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    三峡工程与高压直流输电
    更新时间:2020-11-15 发布:www.yzshine.com

    文论述了三峡工程中的输变电工程的概况,出格是直流输电系统。另外也论述了与电力电子技术相关的“西电东送”、全国电网联网与直流联网“背靠背”工程等方面的内容。
    关头词:三峡工程高压直流输电
    中图分类号:文献标识码:文章编号:



    摘要:本文论述了三峡工程中的输变电工程的概况,出格是直流输电系统。另外也论述了与电力电子技术相关的“西电东送”、全国电网联网与直流联网“背靠背”工程等方面的内容。

    1概述
    举世注视的长江三峡工程分为三年夜部门:枢纽工程、移平易近工程和输变电工程。随着三峡年夜坝的横空出生避世、高峡平湖的胡想成真,从2003年起,这个现今世界上最年夜的水电站将发生源源不竭的壮大电能。


    三峡枢纽工程分三期施工,一期工程的标志为年夜江截流。二期工程主要修建三峡年夜坝的泄洪坝段、左岸厂房坝段、永久船闸。


    二期工程以2003年第一批机组发电为完成标志。2001年11月22日,首批机组的安装正式启动,首台机组重达721吨的发机电定子,被两台总共可吊1200吨的行车,稳稳地吊放到直径20多米的机坑内。首批机组装4台70万千瓦水轮发机电。


    三期工程要对二期已筑起的年夜坝和右岸之间的导流明渠截流,建右岸厂房坝段。


    三峡输变电工程也随之成为三峡工程的重头戏。26台70万千瓦的水轮发机电组,1820万千瓦的总装机容量,到2010年全数机组建成投产后,三峡电站的年均发电量将达847亿千瓦时。其中900万千瓦将经由过程直流方式输送出往。


    三峡工程按1993年价格水平计较的静态总投资为900.9亿元,斟酌物价、利息等变因,那时测算到2009年的动态总投资为2039亿元。这些年宏观经济形势一直较好,物价指数下降,今朝枢纽工程控制在概算内,还略有结余。据展望,到2010年工程全数完工时,三峡工程的动态总投资可看控制在1800亿元之内。
    2三峡工程中的输变电工程


    由滔滔长江之水转换而成的如斯充沛的电能,若何自高山峡谷之中被瞬间传递到千里之外的负荷中心?总投资275亿元的三峡输变电工程将担此重任。


    依照设计方案,三峡电站分为左岸和右岸电站,左、右岸电站又各分为两个电厂。其中,左一电厂装机8台,出线5回;左二电厂装机6台,出线3回;右1、右二电厂装机均为6台,出线划分为4回和3回。这15回出线将划分把26台机组发出的电能送至座落在湖北境内的一批500千伏变电站和换流站,再向全国辐射。


    凭据国务院往年末核准的三峡工程分电方案,三峡电站供电区域为湖北、河南、湖南、江西、上海、江苏、浙江、安徽、广东等八省一市。由于华中、川渝地域电力供求关系的变化,国务院决议三峡电站不向川渝送电。是以,三峡电力外送将形成三年夜主要通道:


    中通道:在华中四省建500千伏交流输电线路4970千米,鄂豫间两回,鄂湘间两回,鄂赣间一回,变电容量1350万千伏安(其中湖北境内的500千伏线路2630千米,变电容量525万千伏安);设计输电能力900万千瓦。
    东通道:除哄骗现有的葛洲坝至上海直流线路输电120万千瓦外,2002年前建成第二回东送500千伏直流输电线路和湖北宜昌、江苏常州换流站,额定容量300万千瓦;2008年再建成第三回送上海的直流线路,增加容量300万千瓦。同时,在华东地域配套建设500千伏交流输电线路850千米,变电容量850千伏安。


    南通道:2004年前建成一条973千米的500千伏直流输电线路和湖北荆州、广东惠州两个换流站,送电能力为300万千瓦。


    到2008年,上述三个通道全数建成后,一个纵横九千千米、贯串八省一市的三峡输变电系统将腾空而起。届时,三峡电力将通顺无阻地奔向工具1500千米、南北1000千米范围内的广年夜用户。


    1997年3月26日,三峡电力外送工程的第一枪从西线打响。500千伏长寿至万县超高压输电线路正式开工。虽然三峡的电力电量后来不斟酌向川渝输送,但这条线路对于联接华中和川渝电网仍将阐扬极为重要的作用。


    从1999年起头,三峡输变电工程便进进年夜规模的建设阶段。为了确保三峡工程首批机组2003年投产发电后的电力外送,2003年前,三峡输变电工程要建成500千服输电线路4116千米,其中交流线路3016千米、直流线路1100千米;投产变电容量825万千伏安,直流换流站600万千瓦。其施工使命之艰难可想而知。


    2002年,三峡输变电工程新开工和续建项目投资规模为45.61亿元。其中,续建直流换流容量1200万千瓦、交流变电容量650万千伏安、500千服输电线路4043千米;新建变电容量75万千伏安、500千服输电线路1203千米。


    3三峡工程的直流输电工程
     三峡至常州直流输电工程是三峡电站用直流方式向外输出电力的第一条通道。这条直流输电线,其额定直流电压±500千伏,额定直流电流3000安培,输送容量300万千瓦。


    三峡至广东直流输电工程是三峡电站用直流方式向外输出电力的第二条通道,也是“十五”末实现向广东送电1000万千瓦的关头项目。三广线输电距离约976千米,由荆州换流站、惠州换流站、三广直流线组成。


    荆州换流站工程作为三峡电力外送的门户换流站,建设计划于2001年9月15日起头进行四通一平及工程前期准备,2004年2月极I投运,2004年6月极II和双极投运。这项项工程建设规模与三常线基底细同:额定直流电流3000安培。换流站直流线路电压品级为双极±500KV,额定输送功率为单极150万千瓦,双极300万千瓦。建成后将成为世界上最年夜规模的换流站。


    经由过程招标ABB公司赢得以上两的工程项目。为支持国产化,本次两个工程招标的主要装备换流阀和换流变压器等均接纳了合作生产的方式。同时,引进了ABB公司的直流输电成套设计技术和控制庇护的设计制造技术。


    据悉,依照三峡工程设计,将在二00三年六月蓄水至一百三十五米,并相继实现永久船闸通航和首批机组发电的二期工程方针。凭据国务院有关划定,在工程蓄水、通航、发电前,需进行阶段验收。本次验收范围包括枢纽工程、移平易近工程和输变电工程三部门。


    三峡左岸电站厂房2号机定子机座于11月22日吊进1号机坑进行组装,这标志着三峡机组机电装备安装正式起头。该台定子机座装备由VGS联营体供货,其机座外径为21.4米,高度为3.3米,总重量达180吨。


    凭据广东省电力需求展望,到2005年,广东全省用电负荷将达3617万千瓦,2010年可达4905万千瓦;“十五”时代,广东需新增电源容量1208万千瓦。今朝,在广东省年夜型电源建设项目中,2005年末前可投产总装机容量约647万千瓦(含火、核、气、水),其间应退役小火机电组约157万千瓦。很显然,广东本省新增装机容量没法知足用电需求。“西电东送”、“三峡南送”,把三峡的电力输送到广东,不单单是决议计划者的明智之举,也是国家电网建设成长的迫切需要。


    4“西电东送”
    我国有极丰硕的水力资本,其理论蕴躲量6.78亿kW,可哄骗开发装机容量为3.78亿kW,居世界首位。到1997年末水电装机容量为6008万kw,占可哄骗开发装机容量的15,89%。远远低于世界上水电开发哄骗较高的国家。凭据国家水电计划到2010年水电装机容量到达1.5亿kW,那时占全国发电装备总装机容量的比率将从现在的23左右提高到加30%。今年水电装机容量到达7000万kW。从2000年到2010年的十年间要新增装机容量8000万kW,实现电力工业“3311”设想,即:3000万kw特年夜型工程水电、3000万kW常规水电;1000万kW抽水蓄能电站。


    “西电东送”工程与“西气东输”、“南水北调”、青躲铁路一起,是西部年夜开发的四项跨世纪工程。其中“西电东送”被称为西部年夜开发的标志性工程,开工最早、建设速度最快,于2000年11月在贵州拉开建设序幕。


    “西电东送”是指开发贵州、云南、广西、四川、内蒙古、山西、陕西等西部省区的电力资本,将其输送到电力紧缺的广东、上海、江苏、浙江和京、津、唐地域。“西电东送”分北、中、南3条通道,北部通道是将黄河上游的水电和山西、内蒙古的坑口火电送往京津唐地域;中部通道是将三峡和金沙江畔支流水电送往华东地域;南部通道是将贵州、广西、云南三省区交壤处的南盘江、北盘江、红水河的水电资本和云南、贵州两省的火电资本开发出来送往广东。


    贵州至广东直流输电工程是“西电东送”中容量最年夜的一条输电通道。贵广线输电距离约936千米,资金来历为国内贷款,工程计划2001年末开工建设,2004年末单极投运,2005年6月完成双极投运。贵州至广州±500千伏直流、贵州至广东两回500伏交流与三峡至广东±500千伏直流工程同时开工建设,我国西电东送八“龙”进粤款式已初步确立。八项输电工程跨越我国西南部广袤山区,纵横绵延逾千千米,气势如虹。“十五”时代,我国西电输往广东的电力将到达1120万千瓦,在现代化道路上疾驰的广东获得更充沛的电能,城镇将变得加倍璀璨迷人;同时,广东与中西部经济联系也将加倍慎密。


    金沙江自然落差5100米,水能蕴躲量到达40000MW,是水电站的“富矿”。溪洛渡和向家坝水电站是金沙江畔流计划中的处于河段最后面的两级,于四川云南省交壤的金沙江上。距华东(上海)和华中(武汉)划分是1750千米和980千米,是以向华东和华中输电和联网均跨越HVDC平均点(800千米)。它的建设不仅增加三峡,葛洲坝枯期保证出力,还具有防洪、浇灌、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以后,在电力建设中具有重年夜战略意义的又一雄伟工程。除此之外,我国西部地域,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、向家坝水电站是加年夜西电东送力度的重要战略项目,已列进国家电力成长“十五”时代重点项今朝期工作计划。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930万千瓦将经由过程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展开金沙江一期工程输电系统计划设计工作。尔后国家电力公司组织气力重点研究了由分歧输电方式、分歧输电电压品级、分歧的输电规模组合的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)和交直流夹杂(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)三年夜类。


    专家提出,鉴于本工程的现实情况,金沙江一期工程的西电东送输电方案不宜选用1150千伏特高压电压品级送电;采用750千伏交流送电华中,与采用500千伏交流相比,在技术上没有多年夜优越性,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,过渡利便,是一个较好方案。是以,纯直流方案应是首选方案,建议按此方案展开下阶段工作。金沙江一期工程送电川渝、云南采用500千伏的电压品级可较好知足要求。输电直接从电站开关站出线,就近接进川渝电网、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、北两个通道斟酌的思绪。


    5全国电网联网与直流联网“背靠背”工程


    依照西电东送、南北互联、全国联网的方针,全国互联电网的基本款式是:全国将以三峡输电系统为主体,向东、西、南、北四个标的目的辐射,形成以北、中、南送电通道为主体、南北电网间多点互联、纵向通道联系较为慎密的全国互联电网款式。北、中、南三年夜片电网之间原则上采用直流背靠背或常规直流离隔,以控制交流同步电网的规模。


    “十五”时代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、北四个标的目的辐射,建设东、西、南、北四个标的目的的联网和送电线路,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(经由过程三万线)、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,和金沙江一期、龙滩、小湾、瀑布沟、三板溪等年夜型水电站输电计划的前期论证工作。


    凭据我国电网计划,2003年前后,随着三峡工程的建成,将要实现全国联网缔造条件,其跨区跨省的电网工程如云南生成桥向广州送电;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。


    我国跨年夜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,形成交直流夹杂联网。


    ·四川电网计划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年月西北电网为向华中送电并拟经由过程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—500千米。因斟酌到西北较年夜容量煤电送华中电网和跨流域调理的功能,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。联网地址应凭据分歧情况采用分歧方案。
    6直流输电系统的国产化
    持久以来我国多个重点直流输电工程(如:葛洲坝工程、生成桥工程)高价年夜量外汇采办,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年夜决议计划,经由过程三峡工程,投进了年夜量资金引进国外进步前辈技术。完全解决直流输电的国产化问题。


    国家有关部委在考查论证国内研制开发晶闸管的厂、所的状态以后,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装备招标”文件中明确提出“……年夜电流、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,为知足我国需要,要经由过程三峡直流输电装备的招标,引进晶闸管(3000A/6000-8000V)制造技术,由根蒂根基较好的西安电力电子技术研究所接受让渡技术,哄骗引进技术制造的产物,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当了直流输电阀中的关头器件年夜功率晶闸管的技术引进和三广、贵广线中换流阀中年夜功率晶闸管的制造使命。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”的工程已起头实施。2001年12月在北京我所与ABB电力系统公司、Siemens公司直流部正式签定三峡—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”使用国产年夜功率晶闸管产物的方针。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,这对振兴平易近族工业具有重年夜意义。

    参考文献:
    [1]国家经贸委,《国家电力“十五”计划》,2001年
    [2]周小谦,《中国电力工业成长的前景》,2001年
    [3]中国水利报,《三峡工程进进冲刺阶段商机尽现》,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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