1000公里,并于1959年升压至500千伏,首次使用500千伏输电。
1965年加拿大首先建成735千伏的输电线路。
1969年美国又实现765千伏的超高压输电。
在直流输电方面,苏联于1965年建成±400千伏的超高压直流输电线路,此后美国、加拿大等国又建成±500千伏直流输电线路。
加上苏联地域辽阔、电网覆盖面积大,且能源与负荷分布不均衡,对特高压输电提出了要求,苏联从1980年开始着手建设连接西伯利亚、哈萨克斯坦和乌拉尔联合电网的1150kv特高压交流输电工程,将东部地区的电能送往乌拉尔和欧洲部分的负荷中心,工程于1985年正式按额定电压带负荷运行,后因技术上有缺陷降压运行。
中国能源资源的总体分布规律是西多东少,北多南少,能源资源与负荷中心分布不均衡的特征明显,中国正处于经济快速增长的关键时期,电力需求将持续较快增长,需求重心也将长期位于东中部地区,而煤炭资源开发正逐步西移,北移,水能资源的开发正向西南地区转移,风能、太阳能等新能源资源也主要分布在西部、北部地区,未来能源流规模和距离将进一步增大,面临大规模、远距离、高效率电力输送的挑战。
大型能源基地与东中部负荷中心之间的距离达到1000-3000km,超出传统超高压输电线路的经济输送距离。
电力生产和消费地区不均衡的情况将更为突出,电力输送压力日益加剧,迫切要求实现经济高效的大规模送出和大范围消纳。
地区经常性出现大范围雾霾天气,尤其pm2.5严重超标,特别是京津冀、长三角、华中等地区污染极为严重,部分地区雾霾天数超过全年的50%,保护生态环境已成为全社会关注的热点和焦点。
生态环境保护与能源生产和消费方式密切相关,发电和其他行业大量煤炭燃烧,是二氧化硫、氮氧化物和烟尘等大气污染的重要来源。
为保障国民经济的可持续发展和居民生活质量的稳步提升,加快转变能源和电力发展方式,统筹考虑东西部环境承载能力,在全国范围内优化配置环境资源已成为建设生态文明和美丽中国的现实而紧迫需要。
从中长期来看,中国能源消费仍将以煤炭为主,煤电在全国电源结构中仍将保持较高比例。
发展特高压输电,推动清洁能源发展里煤电布局优化,在全国范围内优化配置能源、环境等资源,可以带来多方面的环境效益。
(1)发展特高压电网可以推动国家清洁能源开发目标实现及清洁能源的高效利用。
特高压是什么?特高压是世界上最先进的输电技术。
大家都知道,电是要靠电线传输的。
我们家里、企业工厂里、商店学校医院里到处都用电,这些电都是通过电网输进来的。
电网里的电是从发电厂发出来的。
发电厂我们也许见过,也可能从来没见过,这没关系,因为发电厂大都建设在离我们很远的地方。
把发电厂发出来的电传输到电网里,再通过电网一直传输到我们家里、工厂里、商店里、学校里、医院里,这就要“输电”。
输电是一门技术,只要念过中学的人都知道。
但怎样输电才更有效率,更合算?在中学的物理课本里,我们学过粗浅的电学知识,知道电也是一种能量,懂得电流、电压、电能、电功率这些基本的电学概念。
因为电功率是电压和电流的乘积(这是电的科学规律决定的),所以要想得到很大的电功率,就必须加大电压或电流,而电流太大会引起电线发热、损耗太多,于是技术人员就采取不断升高电压的办法来提高输电的效率。
大家都知道,在中国,民用电的电压是220伏。
但在电网里,还有许多不同等级的、甚至很高的电压,就是为了提高输电的效率。
电网里是靠一种叫变压器的设备来升高或降低电压的。
中国的电网里有1万伏、3.5万伏、11万伏、22万伏/33万伏(西北地区)、50万伏/75万伏(西北地区)这些等级的高电压,一般把1万伏、3.5万伏叫做高压,而把11万伏到75万伏都统称作超高压。
为了进一步提高输电效率,随着电力科技的不断进步,2004年,中国就开始规划建设100万伏的输电工程,2008年底国家电网公司建成了第一个试验示范工程,从山西的晋东南到河南南阳再到湖北荆门。
这100万伏的电压就叫特高压。
因为电压特别高,各种技术要求就特别高,设备也需要非常先进。
目前世界上还没有100万伏的输电工程在运行,所以,中国的特高压输电是世界上电压最高的、技术最先进的。
为什么要建设特高压?因为中国要长距离大容量传输电能。
有基本的地理知识、对中国国情有所了解的人都知道,中国人口很多,有十三亿多,大多数人口都集中在中东部地区。
输电电压的发展历史和特高压的定义2006年01月03日00:00字体【大中小】【查看留言】【打印】【关闭】开栏的话国家电网公司提出建设以特高压电网为核心的坚强国家电网,得到了社会各界的普遍认同和支持。
为让读者更多地了解特高压电网,在国家电网公司特高压办公室的支持下,本报开辟了“特高压知识问答”专栏,从本期开始在本版连续刊登有关特高压电网的知识。
敬请关注。
问:输电电压的分类情况如何?特高压又是怎样定义的?答:交流输电电压一般分高压、超高压和特高压。
国际上,高压(HV)通常指35~220千伏电压。
超高压(EHV)通常指330千伏及以上、1000千伏以下的电压。
特高压(UHV)定义为1000千伏及以上电压。
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)。
就我国而言,交流高压电网指的是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;特高压电网指的是1000千伏电网。
高压直流指±500千伏及以下直流系统,特高压直流指±800千伏直流系统。
以上的电压等级均为标称电压。
特高压电网建成后,将形成以1000千伏交流输电网和±800千伏直流系统为骨干网架,具有坚强的超高压输电网和可靠的高压输电网,以及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。
问:国内外电网电压等级的发展情况如何?答:为了提高输电经济性能,不断满足大容量和长距离输电的需求,电网电压等级在不断提高。
100多年来,输电网电压从最初的13.8千伏,逐步发展到高压20千伏、35千伏、66千伏、110千伏、134千伏、220千伏、230千伏;20世纪50年代后迅速向超高压330千伏、345千伏、380千伏、400千伏、500千伏、735千伏、750千伏、765千伏发展;20世纪60年代末,开始进行1000千伏(1100千伏、1150千伏)和1500千伏电压等级特高压输电工程的可行性研究和特高压输电技术的研发。
揭秘中国特高压前世今生我国特高压在国际上“无标准、无经验、无设备”的情况下,成功实现从“白手起家”到“大国重器”,从“中国创造”到“中国引领”,从“装备中国”到“装备世界”。
可以说,建设特高压电网,是我国电力发展史上最艰难、最具创新性、挑战性的重大成就,更是中国乃至世界电力行业发展的重要里程碑。
在碳达峰、碳中和的大背景下,特高压电网已成为中国“西电东送、北电南供、水火互济、风光互补”的能源运输“主动脉”,破解了能源电力发展的深层次矛盾,实现了能源从就地平衡到大范围配置的根本性转变,有力推动了清洁低碳转型。
截至2020年底,中国已建成“14交16直”在建“2交3直”共35个特高压工程,在运在建特高压线路总长度4.8万公里。
“现在特高压干成功了,人们说我是‘特高压之父’,我认为应该是‘特高压之负’,胜负的负。
这么多年,我因为坚持搞特高压,弄得自己伤痕累累,这些又能跟谁说呢。
”国家电网公司原董事长、全球能源互联网发展合作组织主席刘振亚如此感慨。
未来,以特高压为骨干网架建设全球能源互联网,将推动全球清洁能源基地开发、各洲各国电网互联,促进能源网、交通网、信息网“三网”融合发展,为破解资源紧张、环境污染、气候变化、贫困疾病等全球性挑战,实现人类社会可持续发展开辟新道路、作出新贡献。
(来源:中国能源报作者:李文华)中巴车上“亮招”2004年底,掌舵国家电网公司两个月的刘振亚和时任国家发改委主要领导,一同参加三峡—广东直流输电工程验收总结会。
疾驰的中巴车上,谈及中国缺电的现状,刘振亚深感忧虑,国内电力供应已“严重拖了经济发展的后腿”。
大规模、长距离输煤一直是中国能源资源配置的主要方式,铁路新增运力的70%以上用于煤炭运输。
本世纪初我国沿长江每30公里就有一座发电厂,长三角地区每年每平方公里二氧化硫排放量达到45吨,是全国平均水平的20倍。
这和中国资源禀赋与负荷逆向分布密不可分。
中国76%的煤炭、80%的风能、90%的太阳能分布在西部北部,80%的水能分布在西南部,70%以上的电力消费集中在东中部地区,能源富集地区距离东中部电力需求中心1000到4000公里左右。
│2021·3│创新企业增刊我国特高压输电技术实现从“跟跑”到“领跑”的跨越昌吉-古泉±1100千伏特高压直流输电工程从高参数、大容量火电机组到远距离、特高压交直流输变电,从方兴未艾的新能源到如火如荼的信息化建设,改变世界的创新之花在中国一次次绽放,赢得未来的创新激情在中国被一次次点燃。
70余年来,我国电力工业飞速发展,发电装机容量增长超过1000倍,发电量增长超过1600倍;35千伏及以上输配电线路长度较之前全部线路长度增长超过280倍。
一座座变电站拔地而起,一基基铁塔直指蓝天,一条条“银线”穿山越岭。
这是我国70余年电力建设成就的见证,也饱含着中国能源建设集团规划设计有限公司(以下简称“中国能建规划设计集团”)70余年的智慧与汗水。
岁月流转,新中国与时光携手70余载春秋,也与电结伴同行70多个年头。
遥望70余年前,在大规模国民经济恢复建设大潮中,新中国第一家电力勘察设计单位——中国能建规划设计集团东北院成立,开启了我国电力规划设计事业的光辉历程。
如今,随着我国首个海上风电柔性直流输电项目——如东海上风电柔性直流输电示范项目的正式开工,我国海上风电柔性直流输电的时代正在到来。
70余载纵横捭阖、挥斥方遒,中国能建规划设计集团在电网输变电技术19企业风采│2021·3│领域打拼出了一块金字招牌,在上面镌刻着的是我国电网输变电技术从起步到发展、从壮大到繁荣、从追赶到领跑的发展轨迹。
从“零”到“一”,高压输电迈出第一步据中国电力企业联合会数据:截至2020年底,全国全口径发电装机容量22亿千瓦。
谁曾想,新中国成立初期,全国发电装机容量仅为185万千瓦,电网最高电压等级110千伏,35千伏及以上变电容量346万千伏安,35千伏及以上送电线路(含20千伏)6475千米,电力设施、电力输送、电力建设能力几近为零。
1953年7月25日,我国自行设计的第一条220千伏松东李输电线路工程破土动工,1954年1月23日正式竣工,从此中国开始了220千伏电网的建设,而220千伏作为当时国际上高压输电线路实际应用中的最高等级,世界上仅美国、前苏联等少数几个国家具有独立设计、建设的能力。