特高壓輸電就像是“電力高速路”，具有輸電容量大、輸送距離遠、覆蓋范圍廣的特點和能耗低、占地少的顯著優(yōu)勢。中國工程院院士、中國電科院院長郭劍波如此解讀特高壓電網：“隨著特高壓交直流輸電技術的全面推廣應用，電網不僅是傳統意義上的電能輸送載體，還是功能強大的能源轉換、高效配置和互動服務平臺。通過這個平臺，煤炭、水能、風能、太陽能、核能、生物質能、潮汐能等一次能源能夠轉換為電能，實現多能互補、協調開發(fā)、合理利用；能夠連接大型能源基地和負荷中心，實現電力遠距離、大規(guī)模、高效率輸送，在更大范圍內優(yōu)化能源配置；能夠與互聯網、物聯網、智能移動終端等相互融合，滿足客戶多樣化需求，實現安全、高效、清潔的能源發(fā)展目標。”
特高壓路徑依賴由“逆向分布”現實決定
這樣一項具有顯著優(yōu)勢的技術，為什么在我國、而非其他國家率先落地？
浙江大學電氣工程學院副院長韋巍分析，我國一次能源基地和用電負荷中心呈“逆向分布”：76%的煤炭資源在北部和西北部，80%的水能資源在西南部，90%的陸地風能主要集中在西北、東北和華北北部，太陽能年日照超過3000小時地區(qū)主要在西藏、青海、甘肅、寧夏、新疆等西部省區(qū)；而70%以上能源需求在東中部，距離一般在800－3000公里。這就迫切要求電力實現經濟高效的大規(guī)模送出和大范圍消納。“建設特高壓電網，就是為了滿足大規(guī)模、遠距離、高效率電力輸送，保障能源供應。這是我國為建設生態(tài)文明社會而進行的最好實踐。”
“根據我國能源分布與消耗的區(qū)域特點，未來能源的流向是北部煤電、西南水電向華北、華中、華東等地區(qū)輸送。特高壓電網的建設有利于能源資源的優(yōu)化配置，也有利于西部地區(qū)將資源優(yōu)勢轉化為經濟優(yōu)勢。”東南大學電氣工程學院院長黃學良表示。
中國西電集團公司副總工程師宓傳龍認為，“伴隨著國民經濟的高速發(fā)展和能源電力需求的迅猛增長，特高壓交直流電網的發(fā)展已由基礎技術研究、設備研制、工程示范步入建設實施階段，特高壓電網承擔起將西北、東北、蒙西、川西、西藏及境外電力輸送至我國東中部地區(qū)負荷中心的重要職能，為能源安全提供了有力支撐。”
目前，我國已建成投運”兩交兩直“特高壓工程，并一直保持安全穩(wěn)定運行，全面驗證了特高壓輸電的可行性和成熟度。基于特高壓技術的跨國、跨洲能源輸送和電網互聯的建設，也成為全球范圍內解決能源問題的長遠之策。國網北京經濟技術研究院院長劉開俊透露，“除我國外，印度、巴西、南非、俄羅斯等都在積極發(fā)展特高壓。”
特高壓直流“萬噸輪”需停靠特高壓交流“深水港”
交流電網的電力交換能力應該與直流的容量相互匹配，才能使交流電網具有安全承接直流故障后潮流轉移的能力，500千伏交流電網與500千伏直流是相互匹配的，特高壓直流與特高壓交流也是匹配的。“如果將500千伏直流比作大型船只，那么特高壓直流就是萬噸巨輪，需要?？堪踩?、穩(wěn)固的深水港，這個深水港就是特高壓交流電網”。郭劍波這樣描述特高壓交流與直流電網間的關系。
按照國家能源規(guī)劃，加快推進國家綜合能源基地建設，通過加大西電東送、北電南送輸電規(guī)模，在更大范圍內配置電力資源，解決電力發(fā)展中存在的生態(tài)環(huán)境日益惡化、能源供應成本持續(xù)上漲和煤電運持續(xù)緊張的矛盾。這是世界其他國家不曾遇到過的，而解決問題的關鍵，則是構建“強交強直”的特高壓輸電網絡。
我國鄂爾多斯盆地、蒙西、山西等能源基地距離負荷中心相對較近，宜通過特高壓交直流輸送，既兼顧近區(qū)京津冀魯用電需求，又能滿足華東、華中用電需要。新疆、蒙東、西南等能源基地相對較遠，適宜通過特高壓直流輸送。
參與分析論證的華北電力大學教授曾鳴告訴記者，通過大量仿真分析計算，對多種電網規(guī)劃方案進行了的詳細、全面對比研究，專家得出了“三華”特高壓同步電網即所需要的“合理的電網結構”的結論，使直流集中饋入規(guī)模趨于合理，提高了交流電網的支撐能力。構建“強交強直”輸電格局，既能發(fā)揮直流遠距離輸電優(yōu)勢，又可確保電網的安全可靠、經濟高效運行。
目前，隨著特高壓直流輸電工程的陸續(xù)開工和投產，長三角地區(qū)500千伏電網短路電流超標的風險已經顯現，現有500千伏交流電網與特高壓直流不匹配的問題，將隨著特高壓直流工程的滿載運行而變成現實，而由于相應的特高壓交流工程遲遲不落實，使電網技術和運行人員對如何避免“強直流、弱交流”可能引發(fā)的連鎖反應而憂心忡忡。加快建設特高壓交流主網架，構建堅強合理的華東受端電網，已成為當前電網發(fā)展的當務之急。
憑借成功研制和應用特高壓交直流輸電技術，“毫無爭議，中國是這一領域的領導者。”意大利電力電工技術實驗研究中心高級顧問亞歷山大˙克萊里西，在2013年國際智能電網論壇上作出了這樣的評價。當時，國際電工委員會主席克勞斯˙武赫德爾面對眾多國際媒體表示：“中國的特高壓輸電技術在世界上處于領先水平，這種能夠減少長距離輸電損耗的技術，在世界其他地區(qū)也將有廣泛的應用前景。中國成功地實現了特高壓輸電，全世界都對此給予了積極評價，有了這個標準，世界上其他國家就可以在此基礎上繼續(xù)發(fā)展，將特高壓技術投入到應用中。”
特高壓路徑依賴由“逆向分布”現實決定
這樣一項具有顯著優(yōu)勢的技術，為什么在我國、而非其他國家率先落地？
浙江大學電氣工程學院副院長韋巍分析，我國一次能源基地和用電負荷中心呈“逆向分布”：76%的煤炭資源在北部和西北部，80%的水能資源在西南部，90%的陸地風能主要集中在西北、東北和華北北部，太陽能年日照超過3000小時地區(qū)主要在西藏、青海、甘肅、寧夏、新疆等西部省區(qū)；而70%以上能源需求在東中部，距離一般在800－3000公里。這就迫切要求電力實現經濟高效的大規(guī)模送出和大范圍消納。“建設特高壓電網，就是為了滿足大規(guī)模、遠距離、高效率電力輸送，保障能源供應。這是我國為建設生態(tài)文明社會而進行的最好實踐。”
“根據我國能源分布與消耗的區(qū)域特點，未來能源的流向是北部煤電、西南水電向華北、華中、華東等地區(qū)輸送。特高壓電網的建設有利于能源資源的優(yōu)化配置，也有利于西部地區(qū)將資源優(yōu)勢轉化為經濟優(yōu)勢。”東南大學電氣工程學院院長黃學良表示。
中國西電集團公司副總工程師宓傳龍認為，“伴隨著國民經濟的高速發(fā)展和能源電力需求的迅猛增長，特高壓交直流電網的發(fā)展已由基礎技術研究、設備研制、工程示范步入建設實施階段，特高壓電網承擔起將西北、東北、蒙西、川西、西藏及境外電力輸送至我國東中部地區(qū)負荷中心的重要職能，為能源安全提供了有力支撐。”
目前，我國已建成投運”兩交兩直“特高壓工程，并一直保持安全穩(wěn)定運行，全面驗證了特高壓輸電的可行性和成熟度。基于特高壓技術的跨國、跨洲能源輸送和電網互聯的建設，也成為全球范圍內解決能源問題的長遠之策。國網北京經濟技術研究院院長劉開俊透露，“除我國外，印度、巴西、南非、俄羅斯等都在積極發(fā)展特高壓。”
特高壓直流“萬噸輪”需停靠特高壓交流“深水港”
交流電網的電力交換能力應該與直流的容量相互匹配，才能使交流電網具有安全承接直流故障后潮流轉移的能力，500千伏交流電網與500千伏直流是相互匹配的，特高壓直流與特高壓交流也是匹配的。“如果將500千伏直流比作大型船只，那么特高壓直流就是萬噸巨輪，需要?？堪踩?、穩(wěn)固的深水港，這個深水港就是特高壓交流電網”。郭劍波這樣描述特高壓交流與直流電網間的關系。
按照國家能源規(guī)劃，加快推進國家綜合能源基地建設，通過加大西電東送、北電南送輸電規(guī)模，在更大范圍內配置電力資源，解決電力發(fā)展中存在的生態(tài)環(huán)境日益惡化、能源供應成本持續(xù)上漲和煤電運持續(xù)緊張的矛盾。這是世界其他國家不曾遇到過的，而解決問題的關鍵，則是構建“強交強直”的特高壓輸電網絡。
我國鄂爾多斯盆地、蒙西、山西等能源基地距離負荷中心相對較近，宜通過特高壓交直流輸送，既兼顧近區(qū)京津冀魯用電需求，又能滿足華東、華中用電需要。新疆、蒙東、西南等能源基地相對較遠，適宜通過特高壓直流輸送。
參與分析論證的華北電力大學教授曾鳴告訴記者，通過大量仿真分析計算，對多種電網規(guī)劃方案進行了的詳細、全面對比研究，專家得出了“三華”特高壓同步電網即所需要的“合理的電網結構”的結論，使直流集中饋入規(guī)模趨于合理，提高了交流電網的支撐能力。構建“強交強直”輸電格局，既能發(fā)揮直流遠距離輸電優(yōu)勢，又可確保電網的安全可靠、經濟高效運行。
目前，隨著特高壓直流輸電工程的陸續(xù)開工和投產，長三角地區(qū)500千伏電網短路電流超標的風險已經顯現，現有500千伏交流電網與特高壓直流不匹配的問題，將隨著特高壓直流工程的滿載運行而變成現實，而由于相應的特高壓交流工程遲遲不落實，使電網技術和運行人員對如何避免“強直流、弱交流”可能引發(fā)的連鎖反應而憂心忡忡。加快建設特高壓交流主網架，構建堅強合理的華東受端電網，已成為當前電網發(fā)展的當務之急。
憑借成功研制和應用特高壓交直流輸電技術，“毫無爭議，中國是這一領域的領導者。”意大利電力電工技術實驗研究中心高級顧問亞歷山大˙克萊里西，在2013年國際智能電網論壇上作出了這樣的評價。當時，國際電工委員會主席克勞斯˙武赫德爾面對眾多國際媒體表示：“中國的特高壓輸電技術在世界上處于領先水平，這種能夠減少長距離輸電損耗的技術，在世界其他地區(qū)也將有廣泛的應用前景。中國成功地實現了特高壓輸電，全世界都對此給予了積極評價，有了這個標準，世界上其他國家就可以在此基礎上繼續(xù)發(fā)展，將特高壓技術投入到應用中。”
