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根据《电力系统安全稳定导则》,电网的合理分区是指 “以受端系统为核心,将外部电源连接到受端系统,形成一个供需基本平衡的区域”。由于我国的煤电基地主要分布在内蒙古、新疆、山西等北部地区,水电主要分布在四川、云南、西藏等西部地区,风电和太阳能发电也主要分布在西北部,远离中东部负荷中心,因此需要通过建设坚强电网,实施远距离、大规模输电,在全国范围优化配置能源资源。华北、华中和华东是我国主要的负荷中心(约占70%),彼此相邻,相互之间电源、负荷的互补性很强,建设三华同步电网有利于充分发挥电网的综合效益、提高安全可靠性。以华东为例,在加快发展本地核电及风电等新能源的基础上,2020年接受外来电力的比例仍将高达30%,若全部采用直流输送,电网安全将面临巨大风险。因此,需要扩大同步电网规模、提高电压等级,华东与华中、华北紧密互联,建成“三华”电网,联接各大煤电基地、大水电基地、大核电基地、大可再生能源基地和主要负荷中心,这对于建设坚强受端电网、提高受端电网接受外来电力的能力和保证能源安全具有十分重要的意义。
“三华”同步电网,采用1000千伏形成骨干网架,等效电气距离仅相当于采用500千伏时的1/4,电网形态由原来的东北-华北-华中电网的“长链式”结构优化为更加坚强的“团状”网络结构,其电力交换能力远高于500千伏,能够适应更大规模电力受入和分配的需要。预计到2020年,“三华”电网的规模与北美东部电网等国外现有大型同步电网的规模相当,但电气距离更短、电网结构更强,安全性大大提高。“三华”电网与西北、东北和南方3个同步电网之间通过直流联系,全国形成华北-华中-华东、西北、东北、南方四个主要同步电网的合理格局。
总之,建设结构坚强的受端同步电网对提高电网的安全性和经济性都是十分重要的。在上世纪80年代我国各大区跨省电网的发展过程中,并没有走以省电网为核心发展交流弱联系的技术路线,而是选择了在220千伏电网基础上建设结构坚强的500千伏大区同步电网的正确道路。当前,从我国能源供应、能源安全和电力工业发展趋势看,必须实现更大范围资源优化配置,中东部负荷中心地区受电规模将进一步加大,500千伏电网已经遇到走廊紧张、短路电流控制困难、直流馈入规模过大等发展瓶颈,如果仍维持500千伏电网,将遇到难以克服的困难。因此,要抓住时机,遵循电网发展的客观规律,加快特高压电网的建设步伐,实现电网结构的升级。
在特高压电网规划论证工作中,中国电力科学研究院和国网经济技术研究院等单位合作,严格按照“电力系统安全稳定导则”规定的标准,采用世界一流的大电网综合仿真分析系统,充分考虑电网在发生各种严重故障下系统的安全稳定性,对多种方案进行了详细的安全稳定计算分析工作。研究结果表明,“三华”特高压同步方案可以从根本上解决制约电网自身发展的短路电流超标问题;为中东部负荷中心地区接受区外来电力开辟了特高压交流输电通道,与直流输电通道互相配合,解决了因馈入直流规模过大而导致的华东电压不稳定的问题;电网的安全稳定性、供电可靠性和抵御各种事故的能力比500千伏方案和特高压异步方案大幅提高,完全满足《电力系统安全稳定导则》规定的安全稳定标准要求。
综上所述,我国加快发展特高压电网是符合世界电网发展客观规律的,是适应我国西部大水电、北方大火电和可再生能源发电基地的开发建设和远距离、大容量输电的需求的,也完全能够满足《电力系统安全稳定导则》的要求,电网安全是有充分保障的。
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