电网电压等级序列解析

输电技术的发展，基本目的是提高输送容量和减少线路损耗。提高输电电压是提高输送容量的有效方法，同时也是降低线损的有效方法。因此，输电技术的全部发展史几乎就是不断地提高输电电压等级，从而使输送功率不断加大、输送距离不断加长的过程。对于输电电压等级的划分，有多种不同的规定方法。对于交流输电来说，结合实际科研和应用，目前通常这样来划分电压等级：10kV、20kV和35kV的电压等级称为配电电压或中压（其中还包括66kV电压等级，但其仅在少数国家和地区应用）；110～220kV的电压等级称为高压；220kV以上、1000kV以下称为超高压，主要包括330kV、500kV和750kV；而1000kV及以上的称为特高压。对于直流输电则情况有所不同，按美国国家标准，±100kV以上的称为高压，±500kV和±600kV称为超高压，而超过±600kV的则称为特高压；苏联研究认为±750kV及以上电压等级称为特高压；我国一般认为±800kV及以上电压等级称为特高压。

表1-1为交流输电电压等级的发展概况，表1-2为直流输电电压等级的发展概况。

表1-1　交流输电电压等级的发展

表1-2　直流输电及其电压等级的发展

新的输电电压等级的出现取决于诸多因素，首先是长距离、大容量输送方式的需求，其次是输电技术水平、经济效益和环境影响等方面的考虑。发展一个新的电压等级需要完成选择电压值、确定绝缘水平、研制设备和建设试验线路等多项工作，使其能与原有电压等级相配合，并适应未来20年或更长时间内电力发展的需求。由于各个国家经济条件、资源分布和地理条件不同，故所采用的电压等级序列也不同，这样就形成了不同的交、直流输电电压等级序列。(www.xing528.com)

世界上主要国家所采用的不同交流输电电压等级序列如表1-3所示。

表1-3　世界主要国家交流输电电压等级序列

自1954年瑞典哥特兰岛直流输电工程投运以来，世界各国共建成投运上百个直流工程。目前，直流输电工程的额定电压还没有像交流输电一样形成标准的电压等级序列，每一个特定直流输电工程的额定电压是根据实际情况确定的，这就导致设备设计、生产、选型无法通用化、规模化，增加了工程造价，降低了设备的可维护性，给生产运行带来困难。直流输电工程有架空线路、电缆线路和背靠背工程等多种类型，在可控硅产品工业化应用以前的汞弧阀换流期间，直流输电工程的额定电压还受汞弧阀可耐受电压等因素的限制，出现可控硅换流器后，普遍采用元件串联式结构，理论上选用任何额定电压都是可以容许的，并不会增加换流器本身的设计、制造难度，从而导致了目前直流输电工程额定电压繁多的状况。目前，国内外已运行的直流输电工程的直流额定电压（kV）有：±17，±25，±50，±70，±80，±82，±85，±100，±120，±125，±140，±150，±160，±180，±200，±250，±266，±270，±350，±400，±500，±600，±660和±800等。

根据中国能源布局和电网发展特点，未来中国直流输电的规模将远远超过其他国家。如果仍然按照每个工程确定一个特定的额定电压，必然造成研发和工程建设投资的巨大浪费，为了提高效率，节约成本，实现设备的通用化，就需要形成直流输电系统电压等级序列。

中国直流输电电压等级序列的形成主要考虑的因素有：已形成的生产制造规模及运行经验；设备研发、制造能力及运输条件；电源开发规模及系统送、受电需求；直流输电距离；直流系统对自然环境及电力系统安全稳定运行的影响；工程投资及输电经济性等。

对于采用晶闸管阀的传统直流输电方式，国家电网公司提出了一个直流输电电压等级序列：±500kV、±660kV、±800kV、±1000kV（±1100kV）。其中±800kV以上等级的早期技术论证是按照±1000kV进行的，新疆（准东）—四川（成都）直流输电工程是规划中的第一条±800kV以上等级的特高压直流输电工程，其输送距离超过了2500km，输送容量达到10000MW以上，为满足电能输送要求，该工程的电压等级有可能被确定为±1000kV或±1100kV，故此处暂将±1000kV或±1100kV列入直流输电电压等级序列。对于±800kV以上更高一级的特高压直流输电电压等级是采用±1000kV还是采用±1100kV，这个问题值得进一步探讨。以上4个电压等级直流输电系统的输电容量和经济输电距离基本涵盖了中国电力中长期规划对远距离、大容量直流输电的需求。