我国未来同步电网的战略构想

电网作为电力市场的载体和国民经济的基础设施，承担著优化能源资源配置方式、保障国家能源安全和满足国民经济发展的重要作用。在分析我国同步电网现状的基础上，结合未来电网发展趋势，提出以特高压交流联接形成华北─华中─华东同步电网的战略构想，对其科学合理性及技朮可行性进行论述，并指出，抓紧实施试验示范工程是验証交流特高压输电技朮的关键。

自特高压前期工作启动以来，国家电网公司按照国家发展改革委的统一部署，组织电力系统规划、设计、科研、运行及设备制造等方面的权威单位和科研机构，在全面借鉴、汲取国际上特高压输电经验和总结国内20多年研究成果的基础上，系统地开展了我国同步电网构建和特高压工程研究论証工作。所谓同步电网，就是由交流输电线路和变电所组成的传输交流电能的网络。形成同步电网是电网发展的内在规律，在技朮、经济上有很大的优越性。

借鉴国际上大电网互联促进电网发展的共同经验，主要是为了获得送电效益及错峰、水火互济、互为备用、紧急事故支援等联网效益，实现能源资源的优化配置和高效利用，充分发挥大电网的技朮经济优势，提升总体安全稳定水平。北美、欧洲和前苏联早在30多年前就实现了全国联网和跨国互联，联网方式以交流为主，同步电网的电气联系由弱到强，联网电压等级逐步提高，目前国际上主要互联同步电网的装机容量和覆盖面积都在不断扩大。西欧和俄罗斯电网的运行经验表明，以合理的电网结构为基础，建立协调控制的安全稳定防线，可以避免同步电网因连锁反应而导致大停电事故的发生。

为什么要构建华北－华中－华东特高压同步电网

我国电网目前已形成东北－华北－华中、华东、西北和南方4个同步电网。东北－华北－华中同步电网通过500kV弱联系，形成典型的长链式电网结构，系统的动态稳定性差，区域间功率交换能力低，严重限制了华北－华中电网水火互济效益的发挥。从发展角度看，华中区域电网水电比重大，西南大水电有很大一部分集中在四川，而华中东部4省（湖南、湖北、江西和河南）能源匮乏，运输条件差；华北电网属于纯火电系统，是我国重要的煤电输出区域；华东地区经济发达，严重缺能，市场空间巨大。这三大电网地理上相互毗邻，互补性很强，采用特高压交流形成坚强灵活的同步电网，将为促进能源资源的优化配置和高效利用奠定坚实的物质基础。从我国能源供应与保障的高度看，构建华北－华中－华东交流特高压同步电网是构筑稳定、经济、清洁能源供应体系的重要环节。

北方煤电基地和西南水电基地是我国未来主要的电力输出地区，规模效益显著，送出电力总容量约2亿ｋＷ，初步分析同步电网规模在5亿～7亿ｋＷ才能更好地接受如此大规模的电力，为规划中的10回左右超远距离特高压直流送电提供坚强的网架支撑。华北－华中－华东负荷中心的受端特高压环网的长度约2700ｋｍ，电气距离仅相当于500ｋＶ的600ｋｍ，与京津唐、华中中部和华东环太湖等受端环网的电气距离相当，但电力交换能力远高于500kV，能够适应更大规模电力受人和分配的需要。为此，建设坚强的华北－华中－华东交流特高压同步电网，也是接受北部和西部大容量电力输入的客观要求。同时为俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦等周边国家能源资源纳入我国市场进行配置开辟了新的途径。

构筑华北－华中－华东交流特高压同步电网只不过是对目前以500kV交流形成的东北－华北－华中同步电网所作出的战略调整。未来全国电网仍由华北－华中－华东、东北、西北、南方4个同步电网组成，4个同步电网之间采用直流联接。其中华北－华中－华东交流特高压同步电网稳定水平和区域电网间功率交换能力都很高，1000kV和500kV电网协调发展，不仅不会破坏大区电网的安全基础，而且安全稳定水平较原有电网有所提高。

2 构建特高压电网的实施步骤

2．1安全对策

我国电网具有"统一规划、统一调度"的优势，构建特高压电网后更能有效防止大面积停电事故的发生。通过采用安全对策不仅可以满足电力的快捷供应，而且能保障特高压电网的安全稳定运行。具体的安全对策是：（1）统一规划，合理分层分区，形成结构清晰、运行灵活、结构合理及适应性强的网架结构；（2）强化统一调度，建立完善的安全稳定控制系统，防范故障扩大化；（3）加强故障应对措施的预先研究，提高快速应对能力；（4）积极采用新技朮提高电网的安全稳定水平。

2．2试验示范工程的意义

如何发展电网，要不要发展特高压输电技朮，关系到我国能源供应和能源高效利用大局。发展特高压输电是我国电力工业发展到一定阶段的必然要求。为实现上述战略构想，建设特高压试验示范工程是验証特高压输电技朮和考核特高压设备的唯一途径。

建设特高压试验示范工程的作用是：

（1）考核特高压输电设备，提升装备制造能力；（2）验証特高压电网性能，积累电网运行经验；（3）完善特高压输电技朮，夯实下一步工程应用基础；（4）促进特高压网架建设，推进更大范围的资源优化配置。

经科学论証，国家电网公司和中国电力工程顾问集团公司一致推荐晋东南－荆门作为特高压试验示范工程，该工程以华北和华中两大电网作为支撑，潮流调节灵活，安全性好，适应性强，有利于全面考核设备、验証性能，推进自主创新。

3 晋东南－荆门交流特高压试验示范工程

晋东南－荆门特高压工程联接华北和华中区域电网，能有效避免1000kV╱500kV线路电磁环网，提高系统稳定水平，确保华北与华中电网联合运行的安全。该工程投运后，系统稳定水平较高，电网暂态和动态稳定水平满足导则要求。该工程最大输送功率近300万ｋＷ（受单台变压器容量限制），仅占华北和华中两大电网负荷的3%，不影响华北和华中电网的安全运行，线路发生事故或无故障断开的情况下，系统频率和电压波动很小，可保証稳定运行。华北、华中电网内部发生故障时，试验示范线路可保持稳定运行，还可提供紧急事故支援。另外，试验示范工程具有较强的抵御严重故障能力，当系统中发生严重故障时，均可采取稳定措施使系统保持稳定运行。

3．1示范系统的运行方式

晋东南－荆门特高压工程可充分发挥南北电网水火互济和能源基地向负荷中心送电的作用。系统典型运行方式主要有：丰水期水电大发时，由华中电网向华北输送水电，最大限度地减少华中水电弃水，减少发电耗煤；枯水期华北电网向华中电网输送250万－300万kW火电，弥补华中水电出力下降的缺额；腰荷或低谷时段，以系统最优化运行为目标，充分发挥线路输电能力，安排合理的潮流交换，取得错峰、调峰、互为备用等联网效益。经测算，试验示范工程年输电电量可达110亿－150亿kW．h，输电利用小时约5000ｈ。

3．2示范系统的竞争力

试验示范工程输电具有竞争力。根据该工程投资、运行成本和输电量等边界条件，在不考虑工程联网效益的情况下，输电电价为0．06元╱（kW．h）。按照国家公布湖北与山西省脱硫燃煤机组标杆上网电价，两地间上网电价差为0．085元╱（kW．h），扣除线损电价后为0．08元╱（kW．h）。因此，通过特高压工程输电，到网电价具有较强竞争力，不会推动受电地区电价上涨，并有利于降低电力总成本。

晋东南－荆门工程后续发展前景广阔。晋东南－荆门试验示范工程成功后，即可转入商业运行，并逐步向北延伸至陕北和蒙西煤电基地、向东延伸至武汉，真正形成一条从煤电基地到负荷中心的能源运输通道，充分发挥1000kV远距离大容量低损耗输电的作用。

目前，晋东南－荆门试验示范工程的可研设计已通过评审，建设的外部条件已经落实。建议国家抓紧核准，尽快实施，以验証性能，完善技朮，在科学规划的基础上及时推广使用。