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十六届五中全会把建设资源节约型和环境友好型社会确定为国民经济与社会发展中长期规划的一项战略任务,这一重大决策符合中国国情,顺应时代要求,对于全面落实科学发展观,不断提高资源环境保障能力,实现国民经济健康、快速发展具有重要意义。建立资源节约和环境友好型社会,就是以提高资源利用效率、降低污染排放和生态损耗强度为核心,以节能节水节材节地、资源综合利用和有效保护、改善环境为内容,以最少的资源消耗和环境代价获得最大的经济利益和社会效益。
+ g, h. _3 W, e: e. X 电力是一种清洁能源。在电力建设和发展过程中,既涉及资源在较大范围优化配置和有效利用,又涉及节约土地资源、节约投资、节省运行费用和减少煤电对环境污染的影响等直接与资源节约和环境友好方面的问题。世界各国实践表明,随着用电需求的快速增长,不断发展更高电压等级的输电技术,对实现远距离、大容量输电,优化资源配置,降低对环境影响具有重要意义。根据我国能源资源赋存和电力负荷分布极不均衡的状况,西电东送,南北互供,全国联网势在必行。在我国500千伏为主体的骨干网架上,采用特高压输电有利于实现电力资源在较大范围优化配置,有利于节省线路走廊和节约土地资源,有利于节省电网建设投资和运行费用,有利于减少煤电对环境污染的影响。因此,采用特高压输电是在电网建设中落实建立资源节约和环境友好型社会的重要举措。# q# t7 [7 J" M7 Z, C5 [
1 F& w1 \" K, x 节约土地资源8 j4 Q0 E6 u/ u' P8 U3 Q ~8 x/ i
我国土地资源十分紧张,人均耕地面积不足1.3亩,仅为世界平均水平的30%,特别是工业发达的沿海地区,人均占有量只有0.3亩。随着人口的增长、工业和住房占地的增加,耕地减少趋势还在增加。因此,在电网建设中,应该把土地的有效使用作为重要因素,尽可能地节约土地资源。8 i$ o+ Z+ |& i
我们知道,输电线路输送自然功率P与电压U的平方成正比,与线路的波阻抗Z成反比。对于1000千伏输电线路,其运行电压是500千伏线路的两倍,而且线路阻抗也比后者有所降低。因此,用自然输送功率作为比较,采用1000千伏电压输电,一回1000千伏的输电线路相当五回500千伏线路。
1 O9 B3 ]/ a0 Z. y# k; X 输电线路走廊是指线路路径的通道,线路走廊宽度一般由地面电场强度满足有关要求来确定。按照我国环保标准规定邻近民房的地面电场强度不大于4千伏/米的要求,500千伏线路走廊宽度为40~48米,1000千伏线路走廊宽度为81~97米。由此可见,一回1000千伏电压输电线路的走廊宽度约为五回500千伏线路走廊宽度的40%,也就是说输送同样的功率(如500万千瓦),采用1000千伏线路输电与采用500千伏的线路相比,可节省60%的土地资源。因此特高压输电节省了走廊的土地占用、减少了土地的征用、减少了植被破坏和水土流失,是一项体现环保和节约资源的工程。
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节约投资和节省运行费用6 q7 F/ q. U S) ?: P/ R
从世界各国电网发展的经验看,高一级电压输电比低一级电压输电表现出明显的经济性。研究表明,一条1000千伏线路输送容量相当于5条500千伏线路的容量,其钢材用量和铝材用量分别降低1/3和1/2左右,包括变电站在内的电网造价要降低10~15%左右。国内在对金沙江水电向华东送电进行初步技术经济比较中,认为输送容量在1000~1500万千瓦,输送距离2000公里以上,用500千伏等级从技术上是不合适的。从经济上分析,若输送容量1000万千瓦,采用500千伏电压约需10回线路,每回中间需约7个开关站,投资估计370亿元。采用1000千伏特高压输电仅需2回、中间4个开关站,投资估计240亿元,因此,用特高压输电比用500千伏输电可节省投资130亿元左右。
; n0 X( q* t- U' [- R V 另外,输电线路电阻损耗Pl与线路电压U的平方成反比,与输送容量S的平方和线路电阻R之乘积成正比,即Pl=S2R/U2。可见,在导线总截面(反映为线路电阻)和输送容量相同的情况下,1000千伏线路的电阻损耗约是500千伏线路的1/4。因此,采用特高压输电可以显著减少线路损耗,从而降低电网运行的成本。
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改善电网结构,优化能源资源配置( k- r2 C( T" x) o; `8 H. c
采用1000千伏电压等级实现长距离送电,可以减少在负荷中心地区装设机组的需求,从而降低电网短路电流幅值。以长距离输入1000万千瓦电力为例,相当于减少本地装机17台60万千瓦机组,每台60万千瓦机组对其附近区域500千伏系统的短路电流约增加1.8千安,如果这些机组均装设在负荷中心地区,对当地电网的短路电流水平有较大的影响。通过特高压电网,实现分层分区布局,可以优化包括超高压在内的系统结构,从根本上解决短路电流超标问题。 M$ ]0 _# {, x* K) |" k
另外,通过交流特高压同步联网,可以大幅度缩短电网间的电气距离,提高稳定水平,发挥大同步电网的各项综合效益,包括错峰、调峰、水火互济、互为备用和减少弃水电量等,增强网络功率交换能力,减少负荷中心地区的发电装机容量,实现全国范围内的能源资源优化配置。5 O# g$ r: e( @$ d o
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减少煤电对环境污染影响& d/ g4 L: E& f( q
随着工业的发展,人们赖以生存的环境受到污染日趋严重。我国为了解决火电厂对环境的污染问题,花了很大的财力、物力对现有火电厂进行除尘、脱硫、清除灰渣排向江河湖泊等的改造,对新建电厂采用清洁燃煤技术,这些措施虽然减轻了对环境的污染。但是,由于在人口密集区的环境容量已趋于饱和,加上运煤中产生的污染,这都会使人口稠密地区的环境不堪重负。+ f5 A$ ]& |: S( Y0 s* w
用特高压输电,直接把清洁的电力输送到华东、华北、广东等人口稠密的负荷中心,可以减少人口密集区的污染源,降低人口密集区的环境容量饱和的压力,另外也可以减少因铁路和公路运输远距离发电用煤所排放的废气对大气环境的污染。
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促进科技进步确保环境因子满足环保标准
' A5 A' V' _+ z) f+ d( \ 与500千伏线路情况相比,1000千伏特高压输电线路由于电压高、输送容量大等特点,其电磁环境指标限制问题会相对突出,尤其是电晕产生的可听噪声,必须通过科技创新加以控制。
$ {( e) |( s7 ~( m" M 目前500千伏及以下电网的设计和建设,已研究和采用了一系列的环保技术措施,如采用大截面导线、增加铁塔高度、同塔双回采用逆相序排列、采用紧凑型线路、新型耐热和扩径导线、杆塔基础采用全方位高低腿设计、线路路径选择采用海拉瓦技术等等。同样,1000千伏输电也可采用这些技术,以降低输电线路对环境的影响。
5 e! M0 x2 r+ v+ T/ k7 w" X. l 对1000千伏输电电磁环境影响的研究表明,通过合理的设计和采取行之有效的技术措施,1000千伏输电的电磁环境水平与500千伏线路相当,即工频电场在输电线路下方、跨越公路和邻近民房处的水平与500千伏线路完全相同,工频磁场远低于现行环保标准要求,无线电干扰为55~58分贝,可听噪声满足相应的国家标准要求。+ S1 J4 {& H/ M* D0 m
综上所述,建设特高压电网,可以实现大范围的资源优化配置,有效地节约土地资源,节省建设投资和运行费用,减少煤电对环境污染的影响。通过科技创新,可以有效地降低电磁环境的影响,有利于国家环保总体战略的体现,有利于保护环境,特高压输电是一项环境友好型的输电技术。
I; j/ r; m- ~ (作者陈维江系国网武汉高压研究院院长) |
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