金沙江天然落差5100米,水能蕴藏量达到40000MW,是水电站的“富矿”。溪洛渡和向家坝水电站是金沙江干流规划中的处于河段最后面的两级,于四川云南省交界的金沙江上。距华东(上海)和华中(武汉)分别是1750公里和980公里,因此向华东和华中输电和联网均超过HVDC平均点(800公里)。它的建设不仅增加三峡,葛洲坝枯期保证出力,还具有防洪、灌溉、养活三峡水库的泥沙淤积等一系列社会效益。
溪洛渡,向家坝水电站是继三峡工程之后,在电力建设中具有重大战略意义的又一宏伟工程。除此之外,我国西部地区,还有一批水电站的工程,如龙滩、小湾、拉西瓦、公伯峡、景洪等水电站,装机容量均在1000MW以上。
金沙江一期工程溪洛渡、向家坝水电站是加大西电东送力度的重要战略项目,已列入国家电力发展“十五”期间重点项目前期工作计划。溪洛渡、向家坝水电站总装机容量1860万千瓦,多年平均发电量873亿千瓦时。 其中各送930万千瓦将通过HVDC方式向华东、华中进行输送。
1999年12月14日,中国长江三峡工程开发总公司委托国家电力公司开展金沙江一期工程输电系统规划设计工作。此后国家电力公司组织力量重点研究了由不同输电方式、不同输电电压等级、不同的输电规模组合的12个基本输电方案,分为纯直流(±500千伏或±600千伏)、纯交流(特高压1150千伏)和交直流混合(至华中为交流750千伏或500千伏,至华东为直流 ±600千伏或±750千伏)三大类。
专家提出,鉴于本工程的实际情况,金沙江一期工程的西电东送输电方案不宜选用1150千伏特高压电压等级送电;采用750千伏交流送电华中,与采用500千伏交流相比,在技术上没有多大优越性,经济上又较贵,本工程不予推荐;纯直流方案经济性较好,两电站输电方案清晰,过渡方便,是一个较好方案。因此,纯直流方案应是首选方案,建议按此方案开展下阶段工作。金沙江一期工程送电川渝、云南采用500千伏的电压等级可较好满足要求。输电直接从电站开关站出线,就近接入川渝电网、云南电网。电站接线应可避免川渝、云南电网在电站侧交流联网运行。专家们还肯定了溪洛渡及向家坝电站东送线路按南、北两个通道考虑的思路。
5 全国电网联网与直流联网“背靠背”工程
按照西电东送、南北互联、全国联网的方针,全国互联电网的基本格局是:全国将以三峡输电系统为主体,向东、西、南、北四个方向辐射,形成以北、中、南送电通道为主体、南北电网间多点互联、纵向通道联系较为紧密的全国互联电网格局。北、中、南三大片电网之间原则上采用直流背靠背或常规直流隔开,以控制交流同步电网的规模。
“十五”期间全国联网是以三峡工程为契机,并以三峡电站为中心,向东、西、南、北四个方向辐射,建设东、西、南、北四个方向的联网和送电线路,并在条件成熟的电网间实现周边联网。除已建成的东北与华北联网工程、拟开工建设的福建与华东联网工程外,其它项目的实施顺序是华中与华北联网工程、华中与华东联网工程(三峡至华东第一回直流工程)、山东与华北联网工程(德州-沧州)、华中与南方联网工程(三峡至广东直流工程)、华中与川渝联网工程(通过三万线)、华中与西北联网工程、川渝与西北联网工程、山东与华北联网工程、山东与华东联网工程等。
南北端以背靠背直流同河北电网联网。与此同时,还要做好山东与华东、西北与华北、海南与广东、福建与广东等联网工程,以及金沙江一期、龙滩、小湾、瀑布沟、三板溪等大型水电站输电规划的前期论证工作。
根据我国电网规划,2003年前后,随着三峡工程的建成,将要实现全国联网创造条件,其跨区跨省的电网工程如云南天生桥向广州送电;陕西宝鸡向四川成都的送电;阳城向江苏的送电;山西王曲向山东的送电;华北与东北的联网;西北与华北的联网等,这些工程均有直流联网的工程。
我国跨大区电网联网由以下电网组成:
· 华中、华东电网葛上±500V超高压直流联网。
· 云、贵、两广电网天一广交流500KV联网,已建成天广±500KV、1.8GW的直流。联网工程,形成交直流混合联网。
· 四川电网规划2000年前建设宝鸡至成都的±400KV直流联网工程,由宝鸡至成都送电1.2GW。
· 2005年前建设綦江至遵义的交流500KV联网线路由贵州向四川送电。
· 华中电网从湖南娄底到广西柳州与云、贵两广电网联网。
· 80年代西北电网为向华中送电并拟通过葛上直流转送华东电网。后改成由华中电网的中部襄阳经安康到西安,距离450—500公里。因考虑到西北较大容量煤电送华中电网和跨流域调节的功能,以超高压直流联网。
· 华中与华北联网,由山西阳城电厂以交流500KV向华东淮阴送电,形成山西电网联网。华中与华北是采用直流联网。联网地点应根据不同情况采用不同方案。
6 直流输电系统的国产化
长期以来我国多个重点直流输电工程(如:葛洲坝工程、天生桥工程)高价大量外汇购买,对西方跨国公司形成了依赖性。为此,国家为了实现直流输电系统的国产化,国务院就此做出了重大决策,通过三峡工程,投入了大量资金引进国外先进技术。彻底解决直流输电的国产化问题。
国家有关部委在考察论证国内研制开发晶闸管的厂、所的状况之后,国务院三峡工程建设委员会办公室于1998年5月下发“国三峡办发装字[1998]049 号”文件“关于三峡─常州±500KV 直流输电工程换流站设备招标”文件中明确提出“……大电流、高电压可控硅是我国直流输电、冶金、海上石油平台等多种行业需要的电力电子工业元器件,为满足我国需要,要通过三峡直流输电设备的招标,引进晶闸管(3000A/6000-8000V)制造技术,由基础较好的西安电力电子技术研究所接受转让技术,利用引进技术制造的产品,在葛─沪线上试用……,在三峡第一条直流线路中使用”
西安电力电子技术研究所承担了直流输电阀中的关键器件大功率晶闸管的技术引进和三广、贵广线中换流阀中大功率晶闸管的制造任务。具有世界级规模和技术水平的国家重点工程“三峡至广东输变电工程”和“贵州至广东输变电工程”的工程已经开始实施。2001年12月在北京我所与ABB电力系统公司、Siemens公司直流部正式签订三峡—广东和贵州—广东±500kV直流输电项目,合同总额为840万美元。经过引进国外技术,实现三峡直流输电工程和“西电东送”使用国产大功率晶闸管产品的目标。以提高我国直流输电工程晶闸管国产化水平,填补国内空白,这对振兴民族工业具有重大意义。
参考文献:
[1] 国家经贸委,《国家电力“十五”规划》,2001年
[2] 周小谦,《中国电力工业发展的前景》,2001年
[3] 中国水利报,《三峡工程进入冲刺阶段商机尽现》,2001年9月17号
[4] 国家电力公司,《国家电力信息网》,2002年7月
[5] 电力电力报社,《中国电力新闻网》,2002年7月
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