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供电风采(一)
电网变迁之输变电的历史回眸
发布日期:2014-06-30  中国电力营销网   来源:英大网
    如果驾车出游,你或许曾注意到公路两旁高大的输电铁塔,这些铁塔将线路架起并向远方延伸。现代人都知道,这些都是输电线路,发电厂发出的电,正是通过这些线路,源源不断地向消费电能的区域输电(不直接面对用户),它们也承担着互联电网之间大量电能的互送任务。
时间倒退百余年,在19世纪末电力工业发展初期,那个时代的人可没有见过这些“铁家伙”,连“输电网”这一概念都不存在。那时候,小型发电厂就建在负荷中心附近,用户用电量也不大,不需要大容量远距离传输电力。
    1879年5月,上海英租界的一栋仓库里亮起了我国第一盏弧光灯。它由一台7.46千瓦发电机点亮,发电机和电灯在同一间屋子里,并直接连在一起。
    1882年,英国商人在上海成立上海电气公司,并建设了容量为12千瓦的中国第一家电厂,供应外滩到虹口招商局码头串接的15盏弧光灯,这也被视为中国电力工业的起步。1883年5月,上海电气公司在百老汇路(今大名路附近)上立杆放线。此后,广州、北京和一些沿海口岸、矿山、商业区等,陆续兴建了一批公用和企业自备发电厂,那时的公用发电厂主要供商业、居民照明和市政路灯、电车等用电。
    20世纪30年代前后,中国的一些电力公司的发电厂才开始逐渐向附近的工业企业和乡村农田灌溉等供电。直到这个时候,发电厂的供电范围依然仅限于其附近,绝大多数用电设备通过线路直接与发电厂相连接。
    后来,随着城市的发展和大工业的出现,一部分现代大型工业基地建在原材料基地,而大部分大中型发电厂则建在能源基地,比如煤炭基地、流域上的水能资源所在地等。这时候,发电厂和用电负荷中心的距离越来越远,开始出现高电压、大容量、长距离的输电线路,继而逐渐形成输电网的概念。
    电网电压等级百年增长近百倍
    110千伏、220千伏、330千伏……如今的电网可以分为多个电压等级。而在19世纪末20世纪初,可没有这么多电压等级,那时候,线路的电压就是发电厂里发电机电压,大概十几千伏。
随着电厂供电范围的扩大,用电中心与电厂的距离越来越远,变电技术应运而生,这种技术能将发电厂的电压提升,传输到用户侧时再降压。如今,众多电厂与负荷中心的距离动辄几百、几千公里,输电的容量也在逐步扩大,仅靠发电机端15~24千伏的电压,根本无法实现远距离输电。这就如同自来水,必须加压,才能让水流向城市的每个角落。
    100多年以来,电网电压等级由最初的十几千伏逐渐提高,直至20世纪60年代末,世界上一些国家开始进行1000千伏电压等级和1500千伏电压等级特高压输电工程的可行性研究。电压等级越来越高,可供选择的范围也多了,选择何种电压等级,则是根据实际的负荷需求和经济条件决定。电压等级越高,输电网传输的容量越大,输电距离就越远。
    我国电压等级的提升也经历了漫长的发展历程。第一条110千伏输电线路建成于1943年,为黑龙江镜泊湖水电站至吉林延边线路;1954年1月26日,第一条220千伏输电线路投运,这条线路起于吉林省松花江丰满水电站,终于辽宁省抚顺市李石寨变电站,全长369.25公里;1972年6月,534公里的刘家峡—关中330千伏交流输电线路建成,该线路成为当时我国电压等级最高的跨省输电线路。
    到上世纪80年代以后,我国逐渐进入500千伏超高压输电时代。1981年,我国第一项500千伏输变电工程——平顶山—武昌500千伏超高压输变电工程投运,全长595公里。第一条±500千伏直流输电工程——葛沪直流输电工程则在1989年建成,它连接华中和华北两大电网,输电线路全长1045公里,跨越5省(市)。随后,我国华中、东北、华北、华东电网等相继建立起多条500千伏输电线路,逐渐形成以500千伏电力系统为主的局面。
    进入21世纪后,500千伏以上的输电线路开始在我国出现。根据中国电力建设企业协会的统计数据,截至2013年年底,全国电网220千伏及以上的输电线路长度为53.98万公里,是1978年2.3万公里的23倍左右。2005年9月,我国第一个750千伏输变电示范工程投运。2009年1月6日,晋东南—南阳—荆门1000千伏特高压交流试验示范工程投运,成为我国第一条建成的特高压交流输电线路,至此,我国电压等级已是百余年前的近100倍。
    特高压输电应用前景如何?
    从《电百》(第三版)中可查阅到,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。
    原标题:电力百科全书里的电网变迁--输变电的历史
 

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