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争议再起:千伏特高压是电力改革大倒退

北极星输配电网  来源:新浪财经专栏作家 丁道齐    2014/4/2 13:36:26  我要投稿  

远距离、大容量的交流特高压输电工程单位成本约为直流特高压输电工程的3.7~4.7倍。換句话说,远距离、大容量的直流特高压输电系统是一个技术先进、高效率的输电系统,其效率约为远距离、大容量的交流特高压输电系统的3.7~4.7倍。

b、图1中500千超高压交流与±500千伏超高压直流输电的单价成本变化趋势线在大约600公里处相交,该点称为交、直流输电的经济临界输送距离。这标志着输电距离在600公里以内,采用500千伏超高压交流输电比较经济;而超过600公里釆用超高压直流输电比较经济,而且愈远愈经济。

c、比较图1中交、直流特高压建设单位成本的变化趋势来看,无论输电距离多少,交流特高压的建设成本永远高于特高压直流;在可能的应用输电距离范围内,交流特高压建设成本也远高于±500千伏超高压直流输电;在500千伏超高压交流输电的适用范围(800公里~900公里)内,交流特高压建设成本也远高于500千伏超高压交流输电。这就验证了交流特高压输电在任何条件下都没有经济适用的输电距离,

近距离不如500千伏超高压交流,中长距离不如±500千伏或±660千伏超高压直流,长远距离不如±800千伏特高压直流。

晋東南-南阳-荆门交流特高压试验示范工程验证了1000千伏特高压交流输电系统相对于其他输电系统方案在经济上是最差的,更无市场竞争力。

正因为如此,世界各国几十年前就弃用交流特高压远距离输电,而普遍采用直流远距离输电。中国南方电网和内蒙电网规划也验证了:采用交流特高压远距离输电及组网方案比采用特高压直流远距离输电加超高压交流加强受端电网的组网方案就贵出2倍以上。

(2) 1000千伏交流特高压远距离大容量输电除了建设成本高昂,在其它方面,如线路损耗、占用土地以及环保等方面也无经济性可言。

比较交、直流两种输电功率损失的大小最基本的初始条件是在同一个电压等级水平下进行,这才能得出客观公正的结论。

在输电功率1200万千瓦、输电距离2000公里的条件下,±800千伏特高压直流输电的功率损失率为1.5%;±1000千伏特高压直流功率损失率为1%。而1000kV交流特高压输电线路的功率损失率为2.3%(投资为±800千伏特高压直流1.36倍,功率损失却是±800千伏特高压直流的1.53倍)。

由此可知,同样电压等级下的交、直流输电,直流输电的损耗总是比交流低。但是这还不是最终的结论。由于影响输电损耗大小的因素不仅与电压有关,更与导线的截面积大小以及在输送相同有功功率、相同距离的情况下,输电线回路数才是决定交、直流输电功率损失的决定因素,而这些因素最终会反映在输电线建设的总成本上。

直流与交流输电损失的比较必须紧紧以输电系统的建设成本为前提才能得出客观的结果。在综合比较投资的差异后,实际上电压比较高的交流输电损失比电压低的直流输电还要高。

图2表示在输电距离为2000km、输电容量为12000MW输电方式下,不同电压等级的AC/DC输电的建设费用与线路功率损耗的关系。显然±800KV的UHVDC输电线路的建设费用或传输损耗都是最低的。

图2 不同输电方式下输电线的费用相对于线路损耗的函数

由图2可知:

a、在输送同样功率的情况下,要获得相同的功率损失率,1000千伏交流特高压输电的建设成本要比±800千伏直流特高压输电成本高得多。例如要获得3%的损失率,交流特高压输电的建设成本要比±800千伏直流输电成本高达1.33倍;

b、在输送同样功率的情况下,用同样的投资建成的交流特高压输电系统的功率损失率要比直流特高压输电系统的功率损失大得多。交流特高压输电系统的功率损失率最大的可以为直流特高压的2.0倍。

因为直流架空输电线只用两根,导线电阻损耗比交流输电小;没有感抗和容抗的无功损耗;没有集肤效应,导线的截面利用充分。

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