三峽工程與高壓直流輸電
                    
摘要：本文論述了三峽工程中的輸變電工程的概況，特別是直流輸電系統(tǒng)。另外也論述了與電力電子技術(shù)相關(guān)的“西電東送”、國內(nèi)電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)與直流聯(lián)網(wǎng)“背靠背”工程等方面的內(nèi)容。 
關(guān)鍵詞：三峽工程 高壓直流 輸電 
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    摘要：本文論述了三峽工程中的輸變電工程的概況，特別是直流輸電系統(tǒng)。另外也論述了與電力電子技術(shù)相關(guān)的“西電東送”、國內(nèi)電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)與直流聯(lián)網(wǎng)“背靠背”工程等方面的內(nèi)容。
    
    1 概 述 
   舉世矚目的長江三峽工程分為三大部分：樞紐工程、移民工程和輸變電工程。隨著三峽大壩的橫空出世、高峽平湖的夢想成真，從2003年起，這個當(dāng)今**上*大的水電站將產(chǎn)生源源不斷的強(qiáng)大電能。
   三峽樞紐工程分三期施工，一期工程的標(biāo)志為大江截流。二期工程主要修建三峽大壩的泄洪壩段、左岸廠房壩段、長久船閘。
   二期工程以2003年**批機(jī)組發(fā)電為完成標(biāo)志。2001年11月22日，首批機(jī)組的安裝正式啟動，首臺機(jī)組重達(dá)721噸的發(fā)電機(jī)定子，被兩臺總共可吊1200噸的行車，穩(wěn)穩(wěn)地吊放到直徑20多米的機(jī)坑內(nèi)。首批機(jī)組裝4臺70萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)。
    三期工程要對二期已筑起的大壩和右岸之間的導(dǎo)流明渠截流，建右岸廠房壩段。
   三峽輸變電工程也隨之成為三峽工程的重頭戲。26臺70萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組，1820萬千瓦的總裝機(jī)容量，到2010年全部機(jī)組建成投產(chǎn)后，三峽電站的年均發(fā)電量將達(dá)847億千瓦時。其中900萬千瓦將通過直流方式輸送出去。
   三峽工程按1993年價格水平計算的靜態(tài)總投資為900.9億元，考慮物價、利息等變因，當(dāng)時測算到2009年的動態(tài)總投資為2039億元。這些年宏觀經(jīng)濟(jì)形勢一直較好，物價指數(shù)下降，目前樞紐工程控制在概算內(nèi)，還略有節(jié)余。據(jù)預(yù)測，到2010年工程全部完工時，三峽工程的動態(tài)總投資可望控制在1800億元以內(nèi)。 
    2 三峽工程中的輸變電工程
   由滔滔長江之水轉(zhuǎn)換而成的如此充沛的電能，如何自高山峽谷之中被瞬間傳遞到千里之外的負(fù)荷中心？總投資275億元的三峽輸變電工程將擔(dān)此重任。 
   按照設(shè)計方案，三峽電站分為左岸和右岸電站，左、右岸電站又各分為兩個電廠。其中，左一電廠裝機(jī)8臺，出線5回；左二電廠裝機(jī)6臺，出線3回；右一、右二電廠裝機(jī)均為6臺，出線分別為4回和3回。這15回出線將分別把26臺機(jī)組發(fā)出的電能送至座落在湖北境內(nèi)的一批500千伏變電站和換流站，再向國內(nèi)輻射。
   根據(jù)國務(wù)院去年底批準(zhǔn)的三峽工程分電方案，三峽電站供電區(qū)域為湖北、河南、湖南、江西、上海、江蘇、浙江、安徽、廣東等八省一市。由于華中、川渝地區(qū)電力供求關(guān)系的變化，國務(wù)院決定三峽電站不向川渝送電。因此，三峽電力外送將形成三大主要通道： 
   中通道：在華中四省建500千伏交流輸電線路4970公里，鄂豫間兩回，鄂湘間兩回，鄂贛間一回，變電容量1350萬千伏安（其中湖北境內(nèi)的500千伏線路2630公里，變電容量525萬千伏安）；設(shè)計輸電能力900萬千瓦。 
   東通道：除利用現(xiàn)有的葛洲壩至上海直流線路輸電120萬千瓦外，2002年前建成**回東送500千伏直流輸電線路和湖北宜昌、江蘇常州換流站，額定容量300萬千瓦；2008年再建成第三回送上海的直流線路，增加容量300萬千瓦。同時，在華東地區(qū)配套建設(shè)500千伏交流輸電線路850公里，變電容量850千伏安。 
   南通道：2004年前建成一條973公里的500千伏直流輸電線路和湖北荊州、廣東惠州兩個換流站，送電能力為300萬千瓦。 
   到2008年，上述三個通道全部建成后，一個縱橫九千公里、貫穿八省一市的三峽輸變電系統(tǒng)將騰空而起。屆時，三峽電力將暢通無阻地奔向東西1500公里、南北1000公里范圍內(nèi)的廣大用戶。 
   1997年3月26日，三峽電力外送工程的**槍從西線打響。500千伏長壽至萬縣超高壓輸電線路正式開工。盡管三峽的電力電量后來不考慮向川渝輸送，但這條線路對于聯(lián)接華中和川渝電網(wǎng)仍將發(fā)揮極其重要的作用。 
   從1999年開始，三峽輸變電工程便進(jìn)入大規(guī)模的建設(shè)階段。為了確保三峽工程首批機(jī)組2003年投產(chǎn)發(fā)電后的電力外送，2003年前，三峽輸變電工程要建成500千伏輸電線路4116千米，其中交流線路3016公里、直流線路1100公里；投產(chǎn)變電容量825萬千伏安，直流換流站600萬千瓦。其施工任務(wù)之艱巨可想而知。 
   2002年，三峽輸變電工程新開工和續(xù)建項目投資規(guī)模為45.61億元。其中，續(xù)建直流換流容量1200萬千瓦、交流變電容量650萬千伏安、500千伏輸電線路4043千米；新建變電容量75萬千伏安、500千伏輸電線路1203千米。 
    3 三峽工程的直流輸電工程
    　三峽至常州直流輸電工程是三峽電站用直流方式向外輸出電力的**條通道。這條直流輸電線，其額定直流電壓±５００千伏，額定直流電流３０００安培，輸送容量３００萬千瓦。
   三峽至廣東直流輸電工程是三峽電站用直流方式向外輸出電力的**條通道，也是“十五”末實現(xiàn)向廣東送電１０００萬千瓦的關(guān)鍵項目。三廣線輸電距離約９７６公里，由荊州換流站、惠州換流站、三廣直流線組成。
   荊州換流站工程作為三峽電力外送的門戶換流站，建設(shè)計劃于２００１年９月１５日開始進(jìn)行四通一平及工程前期準(zhǔn)備，２００４年２月極Ｉ投運，２００４年６月極ＩＩ和雙極投運。這項項工程建設(shè)規(guī)模與三常線基本相同：額定直流電流３０００安培。換流站直流線路電壓等級為雙極±５００ＫＶ，額定輸送功率為單極１５０萬千瓦，雙極３００萬千瓦。建成后將成為**上*大規(guī)模的換流站。
   通過招標(biāo)ABB公司贏得以上兩的工程項目。為支持國產(chǎn)化，本次兩個工程招標(biāo)的主要設(shè)備換流閥和換流變壓器等均采取了合作生產(chǎn)的方式。同時，引進(jìn)了ABB公司的直流輸電成套設(shè)計技術(shù)以及控制保護(hù)的設(shè)計制造技術(shù)。
   據(jù)悉，按照三峽工程設(shè)計，將在二00三年六月蓄水至一百三十五米，并相繼實現(xiàn)長久船閘通航和首批機(jī)組發(fā)電的二期工程目標(biāo)。根據(jù)國務(wù)院有關(guān)規(guī)定，在工程蓄水、通航、發(fā)電前，需進(jìn)行階段驗收。本次驗收范圍包括樞紐工程、移民工程和輸變電工程三部分。 
   三峽左岸電站廠房2號機(jī)定子機(jī)座于11月22日吊入1號機(jī)坑進(jìn)行組裝，這標(biāo)志著三峽機(jī)組機(jī)電設(shè)備安裝正式開始。該臺定子機(jī)座設(shè)備由VGS聯(lián)營體供貨，其機(jī)座外徑為21.4米，高度為3.3米，總重量達(dá)180噸。 
   根據(jù)廣東省電力需求預(yù)測，到２００５年，廣東全省用電負(fù)荷將達(dá)３６１７萬千瓦，２０１０年可達(dá)４９０５萬千瓦；“十五”期間，廣東需新增電源容量１２０８萬千瓦。目前，在廣東省大型電源建設(shè)項目中，２００５年底前可投產(chǎn)總裝機(jī)容量約６４７萬千瓦（含火、核、氣、水），此間應(yīng)退役小火電機(jī)組約１５７萬千瓦。很顯然，廣東本省新增裝機(jī)容量無法滿足用電需求?！拔麟姈|送”、“三峽南送”，把三峽的電力輸送到廣東，不僅僅是決策者的明智之舉，也是國家電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的迫切需要。
    4 “西電東送”
   我國有極豐富的水力資源，其理論蘊藏量6.78億kW，可利用開發(fā)裝機(jī)容量為3．78億kW，居**首位。到1997年底水電裝機(jī)容量為6008萬kw，占可利用開發(fā)裝機(jī)容量的15，89％。遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于**上水電開發(fā)利用較高的國家。根據(jù)國家水電規(guī)劃到2010年水電裝機(jī)容量達(dá)到1.5億kW，那時占國內(nèi)發(fā)電設(shè)備總裝機(jī)容量的比率將從現(xiàn)在的23%左右提高到加30％。今年水電裝機(jī)容量達(dá)到7000萬kW。從2000年到2010年的十年間要新增裝機(jī)容量8000萬kW，實現(xiàn)電力工業(yè)“3311”設(shè)想，即：3000萬kw特大型工程水電、3000萬kW常規(guī)水電；1000萬kW抽水蓄能電站。
   “西電東送”工程與“西氣東輸”、“南水北調(diào)”、青藏鐵路一起，是西部大開發(fā)的四項跨世紀(jì)工程。其中“西電東送”被稱為西部大開發(fā)的標(biāo)志性工程，開工*早、建設(shè)速度*快，于２０００年１１月在貴州拉開建設(shè)序幕。
   “西電東送”是指開發(fā)貴州、云南、廣西、四川、內(nèi)蒙古、山西、陜西等西部省區(qū)的電力資源，將其輸送到電力緊缺的廣東、上海、江蘇、浙江和京、津、唐地區(qū)?！拔麟姈|送”分北、中、南３條通道，北部通道是將黃河上游的水電和山西、內(nèi)蒙古的坑口火電送往京津唐地區(qū)；中部通道是將三峽和金沙江干支流水電送往華東地區(qū)；南部通道是將貴州、廣西、云南三省區(qū)交界處的南盤江、北盤江、紅水河的水電資源以及云南、貴州兩省的火電資源開發(fā)出來送往廣東。
   貴州至廣東直流輸電工程是“西電東送”中容量*大的一條輸電通道。貴廣線輸電距離約９３６千米，資金來源為國內(nèi)貸款，工程計劃２００１年底開工建設(shè)，２００４年底單極投運，２００５年６月完成雙極投運。貴州至廣州±５００千伏直流、貴州至廣東兩回５００伏交流與三峽至廣東±５００千伏直流工程同時開工建設(shè)，我國西電東送八“龍”入粵格局已初步確立。八項輸電工程跨越我國西南部廣袤山區(qū)，縱橫綿延逾千公里，氣勢如虹。“十五”期間，我國西電輸往廣東的電力將達(dá)到１１２０萬千瓦，在現(xiàn)代化道路上疾馳的廣東獲得更充足的電能，城鎮(zhèn)將變得更加璀璨迷人；同時，廣東與中西部經(jīng)濟(jì)聯(lián)系也將更加緊密。
   金沙江天然落差5100米,水能蘊藏量達(dá)到40000MW，是水電站的“富礦”。溪洛渡和向家壩水電站是金沙江干流規(guī)劃中的處于河段*后面的兩級，于四川云南省交界的金沙江上。距華東（上海）和華中（武漢）分別是1750公里和980公里，因此向華東和華中輸電和聯(lián)網(wǎng)均超過HVDC平均點(800公里)。它的建設(shè)不僅增加三峽，葛洲壩枯期保證出力，還具有防洪、灌溉、養(yǎng)活三峽水庫的泥沙淤積等一系列社會效益。
   溪洛渡，向家壩水電站是繼三峽工程之后，在電力建設(shè)中具有重大戰(zhàn)略意義的又一宏偉工程。除此之外，我國西部地區(qū)，還有一批水電站的工程，如龍灘、小灣、拉西瓦、公伯峽、景洪等水電站，裝機(jī)容量均在1000MW以上。
   金沙江一期工程溪洛渡、向家壩水電站是加大西電東送力度的重要戰(zhàn)略項目，已列入國家電力發(fā)展“十五”期間重點項目前期工作計劃。溪洛渡、向家壩水電站總裝機(jī)容量１８６０萬千瓦，多年平均發(fā)電量８７３億千瓦時。其中各送930萬千瓦將通過HVDC方式向華東、華中進(jìn)行輸送。
   １９９９年１２月１４日，中國長江三峽工程開發(fā)總公司委托國家電力公司開展金沙江一期工程輸電系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計工作。此后國家電力公司組織力量重點研究了由不同輸電方式、不同輸電電壓等級、不同的輸電規(guī)模組合的１２個基本輸電方案，分為純直流（±５００千伏或±６００千伏）、純交流（特高壓１１５０千伏）和交直流混合（至華中為交流７５０千伏或５００千伏，至華東為直流±６００千伏或±７５０千伏）三大類。
   專家提出，鑒于本工程的實際情況，金沙江一期工程的西電東送輸電方案不宜選用１１５０千伏特高壓電壓等級送電；采用７５０千伏交流送電華中，與采用５００千伏交流相比，在技術(shù)上沒有多大優(yōu)越性，經(jīng)濟(jì)上又較貴，本工程不予推薦；純直流方案經(jīng)濟(jì)性較好，兩電站輸電方案清晰，過渡方便，是一個較好方案。因此，純直流方案應(yīng)是優(yōu)選方案，建議按此方案開展下階段工作。金沙江一期工程送電川渝、云南采用５００千伏的電壓等級可較好滿足要求。輸電直接從電站開關(guān)站出線，就近接入川渝電網(wǎng)、云南電網(wǎng)。電站接線應(yīng)可避免川渝、云南電網(wǎng)在電站側(cè)交流聯(lián)網(wǎng)運行。專家們還肯定了溪洛渡及向家壩電站東送線路按南、北兩個通道考慮的思路。
    5 國內(nèi)電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)與直流聯(lián)網(wǎng)“背靠背”工程
   按照西電東送、南北互聯(lián)、國內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的方針，國內(nèi)互聯(lián)電網(wǎng)的基本格局是：國內(nèi)將以三峽輸電系統(tǒng)為主體，向東、西、南、北四個方向輻射，形成以北、中、南送電通道為主體、南北電網(wǎng)間多點互聯(lián)、縱向通道聯(lián)系較為緊密的國內(nèi)互聯(lián)電網(wǎng)格局。北、中、南三大片電網(wǎng)之間原則上采用直流背靠背或常規(guī)直流隔開，以控制交流同步電網(wǎng)的規(guī)模。
   “十五”期間國內(nèi)聯(lián)網(wǎng)是以三峽工程為契機(jī)，并以三峽電站為中心，向東、西、南、北四個方向輻射，建設(shè)東、西、南、北四個方向的聯(lián)網(wǎng)和送電線路，并在條件成熟的電網(wǎng)間實現(xiàn)周邊聯(lián)網(wǎng)。除已建成的東北與華北聯(lián)網(wǎng)工程、擬開工建設(shè)的福建與華東聯(lián)網(wǎng)工程外，其它項目的實施順序是華中與華北聯(lián)網(wǎng)工程、華中與華東聯(lián)網(wǎng)工程（三峽至華東**回直流工程）、山東與華北聯(lián)網(wǎng)工程（德州－滄州）、華中與南方聯(lián)網(wǎng)工程（三峽至廣東直流工程）、華中與川渝聯(lián)網(wǎng)工程（通過三萬線）、華中與西北聯(lián)網(wǎng)工程、川渝與西北聯(lián)網(wǎng)工程、山東與華北聯(lián)網(wǎng)工程、山東與華東聯(lián)網(wǎng)工程等。
   南北端以背靠背直流同河北電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。與此同時，還要做好山東與華東、西北與華北、海南與廣東、福建與廣東等聯(lián)網(wǎng)工程，以及金沙江一期、龍灘、小灣、瀑布溝、三板溪等大型水電站輸電規(guī)劃的前期論證工作。 
   根據(jù)我國電網(wǎng)規(guī)劃，2003年前后，隨著三峽工程的建成，將要實現(xiàn)國內(nèi)聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造條件，其跨區(qū)跨省的電網(wǎng)工程如云南天生橋向廣州送電；陜西寶雞向四川成都的送電；陽城向江蘇的送電；山西王曲向山東的送電；華北與東北的聯(lián)網(wǎng)；西北與華北的聯(lián)網(wǎng)等，這些工程均有直流聯(lián)網(wǎng)的工程。
    我國跨大區(qū)電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)由以下電網(wǎng)組成：
    · 華中、華東電網(wǎng)葛上±500V超高壓直流聯(lián)網(wǎng)。
    ·云、貴、兩廣電網(wǎng)天一廣交流500KV聯(lián)網(wǎng)，已建成天廣±500KV、1.8GW的直流。聯(lián)網(wǎng)工程，形成交直流混合聯(lián)網(wǎng)。
    ·四川電網(wǎng)規(guī)劃2000年前建設(shè)寶雞至成都的±400KV直流聯(lián)網(wǎng)工程，由寶雞至成都送電1.2GW。
    · 2005年前建設(shè)綦江至遵義的交流500KV聯(lián)網(wǎng)線路由貴州向四川送電。
    · 華中電網(wǎng)從湖南婁底到廣西柳州與云、貴兩廣電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。
    ·80年代西北電網(wǎng)為向華中送電并擬通過葛上直流轉(zhuǎn)送華東電網(wǎng)。后改成由華中電網(wǎng)的中部襄陽經(jīng)安康到西安，距離450—500公里。因考慮到西北較大容量煤電送華中電網(wǎng)和跨流域調(diào)節(jié)的功能，以超高壓直流聯(lián)網(wǎng)。
    ·華中與華北聯(lián)網(wǎng)，由山西陽城電廠以交流500KV向華東淮陰送電，形成山西電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。華中與華北是采用直流聯(lián)網(wǎng)。聯(lián)網(wǎng)地點應(yīng)根據(jù)不同情況采用不同方案。
    6 直流輸電系統(tǒng)的國產(chǎn)化
   長期以來我國多個重點直流輸電工程（如：葛洲壩工程、天生橋工程）高價大量外匯購買，對西方跨國公司形成了依賴性。為此，國家為了實現(xiàn)直流輸電系統(tǒng)的國產(chǎn)化，國務(wù)院就此做出了重大決策，通過三峽工程，投入了大量資金引進(jìn)國外**技術(shù)。徹底解決直流輸電的國產(chǎn)化問題。
   國家有關(guān)部委在考察論證國內(nèi)研制開發(fā)晶閘管的廠、所的狀況之后，國務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會辦公室于１９９８年５月下發(fā)“國三峽辦發(fā)裝字[1998]049號”文件“關(guān)于三峽─常州±500KV直流輸電工程換流站設(shè)備招標(biāo)”文件中明確提出“……大電流、高電壓可控硅是我國直流輸電、冶金、海上石油平臺等多種行業(yè)需要的電力電子工業(yè)元器件，為滿足我國需要，要通過三峽直流輸電設(shè)備的招標(biāo)，引進(jìn)晶閘管（3000A/6000-8000V）制造技術(shù)，由基礎(chǔ)較好的西安電力電子技術(shù)研究所接受轉(zhuǎn)讓技術(shù)，利用引進(jìn)技術(shù)制造的產(chǎn)品，在葛─滬線上試用……，在三峽**條直流線路中使用”
   西安電力電子技術(shù)研究所承擔(dān)了直流輸電閥中的關(guān)鍵器件大功率晶閘管的技術(shù)引進(jìn)和三廣、貴廣線中換流閥中大功率晶閘管的制造任務(wù)。具有***規(guī)模和技術(shù)水平的國家重點工程“三峽至廣東輸變電工程”和“貴州至廣東輸變電工程”的工程已經(jīng)開始實施。2001年12月在北京我所與ABB電力系統(tǒng)公司、Siemens公司直流部正式簽訂三峽—廣東和貴州—廣東±500kV直流輸電項目，合同總額為840萬美元。經(jīng)過引進(jìn)國外技術(shù)，實現(xiàn)三峽直流輸電工程和“西電東送”使用國產(chǎn)大功率晶閘管產(chǎn)品的目標(biāo)。以提高我國直流輸電工程晶閘管國產(chǎn)化水平，******，這對振興民族工業(yè)具有重大意義。
    
    參考文獻(xiàn):
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    [3] 中國水利報，《三峽工程進(jìn)入沖刺階段商機(jī)盡現(xiàn)》，2001年9月17號
    [4] 國家電力公司，《國家電力信息網(wǎng)》，2002年7月
    [5] 電力電力報社，《中國電力新聞網(wǎng)》，2002年7月
轉(zhuǎn)自工業(yè)電器網(wǎng)（www.dian168.com）