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在环保方面,目前我国绝大部分城市地区、沿海经济快速发展地区以及酸雨和二氧化硫污染严重地区已经基本上没有大气环境容量资源。今后负荷中心地区燃煤电源项目建设将更多地受到环境容量的限制。
图2 我国酸雨分布图
综上所述,我国经济的发展和能源分布的不均衡以及我国经济发达地区环境容量对发展煤电的限制决定了我国需要将数量巨大的能源远距离输送,需要在已有能源传输途径上开辟新的高效率、低能耗的输能途径。
特高压交流电网是我国电网结构优化发展的必然选择
随着国内外经济情况和能源供应以及我国电网自身情况的巨大变化,面对电网发展面临的一些列突出问题,不能讳疾忌医,更不能形而上学、刻舟求剑。如果电网继续停留在500千伏水平上,而片面强调特高压直流的作用,必将带来一些列问题。具体讲,我国大电网进一步发展需要解决如下问题:
1、我国电网过去比较被动地跟随着电源的建设而发展,结果导致我国跨区之间大容量输电网络规模过小,输电能力不足。
2、现有500千伏电网输送能力不能满足大范围电力资源优化配置和电力市场的要求。
3、电力密集地区电网短路电流控制困难,例如2020年华东电网部分500千伏母线短路电流水平将超过断路器最大遮断电流能力。
4、长链型电网结构动态稳定问题突出,在东北、华北、华中电网500千伏交流联网,结构比较薄弱,存在低频振荡,动态稳定问题比较突出。
5、受端电网存在多直流集中落点和电压稳定问题,如果西电东送华东电网全部采用直流输电方式,落点华东电网的直流换流站将超过10个,受端系统在严重短路故障的情况下,系统因故障发生连锁反应的风险较大。
建设特高压交流输电网络能够较好地解决上述问题。针对我国能源流通量大、输送距离远的具体国情,应建立强大的特高压交流输电网络作为能源传输的新途径。
特高压输电线路的输电能力约相当于500千伏的4至5倍,采用特高压输电可减少输电走廊用地面积,有效地减少土地占用;在输送相同容量的条件下,采用特高压输电比采用500千伏输电可降低1/3的损耗;采用特高压电网可实现输电和输煤并举,将来还可减少能源运输燃料费用,降低能源输送的成本。
通过建立强大的特高压电网,500千伏电网短路电流过大、长链型交流电网结构动态稳定较差、受端电网直流集中落点过多等诸多问题均可得到缓解。从以往对电网规划各种方案的安全稳定性计算分析结果看,交流特高压输电网络的安全稳定性较好。
从国外大电网联网规模的发展情况看,建设跨大区大规模同步电网在技术上是可行的。此外我国大区电网模拟计算分析结果也表明:当大区电网通过交流特高压互联达到一定强度后,受扰动后的区域性振荡能较快地平息,大规模同步电网抵御严重故障能力也比较强。由此可以确认,我国采用更高一级电压等级的交流输电线路实现大区电网同步互联,形成一个安全稳定水平较好的特高压同步电网在技术上是可行的。
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