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摘要：输电技术的提出，改变了传统输电方案布设模式，标志着我国输电研究迈进了新的台阶。特高压交流输电技术作为输电技术的一种，支持远距离输送，输送容量较大，节省输电线路占地面积，在各大输电工程中应用较多。为了深入理解此项技术，本文对技术特点及应用现状进行分析。通过对比特高压交流输电技术和超高压交流输电技术应用中输电能力和成本控制情况，提出特高压交流输电技术应用要点及未来应用方向。
关键词：特高压交流输电；容量；成本；远距离输送
新能源的开发及可再生能源的开发，解决了我国资源有限问题，从风力发电到火力发电，再到太阳能发电，将大自然可再生资源与科学技术融为一体，创造能源，以满足能源使用需求。目前，我国在能源开发中已经做出了一定成绩，如果可以提高能源利用率，便可以推进能源开发应用研究的前进步伐。特高压交流输电技术支持远距离电能传输，容量较大，满足供电需求，且损耗较低，为了充分发挥此项技术作用，为技术改进提供参考依据，本文对技术发展现状展开分析。
一、特高压交流输电技术概述
1、特高压交流输电技术
特高压交流输电技术指的是控制1000kV以上交流电输送的技术，因输电量需求的增加应运而生，最早由中科院等电力单位提出，通过收集电力输送相关信息，以输电线路绝缘性、电磁环境、电压等级等为研究指标，研发此门技术。
2、特点
（1）输送容量较大
线路输电能力的大小主要取决于自然功率，如果输电功率达到自然功率，则电容发出无用功和电感吸收无用功之间存在平衡关系。通常情况下，为了增加线路输电容量，需要在线路中串联补偿装置或者安装高压电抗器，以重新建立平衡关系。本文提出的特高压交流输电技术在装置配备上较普通输电线路控制技术进行了调节，使得容量得以增加，自然功率提高了大约4.2倍，满足大容量输送要求。
（2）支持远距离输送
该技术与其他技术不同，在输送距离方向独显优势。与550kV线路相比，依据电压与阻抗之间的关系可知，本技术阻抗能力大约是550kV线路的1/4。在输送容量相同情况下，本技术输送距离较大，且优势较为明显。例如，输送2000MW，550kV线路输送距离大约为400km，而本技术输送距离高达1300km。因此，本技术支持远距离电力输送，且具有较大优势。
（3）节省输电线路占地面积
此项技术因宽度较小，因而对占地面积要求较低。与550kV线路相比，宽度缩小大约60%，所以在实际应用中占地面积较小，成为了输电线路布设的首要选择。
（4）系统稳定性与风险分析
系统运行稳定性决定了特高压交流输电技术应用效果，如果系统发生故障，则很有可能造成安全事故。据了解，此项技术提出初期，系统稳定性偏低，技术应用对周围环境造成了严重影响。虽然多年以来进行了改进，但是仍然由安全事故发生。因此，改进特高压交流输电技术是一项长期研究，需要不断完善。
（5）功耗损失较小容易控制成本
通常情况下，线路损耗由两部分组成，包括新路电晕损耗和电阻性损耗。前者容易受电流、长度、电阻率等影响，后者容易受电压、气象变化等影响。通过查阅相关资料可知，本技术较普通电力输送技术功率损耗更小一些，电阻大约降低3/4，电流大约降低1/2，综合功耗计算下降幅度54%左右，有利于电力输送成本控制。
二、特高压交流输电技术研发及影响现状
特高压交流输电技术的提出对电力输送经济造成了较大影响，且为输送电力技术研发影响颇深，以下将从技术和经济两个层面，探究此门技术的研发给电力领域发展及社会带来的影响，并提出创新研究情况，以此概括技术研发及影响现状。
1、技术影响
我国特高压输电技术在近年来取得了较多成果，建设了一些特高压输送线路工程，2009年试验工程投入使用。实践应用结果表明，该技术的研发应用，提高了输电系统运行稳定性，可以为电力输送提供有效技术支撑。在探究特高压输电技术的同时，挖掘输电系统两端电势乘积与系统输电能力存在正比关系，后者与系统线路中所有阻抗之和存在反比例关系。在工程布设中，需要分析各个设备与电网之间的关联关系，依据此技术在此工程中的输电能力大小，拟定详细设计方案。
从总体应用情况来看，此项技术的提出，为大容量电力输送提供了有效工具，能够很好地控制功率消耗和成本，还可以节省土地资源，安全性较高，这是普通电力输送技术所不能比拟的。因而此项技术的出现，在电力输送技术方面的研究影响较大。目前，基于此项技术的研究，引出了超高压交流输电技术、直流输电技术等，开启了输电技术研究的新篇章。
2、经济影响
依据特高压交流输电技术的远距离传输特点，可以为一些偏远电能供应不足的地区提供电能，使得地区居民用电需求得以满足，依靠电能作业，提高生产加工效率，从而提高此区域经济效益的目的。
我国地理结构较为复杂，丘陵和山区占地面积较大，因地理特殊性，很难为此地域居民供电，导致地域供电紧缺，只能依靠人力劳动完成生产加工，这是地方贫困的主要原因之一。将特高压输电技术与地域经济建设融为一体，利用此项技术，从其他电能资源丰富的地区调用此项资源，以满足地域居民供电需求。目前，此项技术的应用，带动了西部地区经济发展，加快了“小康社会”建设步伐。
3、创新情况
虽然特高压交流输电技术较普通技术性能方面有了很大进步，但是因作业环境电压较大等原因，会对技术应用安全性、稳定性造成影响。为了避免安全隐患发生，我国电力领域研究专家提出了技术创新方案。
（1）外绝缘配合
考虑此项技术作业环境电压较大，随着空气间隙的增加，耐受电压逐渐加大，达到饱和状态后，大幅度增加了外绝缘难度。另外，我国环境污染较为严重，输电套管避免覆盖了污秽物体，导致线路绝缘能力下降。针对此问题，从电压操控入手进行创新，通过抑制过电压操作，使得耐受电压偏离空气间隙中的饱和区域，以此提高线路绝缘性。通过观察外绝缘数值变化可知，此创新思路，有利于输电线路外绝缘能力的提升。对于污秽成分的处理，通过提高套管的抗绝缘性加以解决，应用测试结果表明，套管绝缘率提升幅度较大，可以在一定程度上提高线路运行安全性。
（2）潜供电流控制
考虑到此项技术应用环境，潜供电流较大，不利于线路的正常运行，容易造成线路故障，对供电稳定性影响较大。对于此问题，引入特高压电抗器，抑制潜供电流，使得线路电流重新回到稳定状态除此之外，还可以在输电配电线路中设置一些小型特高压电抗器，达到抑制电流目的，根据输电线路实际运行情况，设置设备数量，采取串并联融合方式部署。实践应用结果表面，此创新方案的提出，对潜供电流控制帮助较大，使得线路电流恢复到稳定状态。
三、特高压交流输电技术应用
目前，特高压交流输电技术在多个地区均有所应用，支持远距离传输，在近距离电量输送工程中同样有所应用。随着互联网技术的出现，打破了传统电力输送控制模式，借助互联网平台，掌控各个区域电量需求及当前电量储备情况，提出可行性较高的调配方案。
1、远距离输送
我国电能开发中心分布不均匀，加大了供电难度。特高压交流输电技术的出现，打破了供电紧缺局面，通过应用此项技术，实现远距离电量高效低成本传输。
依据我国电能分布资料可知，西南地区是我国水资源分布的主要地域，水资源占比大约2/3，煤资源主要分布在西北地区，资源占比大约2/3，而电量需求较大区域分布在京广铁路以东和东部沿海地域，需要通过“北电南送”、“西电东送”，才能够满足供电需求。输送容量范围5000-20000MW，距离范围600-2000km。从输送容量和距离来看，对输电技术要求较高，采用普通的输送技术损耗过多，成本较高。因此，引入特高压交流输电技术，建立电量输送工程。目前，此项技术已经成为各大远距离大容量输送的主要技术，在多个城区均有所应用，使得城区供电需求得以满足。
2、近距离输送
虽然特高压交流输电技术在远距离大容量输送方面应用较多，但是同样适合近距离输送，在合理距离范围距离内，可以彰显此项技术的输送优势。例如，苏南、上海等负荷中心等输电距离满足此项技术应用要求。此项技术的应用，不仅解决了短路电流问题，而且还节约了输电走廊占用面积，缓解了输电线路布设走廊空间资源紧缺问题。据相关研究表明，200-500km距离范围内均适合应用此项技术。由于此技术在近距离输送应用研究较少，所以，200-500km距离范围的提出不具有代表性，不可以认为此项技术在所有近距离输送工程中均能够体现优势。
3、电网互联
引入互联网技术，建立多个省份电力资源关联关系，形成互联电网。实时掌控各个地区电量需求、用电情况、电力资源存储等信息，基于此优化资源配置。在实践应用中，记录输送端和接收端相关信息，构建系统数据库。按照电网布点、电压接入端等参数不同，分别记录相关信息，以便用户查询。利用此电网平台，通过调用系统数据库，查询各个地区特高压交流输电情况，根据当前电网中各个地区电量需求、用电情况、电力资源存储等情况，将电能资源储备较多，且供过于求地区的能源调入能源短缺地区，拟定能源调节方案，使得整个电网供电得以稳定。此项技术在未来研发应用研究中，将融入更多技术，实现智能操控，从而充分发挥此技术优势。
四、特高压交流输电技术在输电工程中的应用
单从特高压交流输电技术影响及应用现状来分析，可以发现该门技术在电力输送距离、功率损耗等方面具备一定优势。但是随着科学技术的快速发展，超高压交流输电技术的出现，导致其优势不再那么明显，对特高压交流输电技术的应用造成一定影响，部分输电线路已经不再使用特高压交流输电技术。虽然超高压技术在性能方面有所突破，但是在实际应用中，是否具有一定范围的限定，决定了两种输电技术的优势，本文从输电能力和经济效益两个层面出发，对比两项技术，从而为特高压交流输电技术的应用研究提供参考依据。
1、输电能力对比分析
（1）点对网输电
本次研究以某输电厂输电为例，分别利用特高压交流输电技术、超高压交流输电技术输电，通过观察不同输电距离情况下各技术输电极限值，判断两项技术点对网输电能力大小。其中，输电距离取点200km、300km、400km、500km、600km、700km、800km、900km、1000km。如表1所示为两种输电技术点对网输电能力对比统计表。
表1两种输电技术点对网输电能力对比统计表
通过观察表1中的统计结果可知，随着距离的增加，两种技术的极限值均有所下降。特高压交流输电技术的最大输电能力较超高压交流输电技术更高一些。当输电距离为1000km时，前者输电能力是后者的2.47倍。
（2）网对网输电
同样以某输电厂输电为例，将特高压交流输电技术、超高压交流输电技术应用到输电工程中。其中，超高压交流输电技术的应用设置两种接入电压，分别为500kV电源电压、1000kV电源电压，输电距离的设置与点对网输电对比研究设置相同。如表2所示为两种输电技术网对网输电能力对比统计表。
表2两种输电技术网对网输电能力对比统计表
通过观察表2中统计数据可知，降低特高压交流输电技术电压，从1000kV降低到500kV，测得的极限仍然高于超高压交流输电技术极限值，大约1.70-3.10倍之间，且随着距离的增加，极限倍数逐渐增加。
2、经济效益对比分析
通过查阅文献资料可知，特高压交流输电技术在大容量、远距离传输中的优势较大。由于短距离输送方面的研究较少，所以无法确定该项技术在短距离输送中优于超高压交流输电技术。本文选取500km作为输送距离，对比两项技术应用的经济效益，通过观察投资成本，判断技术优势。如表3所示为两种输电技术输电方案设计，表4为两种输电技术输电方案成本计算统计表。
表3两种输电技术输电方案设计
表4两种输电技术输电方案成本计算统计表
通过观察表4中的计算统计结果可知，当输送距离为500km时，特高压技术应用总投资成本2260169万元，超高压技术应用总投资成本906068万元，后者总投资成本优势较为明显。因此，特高压技术不适合此短距离输送工程应用，不可以认为此项技术在所有短距离传输中同样具备成本控制优势，需要根据工程实际参数设定及单价情况计算后才能得出结论。
3、特高压交流输电技术应用中的注意点
从上述描述的技术应用现状可知，点对网输电能力的比较，特高压交流输电技术与超高压交流输电技术随着输电距离的增加，输电能力逐渐下降。其中，特高压交流输电技术在实践应用中的输电能力较强，优势高于超高压交流输电技术。网对网输电能力的比较，特高压交流输电技术应用优势更大一些，当电压从1000kV降低到500kV时，输电能力同样具有较大优势。且随着距离的增加，极限倍数逐渐增加，优势倍数范围1.70-3.10倍。
虽然特高压交流输电技术在实际应用中输电能力较强，但是在成本控制方面需要详细分析。以往的研究是将此技术应用到远距离输送中，体现了技术成本控制优势，但是在短距离应用研究较少，给出了一些该技术具备成本控制优势的案例分析，但是不具有普遍性。依据前文分析的输送案例可知，此技术在500km距离输电工程中，成本明显高于超高压交流输电技术。因此，在应用特高压交流输电技术输送电路时，必须分析当前设置的距离是否满足技术成本控制要求，如果不满足要求，则选取其他输电技术作为工程输电核心技术。另外，此技术具有较强的输电能力，为了避免资源浪费，可以根据工程输电实际需求，例如输送距离、容量大小，设置技术电源接入电压。
4、特高压交流输电技术未来应用方向
我国推出的城镇化和工业化发展，加大了电能资源需求。据了解，大多数城市设置电网结构，负载不均匀，变电站电压稳定性较差，导致供电难以达到平衡状态。而特高压交流输电技术刚好可以弥补这些不足之处，将50kV输电线改为1000kV特高压输电线路。应用结果表明，特高压交流输电技术输送效率较高，稳定性较高，占地面积小，对地区供电工作开展帮助较大。
为了满足各个地区电力需求，合理引入输电技术调整输电方案势在必行。虽然超高压交流输电技术在短距离输电成本控制优势较大，但是特高压技术整体优势更大，在未来的发展中，特高压交流输电技术将成为远距离输送的主要技术。依据技术特点，拟定技术具体应用方案，从而避免技术成本过高，影响项目推行情况发生。
总结：
综上所述，围绕特高压交流输电技术展开研究，通过分析此技术特点，引出技术在输电工程中应用的重要性。在探究特高压交流输电技术研发及影响现状中，得出该技术的开发对输电技术和经济影响较大，为了提高技术性能，对外绝缘配合、潜供电流控制进行创新，完善了技术方案。当前技术应用研究缺少对比研究，结论不具系统化，本文以超高压交流输电技术作为对照组，提出输电能力和成本控制对比研究，旨在为输电技术研究奠定基础。
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