特高壓發(fā)展方向：“強交強直”

我國能源戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)調(diào)整已經(jīng)拉開序幕，跨區(qū)輸電將由過去輔助配電的小角色，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槲磥斫鉀Q東部地區(qū)能源供應(yīng)的“主動脈”。因此，跨區(qū)輸電的推動機理、增長規(guī)模都將同過去發(fā)生翻天覆地的變化，不可照搬歷史經(jīng)驗數(shù)據(jù)。評判輸電方案優(yōu)劣的首要標準應(yīng)在于輸電能力，即方案能否滿足未來大規(guī)模的送電需求。高冗余方案將為未來電力調(diào)配提供充足空間，減少升級、補建、重建等情況發(fā)生。如果為了省錢而致輸電建設(shè)不足，則可能影響社會生產(chǎn)活動，進而導(dǎo)致更大的經(jīng)濟損失。在滿足輸電的基礎(chǔ)上，其次才是經(jīng)濟性及其他因素考量。在輸電容量上，特高壓輸電相比普通高壓天然地適應(yīng)更大的自然功率。由于當電阻一定時，輸送功率與輸電電壓的平方成正比，若輸電電壓提高1倍，輸送功率將提高4倍。相比現(xiàn)有的超高壓輸電，相同條件下特高壓的自然功率是之前的4-5倍，遠比重復(fù)搭建超高壓線路來得經(jīng)濟、方便。而且，從整個電網(wǎng)的發(fā)展來看，輸電電壓等級大約也是以兩倍的關(guān)系增長，當用電需求增至4倍時，自然而然地會出現(xiàn)一個更高的電壓等級，特高壓能更好地滿足西部電力大規(guī)模長距離輸送，解決東部用電的“燃煤”之急。特高壓相比其他高壓輸電天然地適宜更長的輸送距離。以500千伏和1000千伏交流輸電在300公里輸送距離下的額定容量為100%標定，隨著輸送距離的增加，特高壓送電容量衰減量明顯小于超高壓送電，其輸電容量的距離可延伸性更好。建設(shè)特高壓電網(wǎng)能從根本上解決跨大區(qū)500kV交流弱聯(lián)所引起的電網(wǎng)安全性差的問題，為我國東部地區(qū)的受端電網(wǎng)提供堅強的網(wǎng)架支撐，可以解決負荷密集地區(qū)500kV電網(wǎng)的短路電流超標的問題。建造成本方面，以錫盟-南京特高壓交流工程為例，該項目為同塔雙回路，計劃外送規(guī)模940萬千瓦，線路總長1450公里，總投資322億元，單位建造成本約2000萬元/公里。相同輸送能力下，特高壓建造成本約為超高壓的70%。作為參考，高速公路建造成本約1.2億元/公里，鐵路約為2000萬元/公里，國道公路約為2000-5000萬元/公里。整體而言，特高壓在建造成本方面并非天文數(shù)字，而是處于基礎(chǔ)設(shè)施投資的正常范圍。此外，特高壓可以減少走廊回路數(shù)，從而節(jié)約大量土地資源。相同輸電容量條件下，±800kV級特高壓直流與±500kV級超高壓直流輸電技術(shù)相比，輸電線路可以從10回減少到6回。交流輸電方面，500kV交流需要8-10回線路，而1000kV交流僅需要2回線路，節(jié)省輸電走廊寬度約50%。因此，特高壓將顯著提升單位走廊功率密度，在環(huán)保方面存在較大優(yōu)勢。整體來講，特高壓交流、直流兩種方案的整體建造成本沒有明顯差別，兩者各自的優(yōu)、劣勢主要在于技術(shù)層面。特高壓直流的主要優(yōu)勢在于超長距離輸電。交流輸電須用到三根導(dǎo)線，而直流輸電以地面充當零線，只需要一根導(dǎo)線，在相同的條件下，直流輸電在線纜方面的投資很少。然而，直流輸電在輸送電兩端的裝置成本較高，主要體現(xiàn)在換流站的固定成本。因此，輸電距離越長，直流輸電的平均建造成本越低。國外經(jīng)驗表明，當輸電距離超過1000公里時，特高壓直流輸電比交流輸電更為經(jīng)濟。特高壓直流的主要不足在于直流只具有輸電功能、不能形成網(wǎng)絡(luò)，類似于“直達航班”，中間不能落點，定位于超遠距離、超大容量“點對點”輸電。直流輸電可以減少或避免大量過網(wǎng)潮流，潮流方向和大小均能方便地進行控制。但高壓直流輸電必須依附于堅強的交流電網(wǎng)才能發(fā)揮作用。特高壓交流的優(yōu)勢在于具有輸電和構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)雙重功能，類似于“公路交通網(wǎng)”，可以根據(jù)電源分布、負荷布點、輸送電力、電力交換等實際需要構(gòu)成電網(wǎng)。中間可以落點，電力的接入、傳輸和消納十分靈活，定位于構(gòu)建堅強的各級輸電網(wǎng)絡(luò)和經(jīng)濟距離下的大容量、遠距離輸電，廣泛應(yīng)用于電源的送出，為直流輸電提供重要支撐。特高壓直流、交流輸電只能相互補充，不能互相取代，“強交強直”的混搭模式將是未來特高壓建設(shè)的發(fā)展方向。