新能源背景下加快发展特高压电网论述

（理县星河电力有限责任公司，四川 阿坝州 623100）

水电、风电、光伏资源主要分布在西南、西北、东北等地，远离城市用电负荷中心地。以此为基础构建完善的特高压电网，对于提升电能输送效率有着积极的意义。

1 新能源相关问题论述

1.1 新能源的分布

我国地域辽阔，但是新能源分布却呈现不均匀的分布状态，结合以往调研资料，水能发电主要集中在我国的西南地区，其占比超过80%；风能发电与光伏发电主要集中在我国的西北地区，其占比超过70%。但是我国能源紧缺的区域主要在中东、沿海地区，能源需求区域与能源供给区域之间的距离超过1 000 km。以阿坝州为例，阿坝州水电可开发量约1 400 万kW，已开发运行装机容量580 万kW，在建装机容量超过400 万kW，规划拟建项目超过300 万kW；规划待建光伏、风能电能约2 000 万kW，清洁能源开发空间巨大。

1.2 新能源的消纳

在新能源应用过程中，消纳问题属于常见的应用问题之一，导致该问题产生的主要原因在于新能源的分散性和远离负荷中心。以阿坝州为例，位于川西北生态保护区，电网建设通道甚少，但是现阶段建设的项目或者已有的输电网所传输的电压以110、220、500 kV为主，目前区域还没有特高压电网。因为清洁能源是本区域经济发展支柱，全部开发建成后，超过2 000 万kW清洁能源将借助“西南电网升级”“西电东送”等方式输送到其他区域消纳。

1.3 新能源的输出

相比于传统能源发电，新能源发电所遇到的最大问题便是电力输出的相关问题。通常情况下，超高压电网是指输电电压不超过800 kV的输电线路，特高压电网是指输电电压不小于1 000 kV的输电线路。结合现已建成的特高压线路网来看，特高压交流电线路的输电能力不会小于5.0×106kW，若为直流电输送，线路的输电能力将超过7.0×106kW；从资源优化配置的角度来看，特高压电路的输出潜力非常巨大，可以有效改善区域资源分布不均和促进电力大规模消纳的情况。

2 发展特高压电网的常见问题

2.1 电网潮流控制风险

从目前我国的发展形势来看，特高压电网在建设过程中，受到基础条件、电网潮流控制风险类问题。导致此类问题发生的主要原因在于，各个区域之间的经济发展用电水平与清洁能源丰枯、峰谷发电上网特性曲线不均，而且其自身的调节能力也存在着较大差异，若对其进行统一调控，非常容易出现电网电流交互过程失控的局面。另外，在电网实际运行的过程中，如果某一类大电源突然接入电网当中，也会导致区域电网的运行负荷出现不规律波动，从而导致短时间电网整体失衡的情况。

2.2 电网失稳风险

与电网潮流控制风险类似，电网失稳风险也属于常见的运行风险之一。此类问题发生的主要原因在于特高压电网在运行过程中，受到其他因素影响，导致系统非正常运行，使得结构本身的运行负荷过高，超过线路的承受能力，从而导致线路运行功率失衡，引起电网失稳的情况。在具体分类过程中，特高压电网失稳故障可以分为内部故障与外部故障，内部故障出现的主要原因是线路在长期施工过程中，由于恶劣天气导致线路老化速度加快，从而引发结构出现电网失稳的风险。外部故障是由于特高压电网在输电过程中，单次输送电量过大，造成装置本身荷载过高，从而引起电网失稳的情况[1]。

2.3 装置稳定性风险

除了上述运行风险问题之外，特高压电网在运行过程中，有时还会引起装置稳定性风险。相比于超高压或高压电网，特高压系统的电网构造更加复杂，不仅具备较高的电压等级，而且在输电过程中，需要安装的稳定装置数量繁多，若某一环节的运行设备出现失稳的情况，那么该问题也会直接导致整个串联系统发生稳定，从而降低电网运行过程的稳定性。另外，在特高压线路系统运行过程中，继电器保护设备在运行过程中出现相关问题之后，如继电器设备保护失效或出现了拒动的情况，那么该情况也会直接引起连锁反应，使目前发生的故障规模进一步扩大，造成系统运行失稳[2]。

3 新能源背景下发展特高压电网的策略

3.1 强化装置的保护性能

通过强化装置的保护性能，可以提升特高压电网运行过程的安全性，提高线路的输电效率。考虑到特高压电网本身的复杂性，因此在实际应用过程中，技术人员应合理优化装置配置，提升装置运行的稳定性，如果在系统运行过程中，出现故障，系统会自动启动保护装置，将发电机组线路进行部分切断或者全部切断，从而确保电网的运行安全，减少失稳情况导致的异常波动。另外，在特高电压电网运行过程中，技术人员需要提前做好相应的维护工作，同时还需要做好相应的维护记录，定期对维护记录进行整理，以提高线路运行的稳定性。

3.2 优化电网的运行方式

通过优化电网的运行方式，能够提升电网运行的可靠性，降低运行安全问题的发生概率。在规划和设计网架时，在依照系统的安全和稳定规范执行同时，适度规划建设水库调节电站，打捆水电、光伏、风电集中送出，实现各类并网电源的有效互补。优化电网系统的运行方式，规避风险，做好系统设备的主保护以及后备保护。在主保护中，采用差动的形式，短路失灵保护以及相间保护。后备保护的内容包括零序电流、短路器失效以相间距离等几种方式。

3.3 提高变压器的保护功能

通过提高变压器的保护功能，可以提高变压器的应用效果，提升输电过程的稳定性。在电力系统中，变压设备的保护功能有瓦斯保护以及差动保护两类，差动保护可以对结构的内部发挥保护作用，避免出现短路故障，瓦斯防护的内容是对内部的故障进行保护，使气流和油流相结合，实现保护，是一类气体形式的保护。系统中设置了零序形式、差动形式、瓦斯以及负荷保护，多重保护可以使继电保护处于一个极高的水平，实现了继电保护装置的安全保护，避免失效。

4 结语

综上所述，通过强化装置的保护性能，可以提升特高压电网运行过程的安全性；打捆水电、光伏、风电集中送出，优化电网的运行方式，能够提升电网运行的可靠性；提高变压器的保护功能，可以提高变压器的应用效果。在推进能源转型和清洁能源发展建设的背景下，基于特高电压网运行问题提出相应的优化措施，对推进特高压电网建设和提高运行效果，促进行业经济发展和改善东西部能源分布不均有着积极的意义。