特高压在世界—国际大电网之旅
信息来源：国家电网
发布日期：2006-9-20
    更大输电容量和更长输电距离的需求，催生更高一级电压等级。电网发展规律表明，更高电压等级出现时间一般为15～20年，经济发达国家上世纪70年代建成500千伏超高压电网后，各国纷纷踏上了特高压的探路之旅，与特高压携手而来的，还有各国同步电网规模的不断发展和扩大。
  我们也由此出发，从寒冷的西伯利亚到广袤无垠的北美大陆和南美巴西，转而飞到浪漫迷人的欧洲，再到温湿的太平洋岛国日本，沿着各国大电网发展历程，追溯特高压从发源到发展的历史河流，感受各国电网的异域风情。
　
第一站：俄罗斯(前苏联)
　
  俄罗斯境内原有70个地区电网，其中65个已经互相连接，形成一个巨大的同步电网，由俄罗斯统一电力系统股份公司(EES)管理。近期，俄罗斯境内的地区电网又增加到78个，其中的69个由220～1150千伏(降压运行)输电线路连接在一起，形成一个更大的同步电网(俄罗斯统一电网)，其中有500多个发电厂并网同步运行。目前，俄罗斯电力系统主要由俄罗斯统一电力公司、俄罗斯核电公司和两个区域电力公司组成。俄罗斯统一电网的调度运行实行统一调度、分层管理，由中央调度中心及下属的7个大区调度所，地区调度所、发电站和供电监理所等按照统一调度、分层管理的原则负责运行。
  2000年6月，俄罗斯统一电网和哈萨克斯坦电网恢复联网同步运行(原苏联解体时解网运行章子怡个人简历)邵雨薇。同年9月，中亚地区的吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、土库曼斯坦等国家电网，通过哈萨克斯坦电网与俄罗斯统一电网实现同步联网。2001年8月，乌克兰和莫尔多瓦两国同步联网，随后不久与俄罗斯统一电网同步联网。至此，独联体的12个加盟国中除亚美尼亚外，全部联成同步电网运行，装机容量约3亿千瓦，俄罗斯电力系统由此成为欧洲最大、世界第四大电力系统。
就在这片土地上，20年前曾诞生了世界上第一个特高压输电工程，开启了世界电压等级的新纪元。
前苏联是国际上最早开展特高压输电技术研究的国家之一，也是迄今为止世界上唯一有特高压输电工程运行经验的国家。发展特高压输电，是由前苏联能源分布和负荷中心位置所决定的。前苏联的西伯利亚地区水力资源和煤炭储量丰富，哈萨克斯坦地区蕴藏大量煤炭资源，80％以上的一次能源集中在东部地区，而75％的电力负荷却位于西部地区。为保证电力供应，必须实现由东向西、长距离、大负荷电能输送。
    在大量前期科研试验和产品开发的基础上，从1981年开始，前苏联先后建设了5段特高压线路，总长度达2344公里，分别是：埃基巴斯图兹～科克契塔夫，长494公里；科克契塔夫一库斯坦奈，长396公里；库斯坦奈一车里亚宾斯克，长321公里；埃基巴斯图兹一巴尔瑙尔，长693公里；巴尔瑙尔一依塔特，长440公里。
    世界上不少国家都在研制特高压输变电产品，但是只有前苏联依托工业性试验线路，研制出特高压电气设备，并在真实的条件下长期带电带负荷考验，在设备运行中不断发现问题、改进工艺，提高设备的质量。
    前苏联解体后，由于国民经济日益恶化，用电量和发电量长期停滞不前，送端电源因资金短缺而无法按预计目标建设，导致特高压线路负载过轻，输送容量仅为额定容量的20％～30％，已经建成的工程被迫降压运行，原计划扩建的特高压线段也不能按计划建设。
但是，俄罗斯并没有放弃特高压输电。据了解，随着近年来俄罗斯经济复苏，目前已经出现电力负荷增长的趋势。俄罗斯统一电力公司计划重新启用1 150千伏输电线路，并计划10年内在巴尔瑙尔与车里亚宾斯克之间重新架设1 150千伏线路，以加强系统联系，将东部电力安全经济地输送到西部负荷中心。随着经济的发展，俄罗斯的特高压输电将会有广阔的发展前景。
　
第二站：北美大陆
　
    目前，美国、加拿大和墨西哥的部分电网已经互联形成北美电网，包含东部、西部、德克萨斯州和魁北克四个互联电网。东部电网是全北美四个互联电网中最大的电网，装机约6亿千瓦，最大负荷约5亿千瓦，从加拿大的新斯科合至美国的佛罗里达。西部电网次之，该网与东部电网通过直流线路相联。德克萨斯电网是全美大陆唯一的以州为界的独立交流网，供电范围覆盖德州的大部分地区，该网也通过直流线路与东部网联接。魁北克电网位于加拿大境内，该网也是通过直流线路与东部电网相联。
    美国、加拿大和墨西哥各地区之间建有许多联络线。1998年统计，美国与加拿大的七个省电网之间建有79条输电线，交流互联线路的电压等级有500千伏、230千伏、115千伏等，此外还有一条多端超高压直流输电线路以及多个直流背靠背联系。美国一墨西哥之间有27条输电线，大部分为交流输电线路。
    美国由于电网发展情况较复杂，又以私营为主，形成了各自为政的局面，因此电压等级较为复杂，从110千伏到765千伏，就有八个电压等级。此外还建设了1000千伏以上等级的特高压试验短线路。
    上世纪60年代后期，美国就开展了特高压输电技术的研究。当时，美国经济经历了近二十年的快速增长期，电力工业也随之迎来黄金时代，发电量年均增长率达到8％左右，预测未来几十年内，用电量将继续保持平均年增长6％以上的强劲势头。为了满足送电需求，美国输电电压等级迅速提高，到1969年，美国最高运行电压就已达到765千伏，并有向更高电压等级发展的趋势。
    基于上述预测，美国电力公司(AEP)、邦德维尔(BPA)电力局等于上世纪60年代末70年代初开始着手特高压输电可行性研究。BPA公司于1970年作出规划，拟用1100千伏远距离输电线路，将喀斯喀特山脉东部煤矿区坑口发电厂的电力输送到西部用电负荷中心，输送容量为8000～10000兆瓦。经论证，采用特高压输电可减少线路走廊用地，降低工程造价，同时减少电网网损，并解决大型和特大型机组和电厂故障引起的稳定性问题。BPA公司当时还计划于1995年建成第一条1100千伏线路，输送功率6000兆瓦，5年后可能再建一条线路。美国AEP公司也计划在已有的765千伏电网之上叠加一个1500千伏特高压输电骨干电网。
    但在上世纪80年代末90年代初，美国经济增长速度开始下降，产业结构发生重大调整，电力需求趋缓，降低了对长距离、大容量输电的需求，延缓了特高压技术的实际应用。
    尽管美国迄今尚未在工程中采用特高压输电技术，但在特高压输电技术方面进行了深入研究，建立了匹茨菲尔德特高压研究试验站、弗朗克·毕·布兰克试验室、莱昂斯试验场和莫洛机械试验线段、卡莱试验室和莱昂斯1200千伏试验线段、雷诺特高压试验场等试验场和试验线段，并做了大量试验，就导线结构、特高压长空气间隙、电晕和电场，生态和环境，以及铁塔、变压器、。避雷器、断路器等设备进行了逐一研究，证明了交流特高压输电技术的可行性，取得了较全面的成果。
加拿大北部和中部有丰富的水力资源，但电力负荷多集中在南部。为优化能源资源配置，加拿大对800千伏交流输电、1200千伏交流输电，以及±450～±800千伏直流输电方案进行了综合比较，认为采用双回1000千伏输电方案更优。加拿大魁北克水电研究院开展了大量研究，进行了1500千伏的线路和变电站空气绝缘试验、线路导线电晕、分裂导线结构、±600-±1200千伏直流输电线路的电晕、电场和离子流特性、不同分裂导线的动力特性和空气动力等方面研究。但由于近年来加拿大电力需求增长缓慢，北部巨型水电站建设推迟，特高压工程的实施也相应推迟。
　
第三站：巴西
　
巴西水电资源和电力负荷中心分布不均衡，因此巴西采取了加强电网互联的措施，以实现能源的传输和利用。巴西电网结构按区域可分为南部电网、东南及中西部电网，北部和东北部电网，通过互联形成全国同步电网。周峻玮
其中南部地区一东南部地区电网通过750千伏伊泰普交流干线实现同步互联。北部东北部地区电网由单回500潘安容貌复原图千伏交流线路互联。北部一南部通过单回500千伏交流线路互联，实现跨流域补偿。
    巴西发展特高压输电主要是基于水电资源的开发。巴西和巴拉圭两国合建的伊泰普水电站，容量为12600兆瓦，是目前世界上第二大水电站，共有18台机组，单机容量700兆瓦。第一台700兆瓦机组于1984年投运，全部机组于1989年底投运。为了将大量水电远距离输送到负荷中心，经过充分论证和详细的经济比较，巴西选择了三回765千伏交流和两回±600千伏直流输电方案。
为了开发亚马逊河右岸几条重要支流的巨大水能，上世纪90年代，巴西电力中央研究所开始与有关制造厂家共同研究特高压直流输电技术，制造了部分模型设备，并进行了长期带电试验，取得了初步成果。目前，巴西正积极开展国际合作，参与我国主导的特高压直流输电研究。
　
第四站：欧洲
百里挑一祁汉牵手　
    欧洲电网目前正在形成和发展过程中，它是在原有西欧电网的基础上，通过与周边跨国电网(如北欧电网)和周边国家电网(如东欧国家)互联，扩大电网的规模。有关各国希望促成在欧洲大陆上的全面互联，以发挥大电网的优势，这是推进新一轮电网互联的主要动力。欧洲互联电网在巴尔干西部重新与罗马尼亚和保加利亚的电网联结以后，将来有进一步与俄罗斯、乌克兰、白俄罗斯和莫尔多瓦等国的互联电网连接的趋势。西欧与东南欧之间通过高压输电线路于2004年10月10日实现了并网。在克罗地亚境内完成的西欧和东南欧之间的并网，为斯洛文尼亚与东南欧之间开展电力能源贸易创造了机遇。这次并网有助于增强东南欧电力供应的稳定性，并形成了世界上最大的同步电网，可进一步向亚洲地区拓展，为扩大能源贸易提供通道。
    西欧电网属密集型结构，交流电网最高等级为400千伏。西欧国家面积较小，核电的比例较大，负荷与电源的分布较均衡。历史上，西欧各国首先围绕大城市各自形成受端系统。随着电力的发展，这些受端系统逐步扩大而扩展到全国，形成密集型的400千伏网络，有较大的传输能力，并且通过联络线与临近国家相连。因此，西欧的400千伏电网基本上可以满足输电要求。
    上世纪70年代意大利曾考虑在南部靠海岸的地区建设总容量为500万千瓦以上的核电站和火电厂，并计划于1995年前后采用1000千伏(最高运行电压1050千伏)特高压输电线路，将这些电源的电力向北部工业区输送。当时意大利国家电力局(ENEL)根据本国电网发展经验认为：电力负荷每20年翻两番，需要引入新的电压等级。
    意大利早在1971年就开始了1000千伏特高压输电领域的研究、开发和论证工作。1976年，在萨瓦雷托试验站建设了长度为1公里的特高压试验线路和主要由40米电晕笼组成的电晕、电磁环境试验设施，进行了特高压的基础研究，确定了设备的基本特性，还完成了操作和雷电过电压试验、可听噪声等特高压试验。上世纪90年代中期，意大利进一步扩大了试验规模，建设完成了由3公里的架空试验线路、400／1050千伏变压器、GIS开关设备和1000千伏电缆连线组成的试验工程。
  意大利还与本国主要制造商合作，制造了特高压系统的所有设备原型。这些设备原型在萨瓦雷托试验站和意大利中心电气试验室进行了电气试验和机械试验。在完成了所有设备的设计和制造后，于上世纪90年代在试验工程中进行了全电压运行。
上世纪90年代后期，由于电力需求趋缓，意大利国家电力局的特高压计划至今未按计划实施。
　
第五站：日本
　
    20世纪70年代，日本经济高速增长，电力需求年增长率高达6％～能效等级是什么意思10％。根据当时的用电预测，东京市区的负荷将超过5000万千瓦。为了获得稳定的电源，东京电力公司在沿海大规模发展核电，其中位于日本海沿岸的柏崎刈羽核电站装机812万千瓦，位于太平洋沿岸的福岛第一和第二核电站分别装机470万千瓦和440万千瓦。为了适应柏崎刈羽核电站的扩建，东京电力公司决定，建设从核电站到西马开关站，以及西马开关站到东山梨变电站和新今市开关站的同杆双回1000千伏交流特高压输电线路，从而加强关东西部地区电网，构成日本1000千伏系统的南北向网架。建设从南磐城开关站经东马开关站到西马开关站的南磐城干线和东马干线，将形成1000千伏系统东西向网架，同样采用同杆双回方案。
1988年秋，日本开始动工建设特高压线路，并于1992年4月28日建成了从西马开关站到东山梨变电站138公里的特高压输电线路。1993年10月又建成从柏崎刈羽核电站到西马开关站的南新泻干线中49公里的特高压线路部分。两段特高压线路全长187公里。1999年完成东西走廊从南磐城开关站到东马开关站的南磐城干线194公里和从东马开关站到西马开关站的东马干线44公里特高压线路的建设，两段特高压线路全长238公里。
1995年，特高压成套变电设备在新榛名变电所特高压试验场安装完毕，随即进行带电考核。截至2004年6月底，日本特高压设备在1000千伏电压下累计带电时间达到1683天。
    但是，随着20世纪90年代经济泡沫破灭，以及亚洲金融危机给日本带来的冲击，日本经济出现负增长，核电站建设计划推迟，特高压工程建设速度也随之放慢，已建成的特高压线路一直降压运行。但是，日本仍对特高压在国内的应用前景持乐观态度。根据日本东京电力公司的预测，2010年左右，南磐城特高压干线将升压到额定电压运行。
    历史再次证明电网发展和经济发展的密切关系。在特高压输电技术成熟可行的情况下，发达国家的特高压输电工程暂时搁置或规划延迟，其根本原因是世界经济格局发生重大调整和变化。
    随着发达国家纷纷进入知识经济时代，大力发展能耗低、附加值大的信息、生物、微电子、金融、贸易等行业，其用电负荷增长率也逐步降低。上世纪80年代后，这些国家的平均年用电量增长仅为1％～2％，原计划在远离负荷中心建设的大型和特大型电厂不得不停建。与此同时，世界制造业逐渐向新兴的发展中国家转移，正在实现经济崛起的中国、印度、巴西等国近年来经济迅速发展，用电负荷不断攀升，大型机组和大规模火电厂、水电站和核电站纷纷开工上马，并将目光投向特高压。