21世纪中国输电线路发展前景展望

一、国外输电技术的发展情况
    自从20世纪初发明三相交流输电以来，输电技术朝着高电压、大容量、远距离的目标不断进步，20世纪后半叶发展更加迅速。1952年瑞典首先采用380kV输电电压，1954年美国354kV线路投运，1956年前苏联建成伏尔加河水电站至莫斯科的400kV线路并于1959年升压到500kV。进入60年代欧洲各国普遍采用380kV级输电电压，北美和日本则建设大量500kV线路。以后加拿大、前苏联和美国又相继建成一批735～765kV线路。亚洲、非洲、拉丁美洲和大洋洲许多国家都建设了330～500kV线路。300～750kV超高压（EHV）线路已在各国主干电网和国际互联网中广泛采用。在交流超高压发展的同时，高压直流（HVDC）输电技术也进入工程实用阶段。1962年前苏联建成±400kV工业性试验线路，随后又建设±750kV长距离直流线路；1970年美国第一条±400kV直流线路建成，1985年升压到±500kV；加拿大于1990年建成全750kV级直流线路并向美国延伸。巴西伊泰普水电站也用±600kV直流线路送出。欧洲、非洲、日本、印度、新西兰等地区和国家的直流线路也相继投入运行。70年代，欧、美各国对交流1000kV级特高压（UHV）输电技术
    进行了大量研究开发，1985年前苏联建成第一条1150kV工业性线路，日本也在90年代初建成1000kV线路。此外，多端直流输电线路、高自然功率的紧凑型线路以及灵活交流输电（FAC±S）等多种多样输电新技术的研究也取得很大进展，有的已进入工程实践。
二、中国输电线路建设的成就
    近50年来中国输电线路建设成绩是巨大的。线路总长度从1949年的6500km，发展到1996年的65656Ikm。50年代建设了一大批35kV和110kV线路；60年代，许多城市建设220kV线路，并逐步形成地区220kV电网。随着电力负荷的增长和大型水、火电源的开发，1972年建成第一条330kV刘家峡水电站至关中超高压线路，全长534km。随后330kV线路延伸到陕甘宁青4个省区，形成西北跨省联合电网。1981年第一条500kV全长595km平顶山至武汉线路投入运行，接着其他地区也相继采用500kV级电压。目前全国已有东北、华北、华东、华中、西北、南方、川渝7个跨省电网和山东、福建、新疆、海南、西藏5个独立省（区）网。网内共有220kV线路120000km，330kV线路7500km，500kV线路20000km。华中与华东两大电网之间，通过1500kV葛洲坝至上海直流线路实行互联。中国输电线路的建设规模和增长速度在世界上是少有的。
    中国幅员辽阔，各地区的地形、地质、气象等自然环境比较复杂。输电线路建设中遇到许多技术问题。通过大量的工程实践，我们对高山地区、严重覆冰地区、台风地区、高海拔地区、不良地质地区、地震灾害地区等特殊条件下，输电线路的设计、施工和运行都积累了丰富的经验。此外，输电线路跨越大江河、湖泊和海峡等水域的大跨越工程的设计、施工和运行方面也取得了很大成绩。中国已拥有实力比较强的输电线路勘测、设计、施工和运行管理的力量，并具备输电线路所需器材和设备的制造能力。已经建立输电线路有关的研究和试验的机构和设施，取得了大量科研试验成果，为今后发展超高压、大容量输电线路创造了有利条件。
三、“西电东送”与电网建设
    中国大部分能源资源分布在西部地区，而东部沿海地区经济发达，电力负荷增长迅速。开发西部的水电和火电基地，实行“西电东送”是国家的一项长期战略。近十年来，山西、蒙西火电基地向京津唐电网送电，葛洲坝水电站通过±500kV直流线路向上海送电，南方互联电网将天生桥水电站和云南、贵州的水电送往广东、广西等“西电东送”措施已经取得一定成效。随着西部大开发战略的实施，蒙西、山西、陕西、宁夏、豫西火电基地的建设，黄河上游、金沙江、澜沧江、红水河、乌江等大型水电站的开发，以及“西电东送”输电大通道的开辟，将加大“西电东送”的能力并促进电网的发展。
    电网是电力市场的载体。加强电网建设是拓展电力市场，提高电力工业整体效益的重要举措。
    中国电网发展分三个步骤：
（1）加紧实施7个跨省大区电网之间以及大区电网与5个独立省网之间的互联；
（2）2010年前后，建成以三峡电网为中心连接华中、华东、川渝的中部电网；华北、东北、西北三个电网互联形成的北部电网；以及云、贵、广西、广东4省区的南部联合电网。同时，北、中、南三大电网之间实现局部互联，初步形成全国统一的联合电网的格局。
（3）2020年前后，随着长江和黄河上游以及澜沧江、红水河上一系列大型水电站的开发，西部和北部大型火电厂和沿海核电站的建设，以及一大批长距离、大容量输电工程的实施，电网结构进一步加强，真正形成全国统一的联合电网。在全国统一电网中充分实现西部水电东送，北部火电南送的能源优化配置。此外，北与俄罗斯、南与泰国之间也可能实现周边电网互联和能源优势互补。
四、对专业技术发展的几点建议
    总结20世纪的经验，展望21世纪电网发展的前景，剖析输电线路建设中存在的问题，以及与国际先进水平接轨之间的差距，对今后输电专业的发展，提出以下建议。
（1）制定合理的技术政策
    分析研究本国的自然环境条件、资源状况和输电线路的特点，总结长期实践的经验，密切注视国际上专业技术的发展动态，制定适合国情的技术政策，指导输电线路的工程建设、运行管理和科研开发工作。技术政策还要随着当时、当地实际情况的改变及时加以修正。例如世界各国输电线路普遍采用木杆和铁塔。中国森林资源少，50年代至70年代钢材又特别缺乏，因而，大量推广钢筋混凝土电杆代替木杆和铁塔，成绩很大。随着经济发展，钢材货源充足，铁塔价格下调，相反，混凝土电杆的运输和施工费用增加，在很多情况下，采用混凝土电杆的经济效益已不明显，运行方面又存在一些缺点，技术政策应作相应调整。有了合理、明确的技术政策的指导，加上经验的积累，输电线路建设将会逐步形成本国独特的风格。
（2）完善专业技术标准体系
    输电线路专业技术标准自50年代初移植前苏联“电气装置安装规程”中有关架空线路的部分章节开始，历经多次修订和补充，逐步形成包括勘测、设计、施工、运行等一系列技术标准，对于指导工程建设和运行管理，确实起到非常重要的作用。但与国外同类标准对比，以及从以往使用的经验看，现行标准还存在不少问题。例如：国家标准（规范）、行业标准（规程）、各主管部门标准（规定），各级标准的功能不明确，分级界限也带有随意性。线路设计、施工和运行各相关标准之间缺少协调，内容深浅不一，甚至有的条文相互矛盾。设计标准包罗的内容太多、太繁，条文规定太死，而且不论哪级技术标准一旦批准颁布都作为必须严格遵守的规章，这对培养设计人员的独立思考能力，发挥创造性和积极性，提高设计水平颇为不利。国外一些权威性的线路专业技术标准多由学会、协会组织知名专家制定，虽然不是行政性强制执行，但在国际上倍受推崇，广为应用。而政府颁发的法规只对涉及工作人员、社会公众人身安全以及与其它设施互有影响的内容作出规定。这样的标准模式和制定办法是否可资借鉴，建议在深化体制改革中加以探讨。
（3）重视生态环境保护
    输电线路对环境的影响有两方面，一是线路产生的电磁场对人、畜产生的生态效应，以及对信息传播设施的干扰，还有电晕引起的可听噪音。这类影响可采取适当的技术措施，将其控制在允许值之内。另一方面是线路工程建设占用土地、毁坏青苗、妨碍农耕、砍伐森林、拆迁建筑物、影响居民生产和生活，以及开山放炮、破坏植被、引起水土流失、山体滑移、触发泥石流等，对沿线自然生态环境造成危害。在城市和风景区线路布置杂乱无章，影响景观，构成视觉污染。随着国民经济和城乡建设的发展，人民生活质量的提高，线路通道日益紧张，线路工程造成的环境损害，也逐渐引起各方面的关注。今后，在线路建设中，应注意增强环境保护意识，认真贯彻可持续发展的战略方针。珍惜国土资源，作好线路走廊规划。保护森林资源，山区线路基础设计采用少开土石方的方案，采取保护植被，避免水土流失的措施。人口密集和大面积机耕地区不用拉线杆塔。城市附近和观光游览区采用造型美观的钢管结构，电厂和变电所进出线应布置紧凑、整齐、美观。为保护环境而增加一部分工程投资，换来环保效益是必要和合理的。
（4）依靠科技进步
    输电线路专业发展的历程中，科技开发起了决定性的作用。特别是330kV和500kV超高压线路和±500kV直流线路工程的建设，都是依靠有关单位的协作攻关，解决了工程中的关键技术问题，取得很大成绩。面对21世纪，输电线路工程的建设任务，应继续加强科研开发，依靠科技进步。特别是，针对西部地区电网和“西电东送”的输电线路工程中的特殊技术课题，如特大山区线路的设计，特高海拔地区线路绝缘设计和电晕特性的研究，严重覆冰地区线路的设计方案和运行维护，以及线路通过沙漠、戈壁、盐湖、沼泽地带的技术措施等，在以往取得成果的基础上，进行深入研究和探讨，在东部和南部地区则根据江、河、湖、海大跨越线路工程多、规模大的情况，总结以往的经验，研究提高设计和施工的水平，包括大跨越不停航架线技术的推广应用。西北地区现有330kV电压已不能适应发展的要求，高一级的750kV输电电压即将出现，虽然750kV与500kV接近，同属超高压范围，国外也有较多工程实践经验。但结合当地条件，还应该对750kV线路的基本技术参数和主要设计条件进行分析、研究，为工程建设做好初期准备。1000kV级特高压线路，大容量、高电压直流线路以及其它新型输电线路的科研、开发也应组织力量积极开展。
（5）提高线路器材设备品质
    线路器材设备的品质对体现工程设计要求、保证线路运行安全可靠至关重要。国外在线路建设中对器材设备的选型和采购十分认真，重视产品性能和生产厂家的供货业绩和老用户的信息反馈，讲究优质优价，挑选性能优越、品质精良的名牌产品，决不迁就降低要求。供货厂家也视产品质量和保持信誉为生命线。决不含糊。以往计划经济管理体制下，产品供木应求，质量意识也比较差。往往对线路工程质量造成不良影响。改革开放之后，情况变化了，市场竞争局面已经逐步形成，国内线路器材设备制造业有很大发展。国际知名厂商也纷纷来华合资办厂，引进国外先进技术结合当地原材料和劳力优势，生产品质精良、价格合理的产品。线路器材设备的选择和采购与国际接轨的客观条件已经具备。
（6）促进施工安装和运行维护现代化
    长期以来，输电线路施工安装和运行维护检修的大部分工作主要靠人力操作，机具装备简陋，机械化水平与国际先进水平相比差距甚大。中国山区线路多，交通困难，现场施工条件差，人力操作劳动强度大，工效低，工程质量不易保证，而且不利于自然环境保护。至干线路运行维护，由于线路里程日益增长，电压等级越来越高，靠人员步行巡线，很难查找设备的缺陷和适时维修。国际上已经普遍采用的先进技术，如利用直升飞机运输线路器材、组塔，架线施工以及线路巡视和维护等工艺，国内已经试验成功，建议推广应用。应用远红外遥感成像技术诊断线路绝缘于和金具的运行状况，也进行过研究，应该继续完善，加以促进。对于西部大开发和“西电东送”等主干输电大动脉线路，所处地区自然环境特殊，交通运输条件差，当地技术支持力量较弱，施工安装和运行维护实行机械化和现代化尤为迫切。