特高压交直流输电与超高压交直流输电的比较

特高压交直流输电与超高压交直流输电的比较

作者：黎志山

来源：《城市建设理论研究》2013年第24期

摘要：随着交直流输电工程的应用，远距离、跨区域输电已经实现，特高压建设的速度加快。文章将首先对国家大力建设特高压电网的原因进行分析，然后介绍特高压和超高压的概念，对特高压输电以及超高压输电进行对比。 关键词：特高压输电；超高压输电；交直流输电 中图分类号： TF351 文献标识码： A 文章编号：

现阶段，我国的电网骨干架实行的是500kV的交流、±500kV的直流，电力输送的能力以及电力输送的规模受到限制。从我国的实际情况考虑，负荷受端电网比较密集，开辟新的输电线路存在较大的难度，负荷受端电流短路的情况比较突出，实行长距离送电会产生较大的电力损耗。笔者将主要对特高压输电以及超高压输电进行对比，分析两者存在的差异，以便作为参考。

一、分析国家大力建设特高压电网的原因

近几年来，我国电源发展的速度比较快，但是电网的建设相对落后，输电能力有待加强，电源的发展和电网的发展不协调。在当前情况下，500kV跨区同步的电网之间的联系较为薄弱，输电的能力受到一定的限制，大型电网不能发挥出它的优越性，跨区域的电网对电力的补偿明显不够，现有的电网在远距离和大容量输电方面存在不足，需要引入特高压电网进行输电。

二、特高压和超高压的概念

根据电压的不同，交流输电电压主要分为三种：第一，高压；第二，超高压；第三，特高压。超高压简称EHV，国际上定义的电压范围是330 kV～1000 kV，特高压简称UHV，电压为1000 kV，特高压直流简称UH-VDC，电压为±600 kV以上。

从我国的实际情况来看，超高压分为三个层次：第一，330 kV；第二，500 kV；第三，750 kV。特高压交流为1000kV电压，特高压直流为±800kV电压。在特高压电网建成之后，我国的电网骨干架将变成交流输电网1000kV、直流系统±800kV电压，可以和各级输配电网相互协调，使电网的结构变得更加清晰。 三、特高压输电以及超高压输电的比较

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1、输送的容量

在交流输电线路中，自然功率是体现输送能力的重要标志。自然功率与电压的平方存在正比的关系，阻抗与波阻抗呈现反比的关系。如果交流线路是1000 kV，和500kV相比，它的波阻抗比较低，输电的能力比较高，在自然功率上，前者是后者的5倍。在特高压输电线路送电的能力方面，一回1000kV约为500万千瓦，500kV约为88.5万千瓦，前者大约是后者的5倍。

当直流特高压为±800kV时，它的输电能力约为640万千瓦；当高压直流为±500kV时，前者和后者输电能力的比例为21:10；当高压直流为±620kV时，±800kV与±600kV输电能力比例为27:10。

2、增强联网能力

对交流特高压进行同步联网，可以减小电气距离，使电气的联系更加紧密，稳定性增强。大电网互联可以产生多种效益，主要包括：第一，水火互济；第二，错过峰期；第三，跨流域实现互补；第四，降低系统装机的备用容量。采用特高压联网，在网间可以提高功率交换的水平，对资源进行优化配置，对电网的结构进行改善，短路电流超过标准的问题得到解决。 3、送电距离

在电网中计算两个节点的电气距离时，可以用与电压等级相对应的等效串联阻抗值来计算。电气距离主要和以下因素相关：第一，线路电压；第二，线路长度；第三，单位长度的阻抗。电气距离和线路电压的平方存在正比的关系，线路长度越大，电气距离越大，电气距离与单位长度的阻抗呈现正相关的关系。如果电气的距离比较短，电气之间的联系就越紧密，电气的稳定性比较好。1000kV的交流特高压输电和500kV的输电线路，如果两者的线路长度相等，电气距离前者是后者的四分之一。如果两者的输送功率相同，前者的最远送电距离是后者的四倍。

应用±800kV的直流输电技术，可以加大送电的距离，实现超远距离输电。它的经济送电距离可以超过2500公里。 4、线路损耗

在电网运行中，线路的电阻损耗是很重要的评价指标。它与两个因素存在关系：（1）线路电阻，它和线路电阻呈现正相关的关系，（2）线路电流，它和线路电流的平方成正比例关系。如果输送的容量相同，当提高电压时，电流就会降低，线路电阻的降低以平方的状态呈现。对于1000kV交流线路和500kV的交流线路，如果两者的导线截面和输送容量都一样，前者的电阻损耗是后者的四分之一。

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如果直流线路为±800kV、±500kV，前者与后者的电阻损耗比例为39:100；如果直流线路为±800kV、±620kV，两者电阻损耗的比例为3:5。 5、对土地资源的节约

在特高压电流中，同塔双回线路走廊宽度为75米，猫头塔单回线路走廊宽度为81米。前者单位走廊的输送能力是13.3万千瓦/米，后者的单位走廊的输送能力是6.2万千瓦/米，两者的比例约为2:1。同类型500kV线路的单位走廊输送能力约为它的三分之一。

在特高压直流中，直流输电方案定为三种，第一，±800kV、640万千瓦，设为A；第二，±500kV、300万千瓦，设为B；第三，±620kV、380万千瓦，设为C。在线路走廊、单位走廊宽度的输送量上，A种方案和B种方案的比例是129:100，A种方案与C种方案的比例为137:100。

6、减少工程投资

应用特高压输电技术，能够减少导线、铁塔架构的使用，节省工程的资金投入。据相关的研究结果显示，在计算单位输送容量的综合造价时，1000kV和500kV输电方案的比例为73:100，大大节省了投资。

四、采用特高压产生的效益分析 1、使电力制造业技术水平提高

建设特高压电网，可以使电力企业的创新能力得到增强，输变电设备的制造企业制造水平得到提升，电力装备的技术增强，产品形成了竞争优势。 2、经济效益比较明显

建成特高压电网，规模较大的跨区域联网就可以实现。产生的效益如下：（1）错峰，（2）调峰，（3）水火互济，（4）互为备用，（5）降低弃水的电量，（6）降低网间损耗。原来的输电线路是500kV输电，采用交流特高压之后，可以节省成本，输电通道的重复建设变少，减少了资金的投入。 3、电网更加安全、可靠

现阶段，大区域500kV交流联系相对较弱，影响到电网的安全性；在负荷集中的地区，500kV短路电流会出现超过标准的现象。在我国，实行特高压电网的建设工作，上述问题就可以得到妥善的解决，在东部地区，用电负荷比较大，可以为其进行网架支撑。 4、减轻铁路运输的压力

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建成特高压电网后，可以把大型的电网、大型的火电、大型的煤矿结合在一起，使煤、电成为一体，煤炭的回采率增加，煤炭、电力的成本变小。 结语：

经济社会快速发展，人们的生活水平明显提高，生活用电、企业用电以及其他类型的用电量不断增加，东部地区是用电的集中区，电网系统需要升级。针对以上的问题，建设特高压直流电网，电网的安全性得到增强，电网变得更加可靠，经济效益比较显著，铁路运输的压力得到缓解，电力制造业技术升级，电力企业的创新能力不断增强，有助于完善电网系统，保证生活用电、工业用电等。 参考文献：

[1]武艳杰.特高压交直流输电与超高压交直流输电的比较[J].民营科技，2012(11) [2]黎岚，王海林，吴安平，高万良.特高压交直流输电技术在四川电网的运用[J].四川电力技术，2008 (1)

[3]徐秉雁.特高压输电与超高压输电经济性比较[J].电瓷避雷器，2011(1) [4]陆宠惠，万启发.特高压输电技术研究[J].江苏电机工程，2008 (2) [5]刘建坤.特高压和超高压输电对比初探[J].江苏电机工程，2008 (B11)