跨省区输电对受端省份经济及环保等综合影响分析

韩军锋，燕 妮，苏东奇，孔维波

(中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司，河南 郑州 450007)

0 引言

我国能源资源分布的特点和用电负荷状况决定了我国电力“西电东送”的基本格局和发展战略[1]。当前，我国中东部各省正处于经济发展转型升级的关键阶段，经济持续健康发展的内生动力强劲，电力刚性需求稳步提升。同时，在严格大气环保要求、严控煤炭消费总量和能源消费清洁化的背景下，中东部省份积极争取省外清洁电力保障省内电力供应，超前开展跨省区输电通道的科学规划和综合研究具有重要的现实效益和战略意义。

本文依据当前能源电力发展与工程技术经济指标，结合具体工程实例，分析测算跨省区输电对受端省份投资拉动、环境效益、税收及就业等多方面影响[2]，研究提出跨省区输电对受端省综合影响分析的思路及方法。

1 对全省电力的影响

大规模电力馈入受端电网，对受端电力系统具有重大影响，在促使受端形成交直流混联系统、增强耦合关系的同时，对电源支撑能力提出更高要求[3-6]。

1.1 对电网的影响

1) 换相失败。换相失败是直流输电系统最常见的特有故障之一，严重时会导致直流系统闭锁，中断功率传输。从某省电网开展的电磁暂态分析情况看，该省网内90%的同塔异名相故障会导致直流换相失败；500 kV交流系统N-1、同杆N-2故障，以及距直流电气距离较近的地区60%以上220 kV系统故障，均可能造成直流换相失败。特别是当地区电压支撑不足时，还可能发生连续换相失败，引起送端电网大规模风电的连锁反应，给跨区电网安全稳定运行带来风险。

2) 功角失稳。在交直流混合电力系统中，交流系统发生故障或直流输电系统因内部故障导致双极闭锁时，会出现大范围的功率转移，可能引起系统电压跌落、线路过载、功角失稳等问题[7]。仿真计算表明，当受端交流电网大受入时，500 kV电网联系薄弱、电压较低区域，若交流系统故障不能及时切除，可能导致直流闭锁，发生更大范围的功率转移，造成系统电压失稳，引发大区电网解列。

3) 谐波交互影响。特高压直流接入受端电网后，不仅增加了受端系统中的谐波源，交流滤波器和换流器的存在还改变了系统的网络结构，使整个系统的谐波作用更加复杂，可能会发生谐波交互影响，增加系统发生谐振或谐波放大的风险[8-9]。

1.2 对电源的影响

当发生直流双极闭锁的严重故障时，省外事故支援电力无法满足受端负荷需求，需要受端区域内支撑电源增发出力。如果受端区域支撑能力不足，在这种极端情况下，受端区域电网电压将大幅度降低，可能造成省网电压失稳，进而导致区域电网解列，威胁大电网安全稳定运行。为了避免特高压直流事故和直流突然降功率运行情况下的电力支援能力匮乏，需要在直流落点临近地区布局一定容量的支撑电源，可保证事故方式下的电力供应，提高电网的可靠性。

2 对经济发展的影响

作为二次能源，大规模电力转移对送受端经济发展带来深远影响：对于送端，外送电力带动当地电网和电源建设，对加强基础设施建设、带动电力产业发展、增加就业机会均有推动作用；对于受端，外引电力在保证电力供应、支撑经济发展的同时，也对受端省份经济发展产生了一定的影响[10]。以下将从引入外电对受端省的电价、投资、税收和就业等方面进行具体分析。

2.1 电价

电价不仅是电力企业的生命线，也关系国民经济和人民生活，其与国民经济其他产业成本直接相关。外引电力落地电价的高低对受端省经济的发展有明显影响，落地电价过高会推高受端省份电价水平，不利于受电省实体经济用电成本的降低。

2.2 投资

投资对经济增长的直接拉动作用。对受端省份而言，外引电力需要新建换流站、输电线路和配套变电站，此类项目在受端省内建设，在项目的投资和建设过程中，除去依靠省外购入的材料和设备，还需要不断运用货币资金购买省内的生产资料如钢铁、水泥、电力等，从而催生对投资品和消费品的大量需求，拉动受端省国民生产总值增长；相反，如果外购电力容量以等容量省内自建发电厂替代，那么受端省自建电厂也能拉动本省社会资本总投资，扩大地区总产出。并且考虑自建电厂项目投资规模更大且均发生在本省内，对本省建筑材料以及运输、餐饮服务等第三产业发展的带动更加明显、作用更大。

2.3 税收

按照现行税务政策，电力外引在受端省份的配套输变电工程在项目建设期，其建筑行为在发生地进行纳税，建设完成之后的运营期，对电力受端省的税收贡献几乎为零。但每年输送电量将挤占受端省煤电机组发电利用小时数，影响煤电企业的售电收入，导致受端煤电企业相应的纳税额度减少。

2.4 就业

外引电力配套的部分变电站、线路和换流站要在受端省份建设，项目建设过程中将通过工作人员的集聚拉动消费，增加就业，促进经济发展，但考虑电气自动化程度较高，新建换流站和变电站可提供的就业岗位较少，对周边第三产业发展的带动作用有限。相比之下，如果外引电力全部由省内自建燃煤电厂替代提供，由于电厂建设周期长，施工建设过程中将带动周边交通、餐饮和住宿等第三产业发展。电厂建成后，保证长期稳定运行所需的运行维护人员较多，其对本省人员就业和产业发展的拉动作用更加明显。

3 对环境保护的影响

外引电力可减少受电省份的工业固体废弃物、废水和废气的排放，减少对大气环境的污染，缓解生态压力。若考虑自建煤电机组电量替代，则燃煤发电带来的污染物排放将挤占大气环境容量，加剧本省环境治理难度。按照国家超低排放要求，燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本符合燃气机组排放限值，即在基准含氧量6%条件下，烟尘、SO2、NOx排放浓度分别不高于10 mg/Nm3、35 mg/Nm3、50 mg/Nm3。以热值为5 000 kcal/kg的原煤为基准，度电标煤耗按310 g (与之对应，度电原煤耗434 g)，据此测算，燃烧1 kg原煤产生烟气约7.6 Nm3。标煤耗分别按310 g/(kW·h)和300 g/(kW·h)的度电大气污染物排放见表1。

4 综合效益分析

以“西电东送”某±800 kV特高压直流线路为例，线路长度约1 600 km，设计最大输电能力8 000 MW，规划每年输送电量500亿kW·h，受端配套建设部分特高压交流工程。

4.1 受端电网投资

外引电力配套新建换流站、线路和变电站，将直接拉动受端省份电网投资。参考我国已建特高压工程相关数据和电网工程限额设计标准[11]，新建工程造价见表2。考虑省内特高压直流线路、配套部分交流输变电工程，初步测算可拉动受端省份电网投资150亿元。

表2 特高压工程造价

4.2 自建电源投资

若考虑外引电力8 000 MW，以受端省内自建大型清洁煤电项目8 000 MW等量替代，结合火电厂限额设计造价标准见表3，初步测算，省内自建煤电项目静态投资均值为3 100元/kW，建设8 000 MW煤电项目带动受端省份投资248亿元。

表3 煤电机组参考造价标准 单位： 元/kW

4.3 环境效益

考虑外引电力等容量、等电量替代受端省燃煤发电空间，可减少了受端省大气污染排放，生态效益明显[12-13]。度电标煤耗按300 g计算，一条特高压直流输电500亿kW·h/a，每年可减少受电省煤炭消费2 014万t，减少大气主要污染物排放1.55万t，其中烟尘、SO2、NOx分别为 860 t、6 040 t、8 600 t。

4.4 税收及就业

外引电力配套输变电工程只有在施工建设期、在建造发生地纳税，建设完成的运营期间对电力受端省份的税收贡献很少。与此相对，受端省内2×1 000 MW机组，年利用小时数5 000 h，上网电价按0.38元/(kW·h)，年售电收入38亿元，产生税金及附加约2.2亿元，则一条年输送电量500亿kW·h的特高压直流线路，等量挤占受端省内煤电机组发电量，相应减少受端省份税收约11亿元。参考当前火电厂劳动定员标准和国内先进电厂管理模式经验，建设2×600 MW煤电机组可创造运行经营、维护检修、三次产业等就业岗位约500人，外引一条8 000 MW特高压直流将相应减少受端省份煤电就业岗位约3 600个。

5 结论

本文通过对跨省区输电对受端省份经济、环保等综合影响进行研究分析，以受端省份外引一条输电能力8 000 MW的±800 kV特高压直流为例，测算比较了外引电力对受端省的电网电源建设投资、税收及就业、环境效益等多方面影响。本文的研究成果可为我国中东部省份制定中长期能源发展战略、编制电力发展规划及跨省区输电规划提供一种研究思路及综合分析方法，产生一定的指导作用。

1)拉动投资，跨省区外引一条特高压直流电力拉动受端电网投资远低于受端省内等量自建大型清洁电源项目投资。

2)环保效益，受端省每引入省外电力100亿kW·h，可降低煤炭消费约400万t，减少大气污染排放约3 100 t。

3)税收及就业，外引电力降低受端省份煤电机组利用小时数，减少煤电行业利税约11亿元，相应压减受端省份煤电企业就业岗位约3 600个。