以大城市或特大城市為核心的城市經(jīng)濟(jì)圈或都市圈的崛起，是當(dāng)今世界區(qū)域經(jīng)濟(jì)和城市化發(fā)展的重要趨勢(shì)。由于各區(qū)域經(jīng)濟(jì)類(lèi)型不同、對(duì)外開(kāi)放程度不同、科技文化基礎(chǔ)和交通條件不同，我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展極不平衡。巨大的區(qū)域差別，使得由落后地區(qū)向發(fā)達(dá)地區(qū)流動(dòng)的人口數(shù)量逐年增大，全國(guó)流動(dòng)人口數(shù)量已超過(guò)人口總數(shù)的10％。僅從人口高度聚集的發(fā)展趨勢(shì)看，未來(lái)15年我國(guó)京、津地區(qū)和沿海地區(qū)的能源需求也將大大增加。東部地區(qū)借助文化、科技、資金、交通和貿(mào)易等方面的基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)將得到持續(xù)快速發(fā)展，加上人口的聚集，到2020年，華東、廣東、京津唐、山東和遼寧電網(wǎng)年用電量之和將達(dá)到3萬(wàn)億千瓦時(shí)，占全國(guó)年用電量的比例高達(dá)50％以上。我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)決定了我國(guó)區(qū)域電能需求分布極不均衡。

　　二、煤炭運(yùn)輸緊張及環(huán)境容量制約決定了我國(guó)能源傳輸需要開(kāi)辟新途徑

　　從能源資源的情況看，將來(lái)我國(guó)石油的短缺將會(huì)對(duì)我國(guó)的能源傳輸能力和成本產(chǎn)生很大的影響。預(yù)計(jì)2020年之后，我國(guó)石油供給的對(duì)外依存度將超過(guò)60％，石油的日益短缺勢(shì)必會(huì)使我國(guó)煤炭的運(yùn)輸成本大幅度增加。

　　我國(guó)的煤炭資源分布極不均衡，我國(guó)由北至南的吉林、遼寧、北京、天津、上海、江蘇、湖北、湖南、江西、浙江、福建、廣東、廣西等省市均為煤炭資源缺乏的地區(qū)。今后我國(guó)煤炭供應(yīng)將更集中地依賴山西、內(nèi)蒙古、陜西、寧夏、黑龍江、貴州、安徽和新疆的煤炭基地。我國(guó)有相當(dāng)份額的煤炭需要通過(guò)耗費(fèi)大量燃料油的載重汽車(chē)長(zhǎng)途運(yùn)送，例如2004年山西煤炭出省總量為3．6億噸，其中近億噸通過(guò)公路運(yùn)出發(fā)往河北、河南和山東，內(nèi)蒙的煤炭也大量通過(guò)載重汽車(chē)運(yùn)送。如果不開(kāi)辟我國(guó)能源運(yùn)輸?shù)男峦緩�，運(yùn)輸燃料油的短缺將會(huì)導(dǎo)致煤炭運(yùn)力不足和運(yùn)費(fèi)大幅上漲，使我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的生活受到嚴(yán)重影響。因此，我國(guó)能源傳輸在發(fā)展思路上有必要考慮北電南送與北煤南運(yùn)并舉，以提高我國(guó)的能源安全的保障度。

　　從我國(guó)北方煤電的發(fā)展條件看，晉東南、陜北、蒙西、錫盟、寧夏靈武、呼盟均具備建設(shè)大型煤電基地的條件，可開(kāi)發(fā)的規(guī)模主要取決于水資源承載能力。呼盟地區(qū)可用的水資源較豐富，適于就地實(shí)現(xiàn)煤電轉(zhuǎn)化。晉東南、陜北、蒙西、錫盟、寧夏靈武等煤炭基地水資源相對(duì)不足，需要采用空冷技術(shù)。通過(guò)將汽輪發(fā)電機(jī)組的冷卻方式由水冷改為空冷，減少原有機(jī)組的冷卻用水和新建節(jié)水型空冷機(jī)組，可為發(fā)展火電基地創(chuàng)造一定的條件。例如山西省，正加大關(guān)閉耗水多、污染大的小火電力度，騰出水資源和環(huán)境容量空間，大力發(fā)展節(jié)水、脫硫大型火電廠�？绽錂C(jī)組能夠做到節(jié)水3／4，脫硫技術(shù)能夠做到脫硫9／10。在有限的水資源條件下，可通過(guò)“中水回用”、灌區(qū)節(jié)水改造等節(jié)約用水和“水權(quán)置換”等提高水資源配置效率的辦法來(lái)提高水資源承載能力，發(fā)展煤電。規(guī)劃到2020年，陜北、晉東南、蒙西、錫盟、寧夏、哈密煤電基地規(guī)劃裝機(jī)容量可達(dá)8000萬(wàn)千瓦。從遠(yuǎn)期看，新疆地區(qū)的豐富煤炭資源必將大規(guī)模開(kāi)發(fā)，屆時(shí)將有大量電力遠(yuǎn)距離輸出，實(shí)施西電東送，參與全國(guó)能源資源優(yōu)化配置。

　　隨著我國(guó)西南水電的開(kāi)發(fā)，西南也有大量的電力需要遠(yuǎn)距離輸送。2020年之前，金沙江的溪洛渡、向家壩、白鶴灘、烏東德四個(gè)梯級(jí)電站共計(jì)3800多萬(wàn)千瓦水電以及四川另有2400萬(wàn)千瓦水電均需送往華中和華東，貴州送廣東電力也在1000萬(wàn)千瓦以上，云南水電送廣東規(guī)模在2000萬(wàn)千瓦以上。

　　在環(huán)保方面，目前我國(guó)絕大部分城市地區(qū)、沿海經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展地區(qū)以及酸雨和二氧化硫污染嚴(yán)重地區(qū)已經(jīng)基本上沒(méi)有大氣環(huán)境容量資源，污染嚴(yán)重的地區(qū)包括西南重慶至貴陽(yáng)一帶，華東、華中地區(qū)，華北京、津、河北、山東地區(qū)以及東北遼寧地區(qū)，只有西部地區(qū)（除大中型城市）還有一定的大氣環(huán)境容量。今后負(fù)荷中心地區(qū)燃煤電源項(xiàng)目建設(shè)將更多地受到環(huán)境容量的限制。因此，從環(huán)保角度看，也需要開(kāi)辟我國(guó)能源傳輸?shù)男峦緩健?/p>

　　綜上所述，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和能源分布的不均衡以及我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)環(huán)境容量對(duì)發(fā)展煤電的限制決定了我國(guó)需要將數(shù)量巨大的能源遠(yuǎn)距離輸送，需要在已有能源傳輸途徑上開(kāi)辟新的高效率、低能耗的輸能途徑。

　　三、特高壓輸電是我國(guó)能源傳輸?shù)暮侠淼男峦緩?/p>

　　隨著國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)情況和能源供應(yīng)以及我國(guó)電網(wǎng)自身情況的巨大變化，我國(guó)大電網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展需要解決如下問(wèn)題：

　　1、我國(guó)電網(wǎng)過(guò)去比較被動(dòng)地跟隨著電源的建設(shè)而發(fā)展，結(jié)果導(dǎo)致我國(guó)跨區(qū)之間大容量輸電網(wǎng)絡(luò)規(guī)模過(guò)小，輸電能力不足。

　　2、現(xiàn)有500千伏電網(wǎng)輸送能力不能滿足大范圍電力資源優(yōu)化配置和電力市場(chǎng)的要求。

　　3、電力密集地區(qū)電網(wǎng)短路電流控制困難，例如2020年華東電網(wǎng)部分500千伏母線短路電流水平將超過(guò)斷路器最大遮斷電流能力。

　　4、長(zhǎng)鏈型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題突出，在東北、華北、華中電網(wǎng)500千伏交流聯(lián)網(wǎng)，結(jié)構(gòu)比較薄弱，存在低頻振蕩，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題比較突出。

　　5、受端電網(wǎng)存在多直流集中落點(diǎn)和電壓穩(wěn)定問(wèn)題，如果西電東送華東電網(wǎng)全部采用直流輸電方式，落點(diǎn)華東電網(wǎng)的直流換流站將超過(guò)10個(gè)，受端系統(tǒng)在嚴(yán)重短路故障的情況下，系統(tǒng)因故障發(fā)生連鎖反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)較大。

　　建設(shè)特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)能夠較好地解決上述問(wèn)題。針對(duì)我國(guó)能源流通量大、輸送距離遠(yuǎn)的具體國(guó)情，應(yīng)建立強(qiáng)大的特高壓交流輸電網(wǎng)絡(luò)作為能源傳輸?shù)男峦緩�。一回特高壓輸電線路的輸電能力約相當(dāng)于5回500千伏線路的輸電能力，采用特高壓輸電可減少輸電走廊用地面積，有效地減少土地占用；在輸送相同容量的條件下，采用特高壓輸電比采用500千伏輸電可降低近50％的損耗，這樣可以大大地減少輸電損耗；采用特高壓電網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)輸電和輸煤并舉，將來(lái)還可減少能源運(yùn)輸燃料費(fèi)用，降低能源輸送的成本。通過(guò)建立強(qiáng)大的特高壓電網(wǎng)，500千伏電網(wǎng)短路電流過(guò)大、長(zhǎng)鏈型交流電網(wǎng)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定較差、受端電網(wǎng)直流集中落點(diǎn)過(guò)多等諸多問(wèn)題均可得到緩解。從以往對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃各種方案的安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性計(jì)算分析結(jié)果看，交流特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定性較好，經(jīng)濟(jì)性較優(yōu)。

　　從國(guó)外大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的發(fā)展情況看，建設(shè)跨大區(qū)大規(guī)模同步電網(wǎng)在技術(shù)上是可行的。此外我國(guó)大區(qū)電網(wǎng)模擬計(jì)算分析結(jié)果也表明：當(dāng)大區(qū)電網(wǎng)通過(guò)交流特高壓互聯(lián)達(dá)到一定強(qiáng)度后，受擾動(dòng)后的區(qū)域性振蕩能較快地平息，大規(guī)模同步電網(wǎng)抵御嚴(yán)重故障能力也比較強(qiáng)。由此可以確認(rèn)，我國(guó)采用更高一級(jí)電壓等級(jí)的交流輸電線路實(shí)現(xiàn)大區(qū)電網(wǎng)同步互聯(lián)，形成一個(gè)安全穩(wěn)定、水平較好的特高壓同步電網(wǎng)在技術(shù)上是可行的。

　　四、特高壓電網(wǎng)資源配置能力強(qiáng)大，發(fā)展前景廣闊

　　為了滿足我國(guó)能源流動(dòng)的基本要求和解決目前我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題，我國(guó)特高壓電網(wǎng)將具備如下的基本功能：

　　1、特高壓骨干網(wǎng)架可大容量、遠(yuǎn)距離、高效率、低損耗地實(shí)現(xiàn)西電東送和南北水火調(diào)劑，更大范圍優(yōu)化資源配置。

　　2、交流特高壓骨干網(wǎng)架自然具有電力網(wǎng)絡(luò)功能并具有靈活的可擴(kuò)展性，能適應(yīng)遠(yuǎn)景能源流的變化，能滿足我國(guó)電力市場(chǎng)靈活交易的要求，促進(jìn)電力市場(chǎng)的發(fā)展。

　　3、特高壓骨干網(wǎng)架可從根本上解決受端系統(tǒng)500千伏電網(wǎng)結(jié)構(gòu)條件下，因電力密度過(guò)高引起的短路電流過(guò)大等問(wèn)題。

　　根據(jù)我國(guó)2010－2020年用電量預(yù)測(cè)和裝機(jī)規(guī)劃，到2015年我國(guó)可形成一個(gè)聯(lián)接華北、華中、華東地區(qū)的交流特高壓同步電網(wǎng)。蒙西、陜北、晉東南、錫盟、寧夏、關(guān)中煤電基地以交流特高壓分散接入南北方向多條大通道上，四川水電的部分容量通過(guò)東西方向的交流特高壓通道向華中和華東輸送。在東部受端建設(shè)一定容量的支撐電源，主要是沿海核電接入特高壓電網(wǎng)上。

　　從能源需求、煤炭運(yùn)輸緊張及環(huán)境容量制約以及電網(wǎng)發(fā)展的角度來(lái)看，我國(guó)特高壓電網(wǎng)發(fā)展具有廣闊前景。

作者：中國(guó)電力科學(xué)研究院 楊海濤卜廣全郭劍波
新聞來(lái)源：中國(guó)經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào)