特高压为什么建开关站

（1）从继电保护的角度，关心的是特高压交流输电电磁暂态过程与超高压系统的电磁暂态过程有哪些重大的差别。其中，结构与参数不同引起的过程差别最值得注意。

（2）结构上的主要特点是线路长而且分段。过电压研究表明，特高压输电系统单段线路长度不宜超过500km。拟建的试验示范线路超过600km，需要在中间加设一个开关站，将线路分为两段，并在每段两侧装设固定高压并联电抗器，带中性点小电抗。这将使故障工况和过程带有其自身的特殊性。

②建设特高压电网是满足未来持续增长的电力需求的根本保证。我国现有电网主要以 500 千伏交流和±500 千伏直流系统为主， 电力输送能力和规模受到严重 制约。只有加快建设电压等级更高、网架结构更强、资源配置规模更大的以特高压电 网为核心的国家电网，才能满足大规模的电力输送和供应，保障全面建设小康社会目 标的实现。

③建设特高压电网是培育和发展电力市场的重要条件。电网是电力市场的基础和载体。只有建设特高压电网，才能实现跨地区、远距离的电能输送和交易，更好的调节电力平衡，促进全 国范围的资源优化配置，发挥国家级电力市场的作用。

④建设特高压电网是提高电力工业整体效益的必然选择。特高压电网在合理利用能源，节约建设投资，降低运行成本，减少事故和检修备用，获得错峰、调峰和水火、跨流域补偿效益等方面潜力巨大。

什么是特高压？

作为新基建七大领域之一，特高压备受关注。简单的讲，特高压就是电压等级特别高的电压。那多高才算是特高呢？一张图表清晰的向你展示电压的等级。

为什么要建设特高压？

从图表中我们可以看出，特高压的输送功率和输电距离是超高压的四倍，输电损耗和单位造价却只有超高压的三分之一和四分之三。说明特高压节能又节约。可又有人问了，完全可以在当地建发电站，为什么要建设远距离输电的特高压呢？其实主要有两点原因：

第一点是用电量需求不断增加。自2000年至今，全社会用电量已经增长近三倍，预计到2030年将达到11万亿千瓦时，用电需求的增加使得输电技术不断提高，采用特高压有助于缓解电网压力。

第二点是能源分配不均匀。我国地域宽广，幅员辽阔，80%以上的能源分布在西部和北部，75%的电力消费集中在东部和中部。供需相距约800-3000km，特高压无疑是最好的选择。

这样不直观的话，我们举个例子。假设你为了喝牛奶，从内蒙古拉了一根管子到北京。内蒙古那边倒一杯鲜奶，你在北京拼命的吸——最终可能一滴都喝不到。原因很简单，传输过程中损耗了。

输电会产生功率损耗。如何减少这个损耗呢，就要修建特高压线路。由于损耗与电压平方成反比，修了特高压线路之后，同等距离下，如果500kV是5%的话，800kV就是2%（不能用于实际工程，仅供理解）。少喝3%的鲜奶，你可能觉得无所谓，但是，无所谓的前提是你只喝一杯，如果要喝亿杯，这样光损耗的鲜奶就有300万杯。考虑到特高压线路传输的电量都是百亿级别，节省的电量还是相当可观的。

前面我们讲了能源分配的问题，能源条件好的地区，基本都在西藏、内蒙古等经济欠发达地区，北京这些区域缺少能源。所以你要喝到牛奶，要么铺一根管子，要么搬到内蒙去。显然，搬家是不可能搬家的，这辈子都不会搬家的，北京户口又舍不得，只能远距离喝奶这样子才能维持得了生活。这就是特高压线路建设的现实必要性。

特高压给我们带来了什么？

其实在特高压输电工程的建设和发展上，中国并不是第一个“吃螃蟹”的国家，自20世纪60年代以来，美国、苏联、意大利、日本等国家先后开展过特高压输电技术的研究，但国外特高压发展仍处于试验研究和实践探索阶段，商业应用上并未取得突破。特高压建设，我国已经走在了世界前列。特高压能给我们带来多种实惠。

清洁供电。张北－雄安特高压交流工程投运，该工程将张家口地区富余的清洁电能大规模输送至雄安新区，为未来雄安新区实现100%清洁能源供电、构建智慧生态雄安、服务千年大计提供了解坚强支撑。

拉动内需。国家电网公开表示，2020年特高压建设项目的投资规模达到1811亿元，带动社会投资3600亿元，整体规模近5411亿元。

特高压电网的系统特性主要反映在技术特点、输电能力和稳定性三个方面。1000kV交流输电中间可落点，具有电网功能，输电容量大，覆盖范围广，节省输电线路走廊，有功功率损耗与输电功率的比值小；1000kV交流输电能力取决于各线路两端的短路容量比和输电线路距离，输电稳定性主要取决于运行点的功角大小。±800kV特高压直流输电中间不落点，可将大量电力直送大负荷中心，输电容量大、输电距离长、节省输电线路走廊，有功功率损耗与输送功率的比值大，其输电稳定性取决于受端电网的结构。

一、关键技术分析

1、特高压系统中的过电压

电力系统的过电压是指由于内部故障、开关操作或遭受雷击，而造成瞬时或持续时间较长的高于电网额定允许电压并可能导致电气装置损坏的电压升高。

我国特高压系统具有线路距离长、输送容量大；各地电网差异性大；部分特高压线路可能经过高海拔或重污秽地区等特点。这些都使得过电压问题成为特高压系统设计中的重要问题之一。表3－1为国外特高压系统的过电压水平情况。

目前我国尚无特高压过电压的标准，为了便于研究，经过反复计算和比较，并吸取其他国家的经验，初步建议下列的绝缘水平，作为进一步研究的参考和依据。

1)工频过电压:限制在1.3p.u.以下(持续时间≤5s)，在个别情况下线路侧短时(持续时间≤0.35s)允许在1.4p.u.以下。

2)相对地统计操作过电压(出现概率为2的操作过电压):对于变电站、开关站设备应限制在1.6p.u以下。对于长线路的线路杆塔部分限制在1.7p.u以下。

3)相间统计操作过电压:对于变电站、开关站设备应限制在2.6p.u以下。对于长线路的线路杆塔部分限制在2.8p.u以下。

中国发展特高压电网主要有以下几点原因：

1、资源优化配置方面。

（1）资源分布。我国有70%以上的煤炭资源，风能，太阳能分布在西北部，而我国70%以上的能源需求却集中在东中部。在东中部进行大规模电源建设会受到种种原因的限制，如果需要从西北部运输能源，传统的运输压力很大。所以很有必要在西北地区建设特高压电网，提高电网输送能力，缓解能源的运输压力。

（2）经济效益。如果将西北地区的煤炭运输到东中部，需要很高的成本。但是如果在西北地区建设特高压电站，通过特高压输送到中东部，这样成本会减少很多。

（3）特高压更是清洁能源大发展的必要支撑。只有特高压才能够解决清洁能源发电大范围消纳的问题。事实上，我国风电主要集中在“三北”地区，当地消纳空间非常有限。风电的进一步发展，客观上需要扩大风电消纳范围，大风电必须融入大电网，坚强的大电网能够显著提高风电消纳能力。特高压电网将构成我国大容量、远距离的能源输送通道。

2、建设特高压电网的可行性和意义。

（1）近年来，国家电网公司围绕特高压项目，完成了310项重大关键技术研究，解决了过电压与绝缘配合、外绝缘设计、电磁环境控制、系统集成、大电网安全运行控制等多个世界难题，逐步掌握了特高压输电的关键核心技术，并在实验工程中得到了成功应用。

（2）特高压建设对国内设备制造业的带动作用更是明显。国内三大特高压实验工程所用设备几乎全部由国内企业提供，工程国产化率达到约95%，设备国产化率达到约91%。通过实验工程，国内设备制造企业得到锻炼，科技研发实力大大提高。

扩展资料：

特高压电网发展情况：

2004年以来，国家电网公司联合各方力量，在特高压理论、技术、标准、装备及工程建设、运行等方面取得全面创新突破，掌握了具有自主知识产权的特高压输电技术，并将特高压技术和设备输出国外，实现了“中国创造”和“中国引领”。

截至2017年年底，特高压建成“八交十直”、核准在建“三交一直”工程，建成和核准在建特高压工程线路长度达到3.2万公里、变电（换流）容量超过3.2亿千伏安（千瓦）。特高压交流和直流分别荣获2012年度、2017年度国家科技进步特等奖。

特高压输电通道累计送电超过9000亿千瓦时，在保障电力供应、促进清洁能源发展、改善环境、提升电网安全水平等方面发挥了重要作用。

参考资料：百度百科_特高压电网

国家电网有限公司_特高压

2017年7月26日，在芜湖1000千伏特高压变电站，安徽送变电工程公司施工人员正冒着高温进行变电站扩建工作。图为高温下施工人员满脸汗水。

2017年7月26日，在芜湖1000千伏特高压变电站，安徽送变电工程公司施工人员正冒着高温进行变电站扩建工作。图为起重指挥人员在指挥吊装作业。

2017年7月26日，在芜湖1000千伏特高压变电站，安徽送变电工程公司施工人员正冒着高温进行变电站扩建工作。图为施工人员多重防护战高温烈日。

2017年7月26日，在芜湖1000千伏特高压变电站，安徽送变电工程公司施工人员正冒着高温进行变电站扩建工作。图为施工人员休息喝水。

2017年7月26日，在芜湖1000千伏特高压变电站，安徽送变电工程公司施工人员正冒着高温进行变电站扩建工作。图为施工人员在补充水分。

2017年7月26日，在芜湖1000千伏特高压变电站，安徽送变电工程公司施工人员正冒着高温进行变电站扩建工作。图为施工人员在吊卸GIS设备。

2017年7月26日，在芜湖1000千伏特高压变电站，安徽送变电工程公司施工人员正冒着高温进行变电站扩建工作。图为施工人员在对接GIS通气管。

2017年7月26日，在芜湖1000千伏特高压变电站，安徽送变电工程公司施工人员正冒着高温进行变电站扩建工作。图为施工人员在给吊车支腿。

2017年7月26日，在芜湖1000千伏特高压变电站，安徽送变电工程公司施工人员正冒着高温进行变电站扩建工作。图为施工人员在灼烫的真空机内查看数据。

2017年7月26日，在芜湖1000千伏特高压变电站，安徽送变电工程公司施工人员正冒着高温进行变电站扩建工作。图为施工人员在组装设备构架。

2017年7月26日，在芜湖1000千伏特高压变电站，安徽送变电工程公司施工人员正冒着高温进行变电站扩建工作。图为调试人员拉着设备赶往工作区域。

连日来，安徽省持续高温天气，局部地区温度突破40摄氏度。7月26日，在安徽省芜湖县红杨镇的芜湖1000千伏特高压变电站内，来自安徽送变电工程公司的施工人员正冒着高温加紧进行变电站扩建工作。

芜湖1000千伏变电站是“皖电东送”淮南-浙江-上海特高压输变电工程的重要节点，也是安徽省首个特高压变电站工程。该站原有1000千伏线路4回，500千伏线路2回，容量3000MVA变压器一组（3台）。本次扩建，将增加2回至古泉±1100千伏换流站的特高压线路，同时安装两组80Mvar的110千伏电抗器。

据了解，本次扩建完成后，将进一步完善安徽省特高压电网结构，提升区域电压质量和供电能力，为市民清凉度夏提供更加坚强的保障。（杨猛文/摄）

我在的一个微信群里，都是讨论炒股的。虽然我没买过任何股票，但群里的讨论我经常看。时间久了就发现，他们买什么、卖什么基本都是看国家政策。最近一年来，他们关注最多的方向就是新基建，包括5G、城际高速铁路、大数据中心、人工智能这些大家耳熟能详的词。

但还有一个，我觉得应该是电力领域的专业词，也经常被大家提起，那就是“特高压”。它竟然也是新基建的一个领域。

新基建，那可是咱们国家未来发展的战略方向。5G、人工智能的重要性我们都了解，为什么特高压这个看起来很专业的输电技术，也会成为新基建的一个领域呢？我特意查了查资料，今天跟你分享一下。

高压输电的优势

特高压，其实就是字面意思——特别高的电压。电厂把电制造出来以后，需要先提升到很高的电压，比如220kV、500kV，然后再往外传送。500kV听着很高，但依然不是特高压，还得再高才行。如果是交流特高压，得达到1000kV；直流特高压，是±800kV。

2010年，我国第一条特高压线路——山西长治到湖北荆门——正式运行。此后，一个个特高压项目在新疆、内蒙、四川一带相继开工、运行。

高压输电的好处其实很简单，就是减少损耗。

理想情况下，一个工厂需要100度电，发电站发出100度电就够了。但实际上，在传输过程中会有损失，可能需要发电站发110度电，工厂才能收到100度，10度就白白损耗掉了。损耗分两类：一类是发热。你一摸，手被烫出泡了，这叫“电阻类损耗”。还有一类是电晕产生的损耗。有时候我们晚上能看到输电线上飘着蓝紫色的火光，那就是电晕。

提高了传输电压以后，电阻类损耗大幅下降，电晕类损耗小幅上升。一个大幅下降，一个小幅上升，加合的效果如何呢？损耗还是大幅下降的。因为电阻类损耗占大头，电晕损耗只占总损耗的1/10不到。如果工厂需要100度电，升压之后再传输，发电站可能只用发105度就够了。这就节约了能源。

至于为什么提高电压，电阻上的发热会大幅下降，我就不多说了。理论上，电压提高一倍，电阻产生的损耗会下降75%。

不过，提高电压也有一个经济上的平衡点。为了减少损耗，我们当然可以把电压往高了提，但与此同时，那些元器件你也得买特别耐高压的才行，架设电线时还要建150多吨重、70多米高的铁塔，绝缘也得做的特别到位。这些都非常花钱。所以，到底选择多高的电压，就存在一个成本的问题。迄今为止，世界上很少出现550kV的电压还不够，还要大幅提升的情况。中国在2018年之前也是如此。

但是，特高压直流电现在竟然出现了。而且还成了咱们国家新基建的七个领域之一。这究竟是为什么呢？其实，决定特高压出现的条件主要有四个——

1 中国东西部能源分布非常不平衡

2 PM2.5空气污染

3 新能源汽车与5G的发展

4 投资、消费和出口

中国东西部能源分布不平衡

咱们国家的能源供给和能源消耗，在地理上极不对称。

东部沿海5.2%的国土面积贡献了全国GDP的40%，但这里可开发能源只占全国的0.4%。中国绝大部分风能在内蒙，绝大部分水电资源在西南，绝大部分太阳能在西北。像四川省，水力发电余量非常大；而典型的制造业大省广东，能源又特别紧缺。

“西电东送”不但能解决这个问题，还能增加西部省份的收入和就业，所以是一个很好的战略。但因为输电距离很长，沿途的损耗很大，所以使用550kV的电就不理想了。而直流的特高压，能很好地降低长距离传输带来的能量损耗，所以就是很好的解决方案。

能源分布不平衡，一直是推动特高压在中国出现的最大因素，直到今天依然如此。

PM2.5空气污染

不过，特高压在中国的发展也不是一帆风顺的，阻力也有。最主要的阻力，就来自于建成以后接收电能的地方政府。比如四川德阳到陕西宝鸡这条线，四川的水电通过特高压输出来，但宝鸡并不愿意接收。因为陕西的煤炭资源丰富，完全可以自己省内建立热电厂，自己的GDP、税收和就业机会都能留在自己家里。

原本来自地方的阻力是很顽固的，但后来却有所松动。

因为从2013年开始，铺天盖地的雾霾来了，北方地区每个冬天都PM2.5爆表。2013年9月，《大气污染防治行动计划》颁布，其中重要的措施就是调整能源结构，控制煤炭消耗总量，全国各地的中小型火力发电站都纷纷关停了。

这对特高压项目是一个好消息。

关闭中小发电站带来的电力空缺，总要想办法补上，而且为了缓解东部城市的雾霾，还只能选择清洁能源。于是，很多特高压项目就在内蒙、新疆开工，把那里的太阳能、风能引入东部。从2014年开始，所有和特高压相关的股票都涨势喜人。

新能源汽车与5G的发展

特高压的另外两波推力是新能源电动汽车和5G的普及，因为这两项都特别耗电。

新能源汽车的补贴是从2010年开始实施的，但快速增长是2014年以后的事情。2014年，新能源汽车的销量只占汽车总销量的3‰；但到了2019年，这个比例已经迅速达到了4.7%。

电动汽车充电需要的功率比家用电器大得多，家用的慢充桩通常要8千瓦，公共充电桩的快充要60-120千瓦，而一户住宅的电表通常最大功率也只有十几千瓦。据统计，今后几年，国内要实现车和充电桩1:1的比例。现在中国有新能源汽车400万辆，假如平均每个充电桩40千瓦，其中1/15的车处于充电状态，算下来总共需要大约一千万千瓦的功率。

我们再来算算5G的耗电。可能很多人想不到，5G基站也是耗电大户。一个基站在高负荷下需要4000瓦的供电，而5G基站的数量还会是4G的两倍，总数保守估计是500-700万个，甚至可能超过1000万个。这也是凭空多出来的电力需求，需要的电大约是4000万-6000万千瓦。

仅这两个因素加起来，就增加了5000-7000多万千瓦的用电负荷。这个负担有多大呢？北京市电网的最大负荷也才2000万千瓦。

而特高压以风能和太阳能这些清洁能源为主，并不是把重污染的火力发电站挪到西部，再把电传输过来。这样一来，特高压快速发展的助力又多了一个，不但满足“西电东送”，也有利于缓解雾霾，还契合了新基建里另外两项——5G和新能源充电桩。

投资、消费和出口

当然，推动特高压的因素还不止这些。把特高压确定为新基建的领域，最近的一个推力是经济形势。

我们知道，2018年以来，全球经济形势都不太理想，咱们国家的经济也受到不小的影响。怎么办呢？

国家调控和刺激经济的手段之一，就是大规模的基础建设。能源，尤其是可持续的清洁能源，是所有发展的基础。于是，特高压就这样从一个电力系统的专业名词变成了新基建的大方向。

当前阻力与未来展望

现在，特高压发展的阻力还有没有呢？

其实还有，就是反对交流特高压。

交流特高压和直流特高压各有特点，至少要有电力电子的专业知识才可以全部理解，比如什么是功角稳定、短路容量、地电流、谐波和低次谐波、换相失败等。这些你都不用管，你只需要记住一点——反对者并没有足够的科学支撑，或许更多还是各地出于保护经济利益的考虑。

为什么这么说呢？

我们可以看看反对者是怎么说的。比如，一份非常有分量的反对意见就认为，“西电东送”是西部大开发的标志性工程，应该坚持。但是，根据交流特高压的工程特点，它一般不作为输电工程使用，已经建成的特高压交流工程利用率低、作用有限。

请注意，这里是反对交流特高压，而不是国家大力推进的直流特高压。在我看来，这或许仍然是地方阻力的一种体现，因为交流特高压一般用于一个省份内部。各地还是不希望把电网相关的发展空间和当前的利益让出来，以至于2018年9月规划在之后一年开工的6条线路，至今有5条都没有得到当地核准。

我们怎么理解特高压这件事呢？

其实有点类似于自上而下集中统筹式管理。这类管理方式如果用在企业和人身上，效果肯定不好。因为人与人、公司与公司组成的是一个复杂系统，某个个体的行动产生的影响会反复叠加在周围人甚至是自己身上。只要积累的时间稍长，这种影响就会让人的预测偏出十万八千里。于是，自上而下对市场进行管理，经常会得到事与愿违的结果。这方面的例子，你可以参考《薛兆丰的经济学课》，里面有很多。

但电网的控制，并不满足复杂系统的特征。它是一个由无数传感器收集数据，由处理器分析情况、做出判断的稳定的线性系统，已有的高自动化、高精度的管理系统，可以很好地应对系统内部的波动。

所以在我看来，地方对自己经济利益的维护在技术改进到一定程度前会一直持续。直到特高压的建设已经很便宜、地方经济利益不足够显著的那一天，电网系统全国统一调度、特高压全国一盘棋的情况才会真正出现。

（2） 500kV电网不能满足持续发展的电力输送、效率和安全的要求

（3） 西电东送、南北互供、全国联网和超大容量、超远距离输电的需要

（4） 大规模火电厂、大型水电基地的建设

（5） 土地和环保压力

（6） 煤炭的运输“瓶颈”的限制

特高压具有输电的综合优势。

特高压输电的优势主要表现在以下几个方面：

（1）可以满足大规模、远距离、高效率电力输送 要求。我国能源资源的总体分布规律是西多东少、北 多南少，能源资源与负荷中心分布不均衡的特征明显， 大型能源基地与东中部负荷中心的距离可达1000～ 3000km，超出传统超高压输电线路的经济输送距离，

因此，要保障大型能源基地的集约开发和电力可靠送 出，需要大力发展具有输送容量大、距离远、效率高等特点的特高压输电技术。

（2）有利于保护生态环境。发电和其他行业使用 的大量煤炭燃烧，是二氧化碳、氮氧化物和烟尘等大 气污染的重要来源，直接或间接造成了雾霾天气。 采用特高压输电，可以促进以电代煤和煤电布局优 化，在经济发达但环境容量低的地区实现“电从远方 来、来的是清洁电”，加大西部、北部煤炭产区燃煤 电厂建设和电力外送力度，将煤炭资源更高比例地转化成电力，

并远距离输送到东中部地区，缓解其环境 压力，在全国范围内优化配置环境资源。同时，可以 推动国家清洁能源开发目标实现和清洁能源的高效利 用，促进水电、风电等清洁能源的跨区外送，降低弃 风、弃水比例，减少化石能源消费及污染物排放，具 有显著的环境效益。

（3）有利于提高电网运行的安全性。采用“强交 强直”的特高压交直流混合电网输电，可以大大降低 直流系统故障情况下 500kV 电网潮流转移能力不足、 无功电压支撑弱等问题，降低电网大面积停电的风 险，并可为下一级电网逐步分层分区运行创造条件， 解决短路电流超限等限制电网发展的问题，提高电网 运行的灵活性和可靠性。

（4）有利于提高能源输送保障能力。我国的能源 供应在今后的较长时期内都会保持以煤为主的格局， 近年来，煤炭供应越来越依托晋陕蒙宁新等西部和北 部地区的生产和供应，在“远距离、大规模、多环节” 地将煤炭搬运中东部地区过程中反复出现煤电运紧张状 况，大大影响东中部地区的电力稳定供应。

采用特高压 输电，可以有效改善目前的煤电运紧张状况，提高能源 转换、输送和利用效率，实现“输煤输电并举”的优势 互补，协调发展，提高我国的能源输送保障能力。

（5）有利于提高社会综合效益。相对于高压、超 高压输电，采用特高压输电能够大量节省输电走廊， 显著提高单位走廊宽度的输送容量和线路走廊的输电 效率，节约宝贵的土地资源，提高土地资源的整体利 用效率。