Передача электроэнергии сверхвысокого напряжения в Китае

Сверхвысоковольтная передача электроэнергии (СВН-передача электроэнергии) используется в Китае с 2009 года для передачи электроэнергии как переменного тока (AC), так и постоянного тока (DC) на большие расстояния, разделяющие энергетические ресурсы и потребителей Китая. Расширение мощностей как переменного, так и постоянного тока продолжается для того, чтобы согласовать генерацию с потребностями потребления, минимизируя потери при передаче. Улучшения в области декарбонизации будут результатом замены менее эффективной генерации, расположенной вблизи побережья, на более современную высокоэффективную генерацию с меньшим загрязнением вблизи энергетических ресурсов.

Фон

С 2004 года потребление электроэнергии в Китае росло беспрецедентными темпами из-за быстрого роста промышленных секторов. Серьезный дефицит поставок в 2005 году повлиял на работу многих китайских компаний. С тех пор Китай очень агрессивно инвестировал в электроснабжение, чтобы удовлетворить спрос со стороны отраслей и, следовательно, обеспечить экономический рост. Установленная мощность генерации выросла с 443 ГВт в конце 2004 года до 793 ГВт в конце 2008 года. Прирост за эти четыре года эквивалентен примерно одной трети общей мощности Соединенных Штатов или в 1,4 раза превышает общую мощность Японии. За тот же период времени годовое потребление энергии также возросло с 2197 ТВт·ч до 3426 ТВт·ч. Ожидается, что потребление электроэнергии в Китае достигнет 6800–6900 ТВт·ч к 2018 году с 4690 ТВт·ч в 2011 году, а установленная мощность достигнет 1463 ГВт с 1056 ГВт в 2011 году, из которых 342 ГВт приходится на гидроэнергетику, 928 ГВт на угольную, 100 ГВт на ветровую, 43 ГВт на атомную и 40 ГВт на газовую. Китай является крупнейшей в мире страной-потребителем электроэнергии в 2011.

Передача и распределение

В сфере передачи и распределения электроэнергии страна сосредоточилась на расширении мощностей и сокращении потерь за счет:

1. развертывание линий электропередачи постоянного тока сверхвысокого напряжения (UHVDC) и переменного тока сверхвысокого напряжения (UHVAC) на большие расстояния

2.установка высокоэффективных трансформаторов из аморфного металла

Передача сверхвысокого напряжения по всему миру

Передача UHV и ряд цепей UHVAC уже построены в разных частях мира. Например, 2362 км цепей 1150 кВ были построены в бывшем СССР, а 427 км цепей переменного тока 1000 кВ были разработаны в Японии (линия электропередачи Кита-Иваки). Экспериментальные линии различных масштабов также встречаются во многих странах. Однако большинство этих линий в настоящее время работают на более низком напряжении из-за недостаточного спроса на электроэнергию или по другим причинам. Примеров UHVDC меньше. Хотя в мире существует множество цепей ±500 кВ (или ниже), единственными действующими цепями выше этого порога являются система передачи электроэнергии Hydro-Québec на 735 кВ переменного тока (с 1965 года, протяженность 11 422 км в 2018 году) и проект Itaipu ±600 кВ в Бразилии. В России строительство двухполюсной линии постоянного тока ±750 кВ HVDC Экибастуз–Центр протяженностью 2400 км началось в 1978 году, но так и не было завершено. В США в начале 1970-х годов планировалось построить линию электропередачи напряжением 1333 кВ от преобразовательной станции Celilo до плотины Гувера. Для этой цели была построена короткая экспериментальная линия электропередачи около преобразовательной станции Celilo, но линия до плотины Гувера так и не была построена.

Причины распространения сверхвысокого напряжения в Китае

Решение Китая перейти на передачу UHV основано на том факте, что энергетические ресурсы находятся далеко от центров нагрузки. Большая часть гидроэнергетических ресурсов находится на западе, а уголь — на северо-западе, но огромные нагрузки находятся на востоке и юге. Чтобы сократить потери при передаче до управляемого уровня, передача UHV является логичным выбором. Как объявила Государственная сетевая корпорация Китая на Международной конференции по передаче энергии UHV в Пекине в 2009 году, Китай инвестирует 600 миллиардов юаней (примерно 88 миллиардов долларов США) в развитие UHV в период с настоящего момента по 2020 год.

Внедрение сети UHV позволяет строить новые, более чистые и эффективные электростанции вдали от населенных пунктов. Старые электростанции вдоль побережья будут выведены из эксплуатации. Это снизит общий текущий объем загрязнения, а также загрязнение, ощущаемое гражданами в городских жилищах. Использование крупных центральных электростанций, обеспечивающих электрическое отопление, также менее загрязняет окружающую среду, чем индивидуальные котлы, используемые для зимнего отопления во многих северных домохозяйствах. Сеть UHV поможет китайскому плану электрификации и декарбонизации и позволит интегрировать возобновляемые источники энергии, устранив узкое место в передаче, которое в настоящее время ограничивает расширение мощностей ветровой и солнечной генерации, одновременно способствуя дальнейшему развитию рынка электромобилей с большим запасом хода в Китае.

Схемы сверхвысокого напряжения завершены или находятся в стадии строительства

По состоянию на 2021 год действующими сетями сверхвысокого напряжения являются:

 

Строящиеся/находящиеся в стадии подготовки линии сверхвысокого напряжения:

 

Споры по поводу UHV

Существуют разногласия по поводу того, является ли строительство, предложенное Государственной сетевой корпорацией Китая, стратегией усиления монополизма и борьбы с реформой электросетей.

До Парижского соглашения, которое потребовало поэтапного отказа от угля, нефти и газа, с 2004 года, когда Государственная электросетевая корпорация Китая предложила идею строительства UHV, велись споры по поводу UHV. Споры были сосредоточены на UHVAC, в то время как идея строительства UHVDC была широко принята. Наиболее обсуждаемыми вопросами являются четыре, перечисленные ниже.

1. Вопросы безопасности и надежности: С появлением все большего количества линий электропередачи сверхвысокого напряжения электросеть по всей стране становится все более и более тесно связанной. Если авария происходит на одной линии, сложно ограничить ее влияние небольшой территорией. Это означает, что вероятность отключения электроэнергии повышается. Кроме того, она может быть более уязвима для терроризма.
   
2. Проблема рынка: Все остальные линии электропередач сверхвысокого напряжения по всему миру в настоящее время работают на более низком напряжении, поскольку нет достаточного спроса. Потенциал передачи на большие расстояния требует более глубокого исследования. Хотя большинство угольных ресурсов находится на северо-западе, там сложно строить угольные электростанции, поскольку им требуется большое количество воды, а это дефицитный ресурс на северо-западе Китая. А также с экономическим развитием на западе Китая спрос на электроэнергию в эти годы стремительно растет.
3. Вопросы экологии и эффективности: Некоторые эксперты утверждают, что линии UHV не сэкономят больше земли по сравнению со строительством дополнительных железных дорог для увеличения транспортировки угля и местной выработки электроэнергии. Из-за проблемы нехватки воды строительство угольных электростанций на западе затруднено. Еще одна проблема — эффективность передачи. Использование комбинированного тепла и электроэнергии на стороне пользователя более энергоэффективно, чем использование электроэнергии из дальних линий электропередачи.
   
4. Экономическая проблема: общий объем инвестиций оценивается в 270 млрд юаней (около 40 млрд долларов США), что намного дороже, чем строительство новой железной дороги для транспортировки угля.

Поскольку UHV предлагает возможность передачи возобновляемой энергии из отдаленных районов с большим потенциалом для крупных установок ветроэнергетики и фотоэлектричества, SGCC упоминает потенциальную мощность ветроэнергетики в 200 ГВт в регионе Синьцзян.

Сычуаньская электрическая компания D&Fкак ведущий производитель электроизоляционных материалов, электроизоляционных структурных деталей, ламинированных шин, жестких медных шин и гибких шин, мы являемся одним из основных поставщиков изоляционных деталей и ламинированных шин для этих государственных проектов по передаче UHVDC. Для получения дополнительной информации посетите мой веб-сайт для получения дополнительной информации о продукции.