国网华中分部：特高压交流“日”字形双环网逐梦路

2024年11月1日，1000千伏武汉—黄石—南昌特高压交流工程正式投运。历经16年规划建设，华中特高压交流“日”字形双环网建设终于全面建成，华中电网由以湖北为中心的辐射状结构过渡到网格状格局。华中电网在运的5条特高压直流输电能力总计提升了690万千瓦，省间及省内重要通道输电能力累计提升2100万千瓦，释放旋备超900万千瓦。华中电网省间灵活互济能力显著提升，区域多能互补配置平台作用得到有效发挥。

随着区内特高压线路的相继建成，华中电网逐步发展为中国跨区通道最多的“以受为主”的特大型枢纽区域电网，其受入电量也由“送受并重”向“以受为主”转变。

（文章来源 微信公众号：能源评论•首席能源观 作者：曹琰 余晓伟 严方晟）

发展之路，规划先行

1979年11月，为了满足武汉钢铁公司1.7米轧钢机投产试车的用电需求，我国第一条500千伏输变电工程——平（平顶山）武（武昌）工程全面开工。1981年12月22日，该工程正式投运。湖北、河南两省电网实现并网运行，华中电网发展画卷由此展开。

2009年1月，世界首条商业运行的特高压交流工程长治—南阳—荆门特高压交流示范工程正式投产，拉开了华中电网乃至全国电网特高压发展的序幕。

2016年11月，国家《电力发展“十三五”规划（2016-2020年）》正式发布，其中针对华中地区提出“推进省间电网加强工程，满足外来电增加需要”。自此，各方围绕华中电网省间联网加强方案开展了深入研讨。

2017年初，国网华中分部立足华中电网发展实际，研究提出通过特高压交流方案加强省间联网并构建“日”字形特高压交流骨干网架的设想。

华中电网的500千伏交流系统，经过近40年的发展，迫切需要升级换代。一方面，电网出现了系统性的短路电流超标问题；另一方面，华中四省的省间联络线功率长期压极限运行，无法适应发展的需求。

将研究设想纳入国家规划，是工程从蓝图变为现实的第一步。

2017年4月，国家能源局下发《关于开展“十三五”电网主网架规划衔接工作的通知》，要求进一步完善“十三五”期间电网主网架方案，并委托相关机构进行评估论证。同年6月，国家能源局正式委托国核电力规划设计研究院负责华中区域的咨询评估工作。

为把握好本次规划衔接工作契机、推动华中特高压交流环网方案纳入国家规划，国网华中分部相关负责人分别赴华中四省能源局汇报情况、争取支持，有力推动了各方共识的凝聚。从2017年8月22日举行的华中区域“十三五”跨区跨省联网工程专题会议，到11月1～3日举行的华中区域“十三五”电网主网架规划衔接咨询评估工作会议，与会各方在进行多轮次的深入讨论后，华中电网省间联网方案存在的意见分歧逐渐得到了统一。最终，在同年12月，国核电力规划设计研究院上报给国家能源局的评估报告中，明确推荐采用特高压交流方案对华中电网省间联网进行加强。

为确保“十三五”规划衔接咨询评估的成果能够正式纳入国家规划，国家电网公司先后于2018年3月和5月举行华中电网规划研究讨论会，要求公司系统相关单位全力推动特高压交流环网方案纳入各省规划及国家规划。国家能源局于2018年9月下发《关于加快推进一批输变电重点工程规划建设工作的通知》，明确将驻马店—南阳、驻马店—武汉特高压交流作为青海至河南特高压直流配套工程，荆门—武汉作为陕北至武汉特高压直流配套工程，南昌—武汉、南昌—长沙特高压交流作为雅中至江西特高压直流配套工程，南阳—荆门—长沙特高压交流作为华中电网网架结构加强工程，要求加快推进建设，按规定时间形成输电能力。

至此，构成华中“日”字形特高压交流环网的6项工程正式纳入国家规划，标志着华中电网主网架从500千伏向1000千伏飞跃的历史性重大升级正式启动。

极限闯关，“日”字成形

6项特高压交流工程，加上2021年纳入国家“十四五”电力发展规划并与武汉—南昌工程同步实施的黄石特高压交流工程，总投资规模达到约450亿元，线路总长度约4000千米，变电总容量达到3000万千伏安，途经64个县级行政区，跨（钻）越110千伏及以上等级线路达到近380次，同时还需要跨越长江、汉江、高速铁路、高速公路、油气管道、生态保护区的几百个敏感点，需要办理各类协议上千份，工程实施难度可想而知。

为又好又快推进工程建设，2018年11月，国家电网公司专门举行“五交五直”工程前期和建设工作推进会议，就推进华中“日”字形特高压交流环网工程提出明确要求。国网华中分部党委第一时间研究制定《关于加快推进“四交三直”特高压工程建设的工作方案》，就相关工作做出具体安排。华中四省的电力公司也相继成立工作领导小组。在国家电网公司的统一组织下，国网华中分部牵头负责系统方案研究，并与四省电力公司、国网经研院、中国电科院等系统内单位各司其职，并由中南、华东、西南、西北、东北、国核等6家区域电力设计院以及湖北、湖南、河南、江西、江苏、浙江、福建、永福、安徽、山西、山东、四川、陕西、新疆等14家省级电力设计院共同承担具体设计任务，为特高压工程可研设计工作构建了强大的技术力量。

在各方的共同努力下，南阳—驻马店工程于2018年11月、南昌—长沙工程于2020年12月、荆门—武汉工程于2020年12月、南阳—荆门—长沙工程于2021年4月、驻马店—武汉工程于2021年11月、武汉—南昌工程于2022年6月、黄石工程于2022年9月分别获得核准。

在工程建设阶段，国家电网公司各相关单位加强统筹协调和施工管理，积极应用新设备、新技术、新方案，大力推行机械化施工，有效克服了新冠病毒感染、施工战线长、现场环境复杂、停电安排难等诸多挑战，取得了南昌—长沙工程当年开工、当年投产等一系列重大进展。在此期间，国网华中分部立足自身职能，精心安排主网停电计划，周密组织工程投产调试，为工程顺利推进提供了有力支撑。从最早于2020年8月投产的驻马店—南阳工程，到2021年12月投产的南昌—长沙工程，到2022年10月投产的南阳—荆门—长沙工程，到2022年12月投产的荆门—武汉工程，再到2023年10月投产的驻马店—武汉工程，在2024年11月武汉—黄石—南昌工程投产后，华中“日”字形特高压交流环网完全成型，华中电网即将进入区域一体化特征更加显著、电网安全稳定特性全面增强、资源大范围配置能力全面提升的特高压发展时代。

通道、市场相互促进

近五年来，华中区域1000千伏特高压交流环网建设进入高速发展期，2023年华中电网跨区、跨省购售电交易电量达到2195.3亿千瓦时，较2019年增长了48.8%，有力支撑了华中区域的电力保供、经济社会发展和绿色低碳转型。

坚强的网架结构和强大的输电能力，是开展电力市场交易的前提条件和物质基础。近五年来，华中电网最大负荷由2019年的15556万千瓦逐年增长至2024年的21287万千瓦，增长37%；同时，随着青豫、陕武、雅湖等特高压直流输电工程陆续投产，华中电网跨区受电能力得到极大提升。面对保供应、促消纳和稳价格的多重需求，华中电网跨区外购交易规模增长迅速，成功完成了抗击疫情复工复产、抗冰保网等重大任务。今年迎峰度夏期间，华中电网跨区受入电力最大达到3885万千瓦，较2019年的1994万千瓦增加了近一倍，占全网最大负荷比重由12%提升至18.3%；跨区净受入电量由2019年的1091亿千瓦时提升至2023年1677亿千瓦时，增长52.6%，占全社会用电量比重由12%提升至15%以上。

华中电网资源配置能力的提升，为孕育创新交易机制提供了良好土壤。近五年来，国网华中分部先后创新开展抽蓄机组参与跨区交易消纳西北低谷新能源、长江岸电绿电替代交易、水火发电权交易、水电减弃增发应急交易等在内的多项工作。“送端多省打捆、受端多省共享、电网居中统筹”“多通道联合优化”等多项交易新机制在华中四省全面推行，跨区跨省交易日趋活跃，近五年来组织跨区中长期交易3789笔，成交电量近6000亿千瓦时；通过特高压直流通道开展的多省共享交易电量由2020年的15.46亿千瓦时提升至2023年的134.4亿千瓦时，预计2024年底有望突破160亿千瓦时。新机制和优化策略也进一步提升了特高压青豫、雅湖、陕武直流通道分享电量占比，分别由12%、23%、45%提升至30.5%、69%、48%。

跨区跨省输电通道的投产和送受电能力的增强，为清洁能源在更大范围内消纳提供了良好条件。自2020年至2024年9月，华中电网累计消纳区外清洁能源2687.6亿千瓦时，其中消纳西南水电776.9亿千瓦时、西北清洁能源1887亿千瓦时。预计到2024年底，近五年累计消纳区外清洁能源电量将突破2800亿千瓦时，相当于减少二氧化碳排放22344万吨。

抽水蓄能电站等优质调节性电源，为清洁能源大范围外送和消纳提供了强有力的支撑。华中电网内大型抽蓄电站发电量和服务次数从2020年的33.8亿千瓦时、1300次上升至2023年的72.1亿千瓦时、2666次，预计到2024年底，五年累计发电量可达296亿千瓦时，累计服务次数将超过11270次。

随着华中地区省间电力联络格局逐步从传统的辐射状结构向更加复杂的网状结构转变，特高压环网面临一系列新的挑战。国网华中分部通过交易创新、数字化转型以及推动计量关口数智化管理等多项举措，探索出了一套行之有效的解决方案，有效提升了特高压环网运营质效。自2009年1月至2024年9月底，华中电网跨区交直流通道累计受入电量突破万亿关口，达到10133亿千瓦时。近五年来组织跨区中长期交易3789笔、成交电量近6000亿千瓦时。与“十四五”初期相比，跨区送华中交直流通道平均利用小时数增加811小时。

在北京电力交易中心的指导下，国网华中分部通过多种数字化转型举措，大幅提升特高压环网的智能化水平和运行效率，为特高压环网的持续高效运行提供了坚实的技术支撑。面对市场运营复杂性和不确定性，国网华中分部正在推动建设的电力市场运营效果沙盘推演系统，将通过多智能体强化学习和快速机组组合算法，开展市场主体之间的智能博弈与全时间尺度耦合的电力市场推演，实现交易辅助决策、分析和验证，进一步提升市场运营的智能化水平。

“十五五”是新型电力系统建设关键时期。华中电网送受并重的枢纽型电网特征将更加显著，它将拥抱更大规模的直流馈入和接入、绿电的接入，在跨区协调、省间互济方面发挥更重要的作用。