中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：最高電壓等級(jí)有多高?
目前運(yùn)行線路中電壓等級(jí)最高的輸電線路在哪?有多高?
從《電百》(第三版)中可查閱到，正是上述晉東南—南陽(yáng)—荊門1000千伏特高壓交流試驗(yàn)示范工程，它是我國(guó)首條特高壓工程，也是世界上正在運(yùn)行的電壓等級(jí)最高、技術(shù)水平最高的輸變電工程。
世界范圍內(nèi)，最先建成的特高壓輸電線路是在上世紀(jì)80年代的蘇聯(lián)。1985年，蘇聯(lián)建成1150千伏的交流特高壓工程，但由于蘇聯(lián)解體、經(jīng)濟(jì)下滑對(duì)電力需求減少以及技術(shù)原因等，這條線路目前降至500千伏運(yùn)行。日本則在1993年和1999年，共建成兩條1000千伏特高壓輸電線路，但這兩條線路并不是完整的特高壓工程，變電站還是用的500千伏的設(shè)備，后來(lái)日本受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響用電需求下降，原來(lái)規(guī)劃的核電項(xiàng)目也未能付諸實(shí)施，因此目前該線路也在按500千伏降壓運(yùn)行。
上世紀(jì)80年代的中國(guó)，正處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、用電需求快速增長(zhǎng)的時(shí)期，需要更大容量、更遠(yuǎn)輸送距離的輸電網(wǎng)，因此從那時(shí)候起，就有專家開始對(duì)特高壓技術(shù)跟蹤研究。直到2004年年底，我國(guó)才開始集中力量進(jìn)行大規(guī)模技術(shù)論證和工程實(shí)踐。2005年，向家壩—上海、云南—廣東兩條±800千伏特高壓直流示范工程分別開始建設(shè)，這兩項(xiàng)工程已分別于2010年7月和2009年年底建成。
如今，越來(lái)越多的人意識(shí)到特高壓的重要性，因?yàn)樗蔷徑猱?dāng)下環(huán)境問題的重要手段。
在我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展史中，有很長(zhǎng)一段時(shí)間，電廠建在負(fù)荷中心，導(dǎo)致中東部地區(qū)集中了全國(guó)75%左右的煤電廠，這也加重了京津冀魯、長(zhǎng)三角地區(qū)的環(huán)境污染。但另一方面，我國(guó)清潔能源資源非常豐富。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)水電可開發(fā)資源6億千瓦，風(fēng)能、太陽(yáng)能可開發(fā)資源分別為25億、27億千瓦。根據(jù)規(guī)劃，到 2020年，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量將超過2億千瓦、光伏發(fā)電超過5000萬(wàn)千瓦，水電裝機(jī)將達(dá)3.5億千瓦左右。這些清潔能源主要分布在西部和北部地區(qū)，需要大容量、遠(yuǎn)距離的輸電線路將其傳輸至中東部地區(qū)，特高壓可滿足此需求。
目前，國(guó)家電網(wǎng)公司已建成并運(yùn)行“兩交三直”共5條特高壓線路，累計(jì)送電超過1600億度。通過這些工程，我國(guó)掌握了1000千伏交流和±800千伏直流輸電的核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備制造。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司規(guī)劃，2017年、2020年將分別建成“三縱三橫”、“五縱五橫”特高壓交流和13回、27回特高壓直流工程，跨區(qū)輸電能力將分別達(dá)到2.9億、4.5億千瓦。
居民年均生活用電量曾不到1度
新中國(guó)成立初期，我國(guó)社會(huì)的用電情況是怎樣的?
1949年，我國(guó)年發(fā)電量?jī)H為43.1億度，全社會(huì)用電量為34.6億度，當(dāng)年，工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值466億元人民幣，人均僅86元。輕工業(yè)以紡織業(yè)為主，其用電量占輕工業(yè)用電量的66%，重工業(yè)以采煤工業(yè)為支柱，其用電量占重工業(yè)用電量的41%。居民生活用電量非常少，平均每個(gè)居民每年的生活用電量大約為 0.52度，還不夠現(xiàn)在人們給手機(jī)充一次電的電量。
經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國(guó)的全社會(huì)用電量以年平均大于12%的幅度增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)，2013年我國(guó)全社會(huì)用電量為53223億度，是1949年的1538倍，城鄉(xiāng)居民生活用電6793億度，平均每人每年的用電量約為500度。
用電量如此快速的增長(zhǎng)，與我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展密不可分，同時(shí)也需要配電網(wǎng)的支持。輸電網(wǎng)或者電廠傳輸?shù)碾娏Γ脒M(jìn)入用戶端，需要配電網(wǎng)就地或逐級(jí)向各類用戶供給和配送電能。
在1949年，配電網(wǎng)基本上沒有延伸至農(nóng)村地區(qū)。而如今，大電網(wǎng)已經(jīng)覆蓋大陸的全部城市和大部分農(nóng)村，農(nóng)村的用電水平和通電率不斷得到提升。
與輸電網(wǎng)一樣，配電網(wǎng)也經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展階段。在電力工業(yè)早期，嚴(yán)格意義上的輸電網(wǎng)還沒形成的時(shí)候，配電網(wǎng)就已經(jīng)形成了。若按照如今對(duì)配電網(wǎng)的定義，1882年連接上海外灘那15盞燈的線路，實(shí)際上就是配電線路。
配電網(wǎng)電壓等級(jí)也在不斷發(fā)展。早期，歐美國(guó)家曾經(jīng)把10千伏等級(jí)稱為一次配電電壓，380/220伏稱為二次配電電壓。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，輸電電壓等級(jí)不斷上升，以前作為輸電電壓等級(jí)的35千伏、 110千伏等，逐漸成為配電電壓等級(jí)。目前，我國(guó)的配電電壓等級(jí)分為三段，高壓配電電壓為35~110千伏，中壓配電電壓為6~10千伏，低壓配電電壓為 380/220伏。
智能化配電網(wǎng)反應(yīng)以秒計(jì)
與幾十年前相比，現(xiàn)在的配電網(wǎng)早已今非昔比，已不僅僅是桿塔和線路那么簡(jiǎn)單。
如今的配電網(wǎng)元件眾多，一個(gè)城市配電網(wǎng)的配電元件可達(dá)數(shù)十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)個(gè)，是同地區(qū)輸變電元件的數(shù)十倍。配電系統(tǒng)是城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分，分布在人類活動(dòng)頻繁的區(qū)域，易受外界干擾、人為破壞，因此配電網(wǎng)的維護(hù)和建設(shè)難度大。如今，城鄉(xiāng)不斷發(fā)展，配電元件與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變動(dòng)也愈加頻繁。
同時(shí)，隨著分布式電源的大量接入，傳統(tǒng)上只是單向接收輸電網(wǎng)電力的配電網(wǎng)，將轉(zhuǎn)變?yōu)楣β孰p向流動(dòng)的有源網(wǎng)絡(luò)，這給配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)與運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，增加了配電網(wǎng)保護(hù)、控制、運(yùn)行調(diào)度與管理的復(fù)雜性。
現(xiàn)代配電網(wǎng)正在依靠信息化變得越來(lái)越智能，以應(yīng)對(duì)上述問題和挑戰(zhàn)。目前廣泛應(yīng)用在配電網(wǎng)上的自動(dòng)化技術(shù)，支撐著配電網(wǎng)的運(yùn)行自動(dòng)化、管理自動(dòng)化和信息化。人們利用計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)，將中低壓配電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備、用戶以及地理圖形等信息集成，可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控與管理的自動(dòng)化與信息化。
在智能配電網(wǎng)里，分布式電源接入的容量不再被限制。智能配電網(wǎng)從有利于發(fā)揮分布式電源的作用、節(jié)省整體投資的角度出發(fā)，廣泛應(yīng)用主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，最大限度地接納分布式電源，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的優(yōu)化。
利用這些技術(shù)，配電網(wǎng)對(duì)故障作出反應(yīng)的時(shí)間以秒，甚至毫秒計(jì)算，這是人力所不能及的。
不斷優(yōu)化的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)
1882年，一臺(tái)發(fā)電機(jī)連著一串電燈，照亮了上海外灘到虹口招商局碼頭，這標(biāo)志著我國(guó)電力工業(yè)的開始。那時(shí)候的輸電線路還只是電“線”，不能稱之為電 “網(wǎng)”。但是，電能的特性決定了它一般不能大規(guī)模儲(chǔ)存，發(fā)電、輸電、配電、用電須瞬時(shí)完成。同時(shí)，電力傳輸最大的優(yōu)勢(shì)就是能夠大范圍優(yōu)化配置資源，經(jīng)濟(jì)合理開發(fā)利用化石能源、可再生能源等，從而解決能源資源與負(fù)荷分布的地域不平衡。因此，要想最大限度保證電力供需平衡、發(fā)揮資源配置優(yōu)勢(shì)，電“線”必須成為電“網(wǎng)”。
自電力工業(yè)起步到新中國(guó)成立前，我國(guó)陸續(xù)建設(shè)的一些發(fā)電廠和線路，基本上都是獨(dú)立運(yùn)行，彼此間沒有聯(lián)系，發(fā)電廠只是滿足周邊用戶的用電需求。新中國(guó)成立以后，尤其是1978年后，我國(guó)電力工業(yè)快速發(fā)展，隨著電源和輸電、配電線路的建設(shè)，它們逐漸聯(lián)結(jié)成網(wǎng)，并不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也在不斷優(yōu)化。其中，上海和北京兩座中國(guó)電力工業(yè)起步較早的城市最為典型。
1949年，上海市已有23~35千伏輸電線路551公里，直到1953年，35千伏輸電線路才形成環(huán)網(wǎng)。1957年，上海架設(shè)第一條220千伏輸電線路，至上世紀(jì)70年代，基本形成220千伏雙回路環(huán)網(wǎng)。從1985年開始，上海開始建設(shè)500千伏輸電線路。如今，500千伏電網(wǎng)已建成上海市雙環(huán)主網(wǎng)和南外半環(huán)，并與華東主網(wǎng)連接。2010年7月，向家壩—上?！?00千伏特高壓直流輸電示范工程投入運(yùn)行后，上海電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化。2010年3月，上海世博園智能電網(wǎng)綜合示范工程建成，成為世界上首個(gè)涵蓋“發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度6個(gè)環(huán)節(jié)和通信信息支持平臺(tái)”的智能電網(wǎng)綜合示范工程。
在北京，電的出現(xiàn)要比上海晚。1888年~1907年的20年間，清政府在北京西苑、頤和園、寧壽宮各安裝1臺(tái)發(fā)電機(jī)，僅供宮廷獨(dú)立使用，一旦發(fā)電機(jī)發(fā)生故障，宮廷里電燈也只能成為擺設(shè)。到1906年，北京某些居民也終于“嘗鮮”電能，那一年，北京在今天的前門西大街建成一座小型發(fā)電廠。1919年，當(dāng)時(shí)北京建成石景山發(fā)電廠，并在1922年用33千伏輸電線路送電，這也是華北地區(qū)第一條33千伏輸電線路。1949~1978年，北京市逐漸形成以 220千伏為骨干的環(huán)形電網(wǎng)。1997年，北京開始加快城市電網(wǎng)建設(shè)和改造，如今北京電網(wǎng)已形成以500千伏電網(wǎng)為骨架、220千伏電網(wǎng)為主體的大型城市電網(wǎng)。
現(xiàn)在，通過直流異步聯(lián)網(wǎng)和交流同步聯(lián)網(wǎng)的方式，我國(guó)各區(qū)域電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了全國(guó)互聯(lián)，中國(guó)的電網(wǎng)系統(tǒng)也已是世界規(guī)模最大的電網(wǎng)系統(tǒng)。
《中國(guó)電力百科全書》是怎樣“煉成”的?
●《中國(guó)電力百科全書》是全面介紹電力科學(xué)技術(shù)和管理知識(shí)的大型專業(yè)性百科全書。
●第一版《電力百科全書》于上世紀(jì)八十年代編纂出版。在我國(guó)電力第一次快速發(fā)展的形勢(shì)下，為了滿足我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展的需要，我國(guó)出版了第一版《中國(guó)電力百科全書》，開啟了電力領(lǐng)域編纂百科的先河。
●第二版《中國(guó)電力百科全書》于上世紀(jì)末修編。在第一版問世后的幾年里，我國(guó)電力工業(yè)快速發(fā)展，第一版中的很多內(nèi)容發(fā)生了變化。為適應(yīng)電力技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)又修編了第二版《中國(guó)電力百科全書》，迎接我國(guó)電力第二個(gè)發(fā)展高峰期。
●第三版《中國(guó)電力百科全書》于近日由中國(guó)電力出版社出版發(fā)行。近十多年來(lái)，電力技術(shù)飛速發(fā)展，特別是發(fā)電技術(shù)、輸變電技術(shù)、配電用電技術(shù)、信息通信技術(shù)等都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。2011年1月，中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)牽頭組織修編第三版《中國(guó)電力百科全書》。
●第三版《中國(guó)電力百科全書》修編工作歷時(shí)3年多完成，共設(shè)9卷，包含6300余條目，整體容量超過1300萬(wàn)字，全國(guó)17位院士、5位全國(guó)工程勘察設(shè)計(jì)大師、4位長(zhǎng)江學(xué)者、100多位電力各專業(yè)的領(lǐng)軍人才、1500多位電力領(lǐng)域?qū)I(yè)人士參與修編。
原標(biāo)題:電力百科全書里的電網(wǎng)變遷 （二）
