根据中电联发布2025-2026年度全国电力供需形势分析预测报告提到“风光大基地建设推动特高压直流输电通道工程投资快速增长,2025年直流工程投资同比增长25.7%;交流工程投资同比增长4.7%。2025年,全国新增220千伏及以上变电设备容量(交流)32043万千伏安,同比少投产1519万千伏安;新增220千伏及以上输电线路长度47529千米,同比多投产13814千米。”说明特高压目前实际选择直流比交流更多,那么为什么会有这个选择,本篇尝试了解一二。
特高压背景
1.什么是特高压
特高压(Ultra-High Voltage, UHV)是指电压等级远高于现有高压、超高压系统的输电技术。国际上通常将交流1000千伏(kV)及以上、直流±800千伏及以上的电压等级定义为特高压 。这一技术突破旨在实现电能的大容量、远距离、高效率传输,从根本上解决输电能力与损耗的物理限制。
我国的特高压背景
我国的能源资源呈现“西富东贫”、“北多南少”的格局。煤炭、水能、风能、太阳能资源主要集中在西部和北部地区,而主要的电力负荷中心则位于东南沿海经济发达省份。“西电东送”、“北电南送”的国家级项目,就是为了解决这些能源错配问题,特高压能实现跨省份的大规模电力调配。
我国特高压的发展
从网上搜索了一下资料,大致可以分成三个阶段:
起步与示范阶段(2006-2010年): 2006年,启动特高压输电工程关键技术研究。2009年,世界上首个商业运行的1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程投运。2010年,向家坝—上海±800千伏特高压直流示范工程投运,标志着中国同时掌握了特高压交、直流核心技术 。
规模化建设阶段(2011-2020年): “十二五”、“十三五”期间,特高压被纳入国家战略,初步形成了覆盖华北、华东、华中的特高压骨干网架 。
高质量发展与出海阶段(2021年至今): “十四五”以来,特高压建设与新能源基地开发紧密结合,重点服务于沙漠、戈壁、荒漠大型风电光伏基地的外送。同时,以巴西美丽山项目为标志,中国特高压技术、装备、标准、管理实现一体化“出海”。
为什么特高压选直流多于交流?
1.特高压直流技术特点
网上查阅了一些资料,特高压直流技术对比交流有以下几个特点:
1)更低的线路损耗与更高的传输效率:简单说直流输电不存在交流输电固有的电容电流问题,不需要沿线进行功率补偿,降低损耗。
2)运行灵活性:直流输送的功率可以快速、精准的独立控制。这一特性对于接纳波动性的风电、光伏等可再生能源至关重要,而且直流线路的功率流向反转操作快捷,为电网调度提供了更多灵活性。
3)适用于异步联网:直流系统两端的交流电网无需保持频率同步,可以连接两个不同频率的电网,不增加短路电流。直流是区域电网间理想的“防火墙”和连接器。4)更大的输送容量:直流单回线路输送容量远高于交流,这对于输送西部巨型能源基地的电力更高效。
2.经济适用性:
直流工程初始投资高昂,其中两端换流站造价约占项目总投资的40%-50%,而交流线路的变电站投资占比相对较低。但是,随着距离增加,直流线路部分(铁塔、导线)的成本增速低于交流。另外,直流的运行损耗在全寿命周期内能节省的电能费用比交流更多。所以,综合计算建设成本、运行成本、线路电能损耗等,对于超过1000公里、特别是1500公里以上的输电项目,直流的全寿命周期总费用通常低于交流 。
3.目前我国的场景:
由于直流、交流各有特点,所以目前我国的实际电网中,两者根据自身特点形成了明确分工:特高压直流更多实现点对点、跨区域,直接将西部的水电、风电、光伏等清洁能源送到东部的负荷中心,超过1500公里的特高压运输,只有特高压直流才能实现损耗可接受、经济上可行的大容量输电。而特高压交流更多承担类似“电力主干网”角色,在主要负荷区域内部构建网格状的主干网架,汇集和分配电力,支撑区域电网的稳定运行。
目前我国特高压建设进度
根据网上查到国家能源局提供的数据显示,“十四五”时期,中国特高压直流线路长度由2.8万公里增长至4万公里以上,中国已建成1条±1100千伏、23条±800千伏和21条1000千伏特高压线路,一共55条特高压线路。
特高压建设由于成本高昂,而且建设周期以及进度,涉及多个跨省份,各省电力价格以及市场环境各不相同,也需要协调各省的经济效益,所以目前特高压建设受多种复杂因素制约。
特高压出海
中国特高压技术出口的标志性事件是参与巴西美丽山(Belo Monte)±800千伏特高压直流输电项目 。是中国特高压技术和标准“走出去”的首个完整实践。此后,中国还在巴基斯坦、埃及、土耳其等多个“一带一路”国家推广特高压技术和设备。
出口模式已从单纯的设备供货,升级为“技术+标准+装备+工程总承包+运营管理+金融”的一体化解决方案输出。带动了国内换流变压器、换流阀、GIS、高压电缆、控制保护系统等高端电力装备制造业的出口和升级。
目前海外案例,大致有4起,巴西美丽山一期 & 二期 (已投运)、巴西东北部新能源送出项目(建设中计划2029年投运)、沙特阿拉伯HVDC联网项目(许继电气中标柔直换流站项目)、德国BorWin6海上风电柔性直流项目 (中标全套换流阀)。巴西2个项目是全部由国家电网投建,其他2起是中标相关电器设备。这么看海外出海市场庞大,但是也受到西门子、ABB、通用电气等巨头的竞争,以及项目所在国日益复杂的地缘风险 。
小结:
中国特高压电网以“直流为主、交流协同”的格局,是由“西电东送”超远距离、大容量的客观需求决定的,直流在超远距离下的低损耗等优势,使其成为主干通道。交流则定位于构建受端骨干网架,两者功能互补,共同构成国家能源互联网的主动脉。
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