湖南与贵州电网联网可行性探讨

时间：2015-12-20 22:16:15 所属分类：智能科学技术 浏览量:

湖南(华中)与贵州(南方)电网联网可行性探讨林廷卫，周俐（中南电力设计院，湖北省 武汉市 430071） 摘 要：贵州省煤炭资源储量丰富，具有向周边地区送电的潜力；而华中电网所辖四省区水能资源较丰富，系统以水电为主。从中长期分析，华中电网是一个能源输入

湖南(华中)与贵州(南方)电网联网可行性探讨林廷卫，周俐（中南电力设计院，湖北省 武汉市 430071） 摘 要：贵州省煤炭资源储量丰富，具有向周边地区送电的潜力；而华中电网所辖四省区水能资源较丰富，系统以水电为主。从中长期分析，华中电网是一个能源输入地区。湖南与贵州相邻，随着500kV电网的发展延伸，为两网互联提供了可能。根据贵州省与华中四省区能源资源储量及构成和两端电网的发展规划，对贵州与湖南（华中）电网联网的必要性、联网时机及联网方案等进行了探讨。
关键词：能源资源；电力系统；联网方案1 前言
电力系统的发展使得大区间电网逐步互联，电网规模进一步扩大，为在更大范围内实现能源资源优化配置创造了条件。“西电东送、南北互供、全国联网”是我国电网今后发展的基本方针[1]。目前东北电网与华北电网、川渝电网与华中电网、福建电网与华东电网率先实现了联网，取得了较好的联网效益。在建的有华中电网与华北电网联网、华东电网与山东联网等联网工程。随着三峡电站的建成投运，华中电网与南方电网将实现直流联网[2]。到2010年，华中电网水电基本开发完，2015年后可能补充的电源有限，必须依靠区外提供电力。根据规划，金沙江一期将在2015年前后送电华中，华中电网在接受区外水电的同时，引进一定容量的火电有利于电网的运行。贵州与华中（湖南）为邻，如能在湖南与贵州间实现联网向华中送电，对解决华中电网的供电、改善电源结构具有十分重要的意义。

2 华中与贵州能源资源概况
2.1 华中能源资源及开发利用情况
华中地区发电资源以水力、煤炭为主，其分布特点是南水北煤，即94%以上的水电资源在南三省，82%的煤炭资源在河南省。
2.1.1 水能资源
华中地区水能理论蕴藏量约45150MW，占全国的6.7%。可开发水利资源51970MW，2285×108kWh，分别占全国可开发水利资源的13.7%和11.9%，主要分布在湖北长江中游、汉江中下游、清江、堵河，湖南的湘、资、沅、澧水的干支流，江西的赣江及河南黄河中游。截至2000年底止，四省水电装机达16300MW，装机开发利用程度为31.4%，见表1。
“十五”及2010年前后，华中地区将建成小浪底、水布垭、三板溪和三峡等大型、特大型水电站及一批中、小型水电站，水电装机将达到40000MW，占可开发资源的75%以上，经济上可开发容量基本开发完。2.1.2 煤炭资源
华中四省已探明煤炭保有储量280×108 t，约为全国煤炭保有储量的2.8%。人均煤炭保有储量109t（1996年），约为全国人均煤炭保有储量的13.3%，见表2。 2.2 贵州省能源资源及开发利用情况
贵州能源资源具有得天独厚的优势，主要表现在：第一，储量丰富，开发潜力大；第二，资源配置良好，分布合理；第三，地理位置优越，外送条件好；第四，技经指标优越，综合经济效益显著；第五，前期工作基础好。
贵州省煤炭资源极其丰富，截至2000年底止保有储量达530×108 t，远景储量2410×108 t，其中动力煤约占总储量的70％。该省煤炭资源储量仅次于山西、内蒙、陕西和新疆，居全国第五位，居江南地区各省首位，素有“江南煤海”之称，是我国南方的主要煤炭能源基地。年原煤产量最高曾达到过6600×104~7000×104 t，仅为保有储量的0.13%，全省煤炭开发利用程度很低，尚有90%以上的资源待开发利用。
贵州省是我国水电资源丰富的省份之一。全省水电理论蕴藏量达18745MW（其中长江水系11075MW，珠江水系7670MW），其中可开发容量16360MW，年发电量768.7×108kWh。截至2000年底止全省已开发利用约2500MW，尚有85％水电资源待开发利用。
3 电网发展规划
3.1 华中电网发展规划
3.1.1 电源建设规划
近几年来，华中电网负荷水平有很大提高，用电负荷年增长率都在10%以上。2002年华中电网的最大用电负荷达30780MW，比2001年增长14.7%。根据电力市场预测分析，2015年华中电网需电量将达到3913×108 kWh，其中统调电量3225 ×108 kWh，统调最大负荷62620MW。
为适应负荷增长需要，2015年华中电网电源规划装机容量将达到64803MW。其中湖南电网第十个五年计划期间投产的电源主要有株州技改（2×300MW）、耒阳二期（2×300MW）、凤滩扩机（2×200MW）；第十一个五年计划期间计划投产的电源主要有金竹山四期（2×600MW）、三板溪（4×250MW）；第十二个五年计划期间规划投产的电源主要有华能岳阳二期（2×600MW）、湘潭二期（2×600MW）、益阳二期（2×600MW）等。当前以至今后，华中电网仍以水电为主，其中湖南、湖北水电比例大的现状也将继续维持。三峡电站的建成及金沙江电力的送入将进一步加大系统中水电的比重。因此，必要的火电电源有利于系统的经济运行。


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3.1.2 电网发展规划
华中电网覆盖河南、湖北、湖南和江西四省，是20世纪80年代逐渐发展起来的大型跨省电网。华中电网四省以湖北为核心，各有一回500kV线路与其它三省连接, 另有一回500kV直流线路与华东电网相连。随着华中电网用电负荷的增长及大型电源建设，华中电网500kV网架将逐步加强。
2010年华中电网的最高电压等级仍为500kV，届时500kV电网将覆盖华中大部分地区。2010年三峡电站全部机组建成发电，为了将巨大的三峡电力安全地送出和合理地分配，华中电网将建成北起安阳经新乡、郑州、南阳、襄樊、荆州、益阳至娄底的南北双回大通道和长600多公里从荆门–孝感–汉阳–凤凰山–咸宁–潜江–荆州–荆门的中部大框架。另外，省间联络线也得以加强。鄂豫间增加孝感–驻马店–信阳一回线，省间500kV联络线增加至3回；鄂湘增加一回线，使省间500kV联络线增加至3回；鄂赣间维持2回联络线。
“十一五”期间，湖南主网架结合三峡送电及三板溪水电站、金竹山电厂四期建设，将新增怀化、衡阳、湘潭、长沙西、岳阳500kV变电所落点，建设怀化¾娄底、湘潭¾衡阳、长沙¾岳阳等500kV线路，拉通湖南省东西向的第三条500kV输电通道。届时，湖南省500kV主网架将形成五强溪¾岗市¾益阳¾长沙西¾湘潭¾娄底¾五强溪不完全双环网和长沙¾云田¾湘潭¾长沙西¾益阳受端系统不完全双环网。
论文湖南(华中)与贵州(南方)电网联网可行性探讨

3.2 贵州电网发展规划
贵州省能源及负荷分布决定了电网潮流自西向东，自北向南。因此贵州电网建设的目标是要建成一个连接全省主要负荷中心、既能满足本省负荷需求又能汇集电力向外区输送的开放型电网，逐步建成连接安顺、贵阳、黔东及遵义地区的500kV环网。
近期贵州电网将形成连接贵阳、鸭溪（黔北）、福泉（黔东）地区的东部500kV三角形环网。到2010年，贵州电网将建成鸭溪¾福泉¾青岩¾安顺¾贵阳¾贵阳北¾鸭溪、贵阳¾福泉的“日”字型主干网架，向东辐射建成福泉至铜仁（玉屏）的双回线路以及向广东送电的贵广直流、贵州青岩¾广西河池的交直流送电通道。
4 湖南（华中）与贵州（南方）联网的必要性及合理性
从华中与南方电网发电能源资源储量及分布、电源构成、负荷特性分析，联网运行可实现水火互补、替代火电装机等诸多效益。在贵州送电广东的基础上，进一步实现湖南（华中）与贵州（南方）联网的必要性及合理性主要表现在以下方面：
（1）满足华中（湖南）电网中长期用电的需要
从华中电网一次能源储量及分布分析，从长远看，华中电网也是一个一次能源匮乏的地区。区内发电用煤，除河南有一定的地方煤外，大部分为区外调入，其中以北方煤为主，湖南也用部分贵州煤。随着三峡等水电站的建成，2010年后华中电网水电基本开发完，因此，华中电网中长期的能源供应将以区外调入为主。除了加大北方煤的调入外，还需积极开拓周边电力供应渠道。贵州与华中（湖南）为邻，有丰富的煤炭资源，在西电东送广东的基础上，还有能力送电华中。随着两端500kV电网的发展，为贵州电网向华中（湖南）电网送电创造了条件。
（2）有利于湖南与贵州电网水火调剂运行
从电力平衡分析可知，虽然华中电网2010年前后电力能自我平衡，但湖南电网水电比重大，特别是地方小水电运行可靠性差，存在季节性电力不足。湖南电网除了在华中电网内部实现电源资源优化配置，调剂余缺外，也可以与贵州电网实现互补。湖南电网水电比重大，而贵州以火电为主，两者间具有很好的互补性，且距离较近，地理上也具有较好的相互调剂优势。
（3）大电网间互为备用，提高运行可靠性
西电送广东总量大，根据规划，2005、2010、2015年将分别达到7280MW、14580MW、22680MW，分别占广东最大负荷35670MW、50360MW、67450MW的20.4%、28.95%、33.6%，若计及三峡送广东3000MW，2005、2010、2015年将分别达到10280MW、17580MW、25680MW，分别占广东最大负荷的28.8%、34.9%、38.1%。另外西电及区外电力送电广东距离远，多在1000km左右，且每一送电通道容量大，直流多为3000MW，这都对送、受端电网提出了很高的要求。较强的送、受端是西电东送的可靠保证。湖南与贵州电网就近实现联网则加强了送端贵州电网，起到了较强的支撑作用，不仅提高了两大电网运行的可靠性，也有利于西电东送效益的发挥。


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（4）为贵州电力经湖南（华中）送电广东开辟另一输电通道
贵州省是我国能源资源丰富的省份之一。为了适应西电东送的要求，贵州将加大水、火电源的开发力度，到2015年贵州西电东送装机容量将达到10000MW，其中火电7000MW，水电3000MW，届时贵州总装机容量将达到27370MW，其中火电18590MW、水电8780MW。上述西电东送电力将通过交、直流方式送往广东。目前一个交流通道和一个直流输电通道正在建设中。今后还将建设一交一直或两直的输电通道以满足外送要求。按照西电东送规划，到2015年西电东送总容量将达到26720MW，如此大容量的电力外送必须有相应的输电通道保证。南方电网所辖区域受自然条件限制，输电走廊紧张，而通过贵州与湖南（华中）联网、湖南（华中）与广东联网可以利用贵州、湖南输电通道的裕度和局部加强网络开辟另一输电通道，缓解南方电网西电东送的压力。从贵州500kV电网发展看，2005年500kV电网将由中部向东部延伸至铜仁，湖南500kV电网2010年也将向西延伸至怀化，铜仁与怀化相距约100km，并且目前湖南与贵州间已有一条由贵州凯里电厂通过玉屏¾阳塘向湖南送电的220kV线路。通过铜仁与怀化实现500kV联网代价较小，而且由铜仁至韶关距离约700km，送电距离适中。

5 湖南（华中）与贵州（南方）联网方案及投资估算
5.1 贵州电网电源开发潜力分析
贵州电网电源开发主要是燃煤火电。根据西电东送规划容量需要及本省负荷增长的需要，2001–2005年贵州新投产火电机组5496MW，2006–2010年新投产火电机组6670MW，2011–2015年新投产火电机组3000MW，2016–2020年新投产火电机组3000MW。2011–2020年平均每年投产600MW，还有较大的电源开发空间，主要取决于外区用电的需要。
5.2 三板溪电厂接入系统方案
三板溪水电站位于沅水干流上游河段的清水江中下游，在贵州省黔东南锦屏县境内，距湖南省怀化市直线距离140km，装机4×250MW，多年平均发电量24.3×108 kWh。电规总院[2001]33号文《关于印发三板溪水电站接入系统（输电方案论证）审查意见的通知》明确三板溪水电站接入系统为：电站建成后全部送电湖南，采用500kV电压等级接入湖南电力系统，以单回500kV线路至新建怀化500kV变，怀化500kV变出两回500kV线路经邵阳至民丰500kV变，并同时建设民丰至湘潭第二回500kV线路。
5.3 联网方案及投资估算
目前湖南与贵州间已有一条由贵州凯里电厂通过玉屏¾阳塘向湖南送电的220kV线路。根据贵州500kV电网规划，2005年贵州500kV电网进一步向东部延伸至铜仁，2010年形成由贵阳经福泉、施秉至铜仁的双回500kV线路。湖南500kV电网也将进一步向南发展至衡阳，随着三板溪水电站的建设，湖南500kV电网则向西发展至怀化。初期可在铜仁与怀化间架设一条500kV线路，长度约100km，见图1。随着贵州电网向湖南（华中）电网送电容量的增加，建设铜仁至怀化的第二回500kV线路。联网工程初期和远期投资分别为19260万元、38520万元。6 初步结论及建议
（1）贵州电网具有丰富的电煤资源，在向广东电网送电及满足本地负荷需要的基础上还具有向周边地区输送电力的能力。2010年后可根据区外电力需求情况，确定电源的开发力度。
（2）华中电网在消纳三峡电力的基础上，电源的建设空间有限。但从中长期分析，华中电网自给能力不足，必须依靠区外电力作为补充。
2010 –2015年间需新增火电电源约11700MW。
（3）贵州和华中500kV电网的发展，为两网互联创造了条件。根据华中电网的供需平衡情况，可在“十一五”期间实现联网，“十二五”期间加强联网，向华中电网送电1200MW左右。
（4）贵州和湖南（华中）联网，除了可取得互为备用、送受电效益外，也为贵州经（湖南）华中向广东送电开辟了另一输电通道，提高南方电网西电东送的可靠性。参考文献[1] 张贵行（Zhang Guixing，）．总结经验，开拓进取，努力实现全国联网的宏伟目标（Keep on summarizing experience and making progress to accomplish the magnificient purpose of nation-wide power system interconnection）[J]．电网技术（Power System Technology），2001，25(11)：1-5．


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