最高电压等级有多高?目前运行线路中电压等级最高的输电线路在哪?有多高?从《电百》(第三版)中可查阅到,正是上述晋东南—南阳—荆门1000千伏特高压交流试验示范工程,它是我国首条特高压工程,也是世界上正在运行的电压等级最高、技术水平最高的输变电工程。世界范围内,最先建成的特高压输电线路是在上世纪80年代的苏联。1985年,苏联建成1150千伏的交流特高压工程,但由于苏联解体、经济下滑对电力需求减少以及技术原因等,这条线路目前降至500千伏运行。日本则在1993年和1999年,共建成两条1000千伏特高压输电线路,但这两条线路并不是

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电力百科全书里的电网变迁 (二):配电网之发展

2014-06-30 09:13 来源:亮报 

最高电压等级有多高?

目前运行线路中电压等级最高的输电线路在哪?有多高?

从《电百》(第三版)中可查阅到,正是上述晋东南—南阳—荆门1000千伏特高压交流试验示范工程,它是我国首条特高压工程,也是世界上正在运行的电压等级最高、技术水平最高的输变电工程。

世界范围内,最先建成的特高压输电线路是在上世纪80年代的苏联。1985年,苏联建成1150千伏的交流特高压工程,但由于苏联解体、经济下滑对电力需求减少以及技术原因等,这条线路目前降至500千伏运行。日本则在1993年和1999年,共建成两条1000千伏特高压输电线路,但这两条线路并不是完整的特高压工程,变电站还是用的500千伏的设备,后来日本受经济危机影响用电需求下降,原来规划的核电项目也未能付诸实施,因此目前该线路也在按500千伏降压运行。

上世纪80年代的中国,正处于经济快速发展、用电需求快速增长的时期,需要更大容量、更远输送距离的输电网,因此从那时候起,就有专家开始对特高压技术跟踪研究。直到2004年年底,我国才开始集中力量进行大规模技术论证和工程实践。2005年,向家坝—上海、云南—广东两条±800千伏特高压直流示范工程分别开始建设,这两项工程已分别于2010年7月和2009年年底建成。

如今,越来越多的人意识到特高压的重要性,因为它是缓解当下环境问题的重要手段。

在我国电力事业发展史中,有很长一段时间,电厂建在负荷中心,导致中东部地区集中了全国75%左右的煤电厂,这也加重了京津冀鲁、长三角地区的环境污染。但另一方面,我国清洁能源资源非常丰富。据统计,我国水电可开发资源6亿千瓦,风能、太阳能可开发资源分别为25亿、27亿千瓦。根据规划,到 2020年,我国风电装机容量将超过2亿千瓦、光伏发电超过5000万千瓦,水电装机将达3.5亿千瓦左右。这些清洁能源主要分布在西部和北部地区,需要大容量、远距离的输电线路将其传输至中东部地区,特高压可满足此需求。

目前,国家电网公司已建成并运行“两交三直”共5条特高压线路,累计送电超过1600亿度。通过这些工程,我国掌握了1000千伏交流和±800千伏直流输电的核心技术和关键设备制造。根据国家电网公司规划,2017年、2020年将分别建成“三纵三横”、“五纵五横”特高压交流和13回、27回特高压直流工程,跨区输电能力将分别达到2.9亿、4.5亿千瓦。

居民年均生活用电量曾不到1度

新中国成立初期,我国社会的用电情况是怎样的?

1949年,我国年发电量仅为43.1亿度,全社会用电量为34.6亿度,当年,工农业总产值466亿元人民币,人均仅86元。轻工业以纺织业为主,其用电量占轻工业用电量的66%,重工业以采煤工业为支柱,其用电量占重工业用电量的41%。居民生活用电量非常少,平均每个居民每年的生活用电量大约为 0.52度,还不够现在人们给手机充一次电的电量。

经过几十年的发展,我国的全社会用电量以年平均大于12%的幅度增长。根据国家能源局发布的数据,2013年我国全社会用电量为53223亿度,是1949年的1538倍,城乡居民生活用电6793亿度,平均每人每年的用电量约为500度。

用电量如此快速的增长,与我国经济发展密不可分,同时也需要配电网的支持。输电网或者电厂传输的电力,要想进入用户端,需要配电网就地或逐级向各类用户供给和配送电能。

在1949年,配电网基本上没有延伸至农村地区。而如今,大电网已经覆盖大陆的全部城市和大部分农村,农村的用电水平和通电率不断得到提升。

与输电网一样,配电网也经历了漫长的发展阶段。在电力工业早期,严格意义上的输电网还没形成的时候,配电网就已经形成了。若按照如今对配电网的定义,1882年连接上海外滩那15盏灯的线路,实际上就是配电线路。

配电网电压等级也在不断发展。早期,欧美国家曾经把10千伏等级称为一次配电电压,380/220伏称为二次配电电压。随着电力工业的发展,输电电压等级不断上升,以前作为输电电压等级的35千伏、 110千伏等,逐渐成为配电电压等级。目前,我国的配电电压等级分为三段,高压配电电压为35~110千伏,中压配电电压为6~10千伏,低压配电电压为 380/220伏。

智能化配电网反应以秒计

与几十年前相比,现在的配电网早已今非昔比,已不仅仅是杆塔和线路那么简单。

如今的配电网元件众多,一个城市配电网的配电元件可达数十万甚至上百万个,是同地区输变电元件的数十倍。配电系统是城乡基础设施的组成部分,分布在人类活动频繁的区域,易受外界干扰、人为破坏,因此配电网的维护和建设难度大。如今,城乡不断发展,配电元件与网络结构变动也愈加频繁。

同时,随着分布式电源的大量接入,传统上只是单向接收输电网电力的配电网,将转变为功率双向流动的有源网络,这给配电网规划建设与运营带来了新的挑战,增加了配电网保护、控制、运行调度与管理的复杂性。

现代配电网正在依靠信息化变得越来越智能,以应对上述问题和挑战。目前广泛应用在配电网上的自动化技术,支撑着配电网的运行自动化、管理自动化和信息化。人们利用计算机与通信技术,将中低压配电网实时运行、电网结构、设备、用户以及地理图形等信息集成,可实现配电网运行监控与管理的自动化与信息化。

在智能配电网里,分布式电源接入的容量不再被限制。智能配电网从有利于发挥分布式电源的作用、节省整体投资的角度出发,广泛应用主动网络管理技术,最大限度地接纳分布式电源,实现配电网的优化。

利用这些技术,配电网对故障作出反应的时间以秒,甚至毫秒计算,这是人力所不能及的。

不断优化的电网结构

1882年,一台发电机连着一串电灯,照亮了上海外滩到虹口招商局码头,这标志着我国电力工业的开始。那时候的输电线路还只是电“线”,不能称之为电 “网”。但是,电能的特性决定了它一般不能大规模储存,发电、输电、配电、用电须瞬时完成。同时,电力传输最大的优势就是能够大范围优化配置资源,经济合理开发利用化石能源、可再生能源等,从而解决能源资源与负荷分布的地域不平衡。因此,要想最大限度保证电力供需平衡、发挥资源配置优势,电“线”必须成为电“网”。

自电力工业起步到新中国成立前,我国陆续建设的一些发电厂和线路,基本上都是独立运行,彼此间没有联系,发电厂只是满足周边用户的用电需求。新中国成立以后,尤其是1978年后,我国电力工业快速发展,随着电源和输电、配电线路的建设,它们逐渐联结成网,并不断扩大,电网结构也在不断优化。其中,上海和北京两座中国电力工业起步较早的城市最为典型。

1949年,上海市已有23~35千伏输电线路551公里,直到1953年,35千伏输电线路才形成环网。1957年,上海架设第一条220千伏输电线路,至上世纪70年代,基本形成220千伏双回路环网。从1985年开始,上海开始建设500千伏输电线路。如今,500千伏电网已建成上海市双环主网和南外半环,并与华东主网连接。2010年7月,向家坝—上海±800千伏特高压直流输电示范工程投入运行后,上海电网结构更加优化。2010年3月,上海世博园智能电网综合示范工程建成,成为世界上首个涵盖“发电、输电、变电、配电、用电、调度6个环节和通信信息支持平台”的智能电网综合示范工程。

在北京,电的出现要比上海晚。1888年~1907年的20年间,清政府在北京西苑、颐和园、宁寿宫各安装1台发电机,仅供宫廷独立使用,一旦发电机发生故障,宫廷里电灯也只能成为摆设。到1906年,北京某些居民也终于“尝鲜”电能,那一年,北京在今天的前门西大街建成一座小型发电厂。1919年,当时北京建成石景山发电厂,并在1922年用33千伏输电线路送电,这也是华北地区第一条33千伏输电线路。1949~1978年,北京市逐渐形成以 220千伏为骨干的环形电网。1997年,北京开始加快城市电网建设和改造,如今北京电网已形成以500千伏电网为骨架、220千伏电网为主体的大型城市电网。

现在,通过直流异步联网和交流同步联网的方式,我国各区域电网实现了全国互联,中国的电网系统也已是世界规模最大的电网系统。

《中国电力百科全书》是怎样“炼成”的?

●《中国电力百科全书》是全面介绍电力科学技术和管理知识的大型专业性百科全书。

●第一版《电力百科全书》于上世纪八十年代编纂出版。在我国电力第一次快速发展的形势下,为了满足我国电力工业发展的需要,我国出版了第一版《中国电力百科全书》,开启了电力领域编纂百科的先河。

●第二版《中国电力百科全书》于上世纪末修编。在第一版问世后的几年里,我国电力工业快速发展,第一版中的很多内容发生了变化。为适应电力技术的进步,我国又修编了第二版《中国电力百科全书》,迎接我国电力第二个发展高峰期。

●第三版《中国电力百科全书》于近日由中国电力出版社出版发行。近十多年来,电力技术飞速发展,特别是发电技术、输变电技术、配电用电技术、信息通信技术等都取得了长足的进步。2011年1月,中国电机工程学会牵头组织修编第三版《中国电力百科全书》。

●第三版《中国电力百科全书》修编工作历时3年多完成,共设9卷,包含6300余条目,整体容量超过1300万字,全国17位院士、5位全国工程勘察设计大师、4位长江学者、100多位电力各专业的领军人才、1500多位电力领域专业人士参与修编。

原标题:电力百科全书里的电网变迁 (二)

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