我國電網工程技術及標準體系研究發展.pdf

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1、李永雙2023年8月4日我國電網工程技術及標準體系研究發展2023年第十屆輸電技術大會論壇交流報告一一、我國電網我國電網發展概況發展概況二、二、重點輸電通道建設與規劃重點輸電通道建設與規劃目錄CONTENTS四四、輸 電 線 路 設 計 標 準輸 電 線 路 設 計 標 準三三、電網輸電技術發展電網輸電技術發展一一、我 國 電 網 發 展 概 況我 國 電 網 發 展 概 況一、我國電網發展概況一、我國電網發展概況各電壓等級直流線路長度占比各電壓等級交流線路長度占比輸電線路總長度及增速1.電網建設規模再創新高輸電網截至 2020 年底，全國 220 kV及以上輸電線路長度 79.4萬km?！笆?/p>

2、三五”期間新增 18.6萬km，年均增長 5.5%，各電壓等級交流線路長度占比基本保持穩定，各電壓等級直流線路長度占比發生較大變化。至 2022 年底，全國 220 kV及以上輸電線路長度 87.6萬km，比上一年底新增 3.3萬km，同比增長 3.9%。各電壓等級直流換流容量占比各電壓等級交流變電容量占比變電（換流）總容量及增速1.電網建設規模再創新高5一、一、我我國國電網電網發展概況發展概況輸電網截至 2020 年底，全國 220 kV及以上變電（換流）設備容量 45.3 億 kVA?！笆濉逼陂g新增13.7億kVA，年均增長 7.5%，各電壓等級交流變電容量占比基本保持穩定，直流換流容

3、量占比變化較大，其中 800kV 換流容量增長約7倍，占比由 21%增至 61%。至 2022年底，全國 220 kV及以上變電（換流）設備容量 達到51.3 億 kVA，比上一年底新增 1.9億kVA，同比增長 3.8%。高壓配網線路總長度及增速高壓配網變電總容量及增速1.1.電網建設規模再創新高6一、我國電網一、我國電網發展概況發展概況配電網截至 2020 年底，高壓配網線路總長度約 113.3萬km；“十三五”期間新增高壓配網線路長度20.7萬km，年均增長 4.1%。截至 2020 年底，高壓配網變電設備總容量 23.3億kVA；“十三五”期間新增高壓變電設備容量 5.7億kVA，年均

4、增長 5.8%。至2021年底，高壓配網線路總長度約 115.0萬km，比上一年底增長1.7萬km，同比增長 1.5%，配網變電總容量 24.3億kVA，比上一年底增長1.0億kVA，同比增長 4.3%。投資規?！笆濉逼陂g，全國累計完成電網投資約 2.6萬億元。2019 年2020 年電網投資略有回落。投資結構2014 年以來配電網投資已 連續7年 超過輸電網，電網投資總體向配電網傾斜。全國電網投資完成情況及增速20132020年輸配電網投資與增速變化輸配電網投資占比2.電網投資水平總體保持平穩72013年2014年2015年2016年2017年2018年2019年2020年-30%-20

5、%-10%0%10%20%30%207219662185230622732003152318791784215324553120282630643149278815%-5%11%6%-1%-12%-24%23%-4%21%14%27%-9%8%3%-12%2013年2014年2015年2016年2017年2018年2019年2020年0500100015002000250030003500 輸電網投資 配電網投資 輸電網投資增速 配電網投資增速（億元）一、我國電網一、我國電網發展概況發展概況截止 2020 年底，形成特高壓“16 直 14 交”格局，其中“十三五”期間直流特高壓工程投產 10

6、項、交流特高壓工程投產 11 項。截止 2020 年底，國內已建成高壓大容量柔性直流輸電工程 7 項，電壓等級最高達 800kV，換流容量最高達 5000MW。部分大型清潔能源和綜合能源基地送出重點項目正在論證中。3.特高壓和柔性直流工程實現快速發展工程名稱直流電壓kV換流容量MW線路長度km南澳三端柔性直流工程160200/100/5041舟山五端柔性直流工程200400/300/100141廈門柔性直流工程320100011魯西背靠背直流工程3001000渝鄂背靠背柔性直流輸電工程42021250張北可再生能源柔性直流電網示范工程5003000/1500648烏東德送電廣東廣西特高壓直流工

7、程8005000/30001465投運和在建特高壓工程投運柔性直流工程8一、我國電網一、我國電網發展概況發展概況4.國際電網項目合作持續推進976422411174515火電水電輸變電 太陽能風能生物質050100150200250項目個數發電23%11%2%6%25%33%火電 水電 輸變電 太陽能 風能 生物質發電序號項目名稱電壓等級（kV）輸電容量（MW）輸電距離（km）投產時間1巴基斯坦默蒂亞里拉合爾660kV直流輸變電工程6604000878預計20212土耳其凡城600MW背靠背換流站工程100600預計20213菲律賓MVIP項目350kV2225300預計20214緬甸北克欽邦

8、與230kV主干網連通工程23030020205巴西美麗山二期800kV特高壓直流輸電工程8004000207620196巴西特里斯皮爾斯水電送出二期變電站項目500/2301005/27520197跨國聯網工程埃塞俄比亞肯尼亞500kV直流輸電項目5002000105420188埃及EETC 500kV主干網升級輸電工程500kV12102018 2020 年，我國電力企業簽約境外輸變電工程項目 241 個，數量眾多，簽約總金額 26.9 億美元。境外電力項目簽約情況“十三五”期間已開工建設和建成一批國際合作重點電網項目。一、我國電網一、我國電網發展概況發展概況“十三五”期間，我國電網綜合線

9、損率持續下降。截止 2020 年底，電網綜合線損率為5.62%，顯著低于“十三五”電力規劃確定的6.5%控制目標?！笆濉逼陂g，電能替代持續推進，累計完成替代電量 8241億kWh，超額完成“十三五”電力規劃確定的 4500 億kWh目標。5.電網節能減排成效顯著10綜合線損率電能替代一、我國電網一、我國電網發展概況發展概況 新能源并網發電量“十三五”期間，風電、太陽能累計并網發電量達到 2.6 萬億kWh，年均增長 26.6%。其中，2020年并網電量為 7270億kWh，占全部發電量的 9.5%，較上年提升 1 個百分點。全國發電裝機容量及增速5.電網節能減排成效顯著0153045607

10、52016年2017年2018年2019年2020年0510152025同比增長/%發電裝機容量/億kW 太陽能發電裝機 風電裝機 核電裝機 火電裝機 水電裝機19.020.122.017.816.5 太陽能發電增速 風電增速 核電增速 火電增速 水電增速309442245427629372702016年2017年2018年2019年2020年010002000300040005000600070008000 風電、太陽能累計并網發電量風電、太陽能累計并網發電量/億kWh152025303540 同比增速同比增速/%新能源并網發電量及增速11 新能源并網裝機容量“十三五”期間，風電、太陽能等新

11、能源裝機并網容量快速增長，2020年分別達到 2.8 億kW、2.5 億kW，同比分別增長 34.6%、24.1%。一、我國電網一、我國電網發展概況發展概況雙碳目標下新能源消納壓力進一步增大，輸配電網需深度協調發展；電網持續供電和安全穩定面臨挑戰，系統靈活調節能力亟需提升；數字化轉型迫在眉睫，電網將加速成為共享經濟新平臺；技術創新推動設計和施工理念發生變革，電網建設將實現轉型升級發展；電網企業“走出去”風險增大，未來國際合作仍需持續加強。在“30 60”戰略背景下，構建以新能源為主體的新型電力系統已經成為廣泛共識，未來電網發展面臨重大挑戰與機遇6.電網發展面臨挑戰與機遇12一、我國電網一、我國

12、電網發展概況發展概況二、二、重點重點輸電輸電通道建設與規劃通道建設與規劃新疆西藏青海甘 肅四川云南廣 西廣 東陜西山西安徽福建浙江江蘇黑 龍 江吉 林遼 寧海南臺灣上海寧夏貴 州重慶河 南湖北湖南江西北京天津河北山 東烏東德江蘇錦屏上海廟浙江-楚雄僑鄉-扎魯特青州-臨沂-錫盟-泰州-晉北-寧東-酒泉湖南-哈密-鄭州-準東-皖南-上海-向家壩-糯扎渡-滇西北穗東東方1 在運及在建直流特高壓情況在運特高壓直流工程20項，合計輸電容量約1.72億千瓦。-溪洛渡廣東青海河南-武漢陜北浙江雅中-南昌浙江-二、二、重點輸電通道建設與規劃重點輸電通道建設與規劃新疆西藏青海甘 肅四川云南廣 西廣 東陜西山西安

13、徽福建浙江江蘇黑 龍 江吉 林遼 寧海南臺灣上海寧夏貴 州重慶河 南湖北湖南江西北京天津河北山 東南陽荊門蘭江菏澤長治天津南北京東隆化濟南濰坊臨沂棗莊北京西石家莊晉北晉中榆橫蒙西練塘蘇州泰州盱眙淮安皖南浙北蓮都福州勝利錫盟在運特高壓交流工程16項，共計17902公里。南陽荊門長沙駐馬店武漢南昌長治晉中蒙西雄安（北京西）張北23202313219022762476234523472912276廈門2 在運及在建直流特高壓情況二、二、重點輸電通道建設與規劃重點輸電通道建設與規劃新疆西藏青海甘 肅四川云南廣 西廣 東陜西山西安徽福建浙江江蘇黑 龍 江吉 林遼 寧海南臺灣上海寧夏貴 州重慶河 南湖北湖

14、南江西北京天津河北山 東金上隴東哈密-重慶-山東-湖北天府南甘孜成都大同勝利3 十四五特高壓工程規劃建設正在規劃和建設的“三交九直”特高壓工程，包括川渝、張北-勝利、大同-懷來-天津交流特高壓工程；及金上-湖北、隴東-山東、哈密-重慶、寧夏-湖南、蒙西-京津冀、陜西-河南、陜北-安徽、甘肅-浙江、藏東南-粵港澳特高壓直流工程。二、二、重點輸電通道建設與規劃重點輸電通道建設與規劃張北天津寧夏-湖南陜北-安徽-陜西-河南甘肅-浙江-藏東南粵港澳-蒙西-天津新疆西藏青海甘 肅四川云南廣 西廣 東陜西山西安徽福建浙江江蘇黑 龍 江吉 林遼 寧海南臺灣上海寧夏貴 州重慶河 南湖北湖南江西北京天津河北山

15、東4 十四五新增特高壓規劃設想藏電外送我國正在研究規劃新增一批大型新能源電源基地外送通道規劃，帶動新一輪電網高潮，實現清潔能源的高效利用，實現30.60碳達峰、碳中和的目標。二、二、重點輸電通道建設與規劃重點輸電通道建設與規劃三、電網三、電網輸電輸電技術發展技術發展吉泉工程：12GW/3300km 1100kV特高壓直流輸電技術多端混合直流輸電技術柔性直流電網技術柔直架空輸電故障自清除技術 800kV單12脈動換流器技術直流電纜輸電技術昆柳龍工程：8GW/5GW/3GW/三端混合直流張北工程:500kV/3GW/直流斷路器龍門站換流閥：混合拓撲/全橋+半橋巴西美麗山二期:4GW/2500km張

16、北工程：500kV 電纜（試用）1.直流輸電技術實現跨越式發展19三、電網輸電三、電網輸電技術發展技術發展蘇南UPFC：500kV蘇通綜合管廊：1000kV/雙回/GIL 6 5.5km西堠門大跨越：塔高380m銀川東：750kV限流串抗靈活交流輸電技術GIL輸電技術大跨越技術短路電流限制技術智能變電站技術舟山500kV海纜交流海纜輸電技術2.交流輸電技術創新持續深化渠陽500kV變電站20三、電網輸電三、電網輸電技術發展技術發展上海35kV超導電纜工程昆山儲能電站：110.88MW/193.6MWh主動配電網技術交直流混合配電網技術智能微電網技術超導輸電技術電網側電化學儲能技術虛擬同步發電機

17、技術3.配網新技術、新業態不斷涌現21三、電網輸電三、電網輸電技術發展技術發展輕型拓撲結構及主回路參數設計技術海上換流平臺與設備緊湊化布置技術 500kV/3GW及以上系統集成技術 500kV及以上直流海纜制造技術海上風電是我國戰略性新興產業，遠海大規模開發是未來趨勢，柔性直流輸電是遠海風電送出的關鍵支撐技術。4.海上柔性直流輸電技術22三、電網輸電三、電網輸電技術發展技術發展系統構建及控制保護技術大容量交交變頻器制造技術過電壓保護和絕緣配合技術低頻系統短路開斷技術柔性低頻交流輸電在新能源（包括海上風電）匯集送出、偏遠地區長距離輸電等場景具有應用潛力。5.柔性低頻交流輸電技術23三、電網輸電三

18、、電網輸電技術發展技術發展特高壓線路電磁環境影響、導線選型、絕緣配合、防雷優化技術復雜地質條件和脆弱生態環境下特高壓工程設計及施工運維技術“藏電外送”“川渝加強”優化西部能源結構和資源配置6.超高海拔特高壓輸電技術24三、電網輸電三、電網輸電技術發展技術發展交直流混壓同塔多回輸電技術復雜電磁環境與荷載條件下線路設計、建設與運維技術線路走廊資源日趨緊張，亟需提高單位線路走廊的輸電能力。7.交直流混壓同塔多回輸電技術25三、電網輸電三、電網輸電技術發展技術發展綜合能源系統關鍵技術直流配電技術大規模源-網-荷-儲協同互動技術能源大數據技術滿足多元化的用能需求、提升可再生能源消納比重和能源利用效率，實

19、現能源低碳轉型。8.能源互聯網關鍵技術26三、電網輸電三、電網輸電技術發展技術發展實現全過程、全狀態感知和智能化運維，是未來產業升級、業態創新、服務拓展的基石。智能傳感、異構通信、數據中臺、電網數字建模、業務數字運營等技術。9.數字電網關鍵技術27三、電網輸電三、電網輸電技術發展技術發展10.GIL輸電技術01輸送容量大、電能損耗小、電容電流小02標準化生產、加工精度高03外界影響小、對外界無電磁干擾04相對于架空線路占地少05本體造價較高，適用于線路走廊困難的地區三、電網輸電三、電網輸電技術發展技術發展Q460高強鋼特高壓鋼管塔耐候鋼鐵塔11.新型材料鐵塔三、電網輸電三、電網輸電技術發展技術

20、發展三、電網輸電三、電網輸電技術發展技術發展12.三維數字化設計1）電網工程中采用三維數字化設計的作用a、設計精細化b、項目管理高效化c、全壽命周期應用2）三維數字化設計主要內容a、基礎數據庫b、專業設計c、協同設計d、成果輸出數字高程3）三維數字化設計標準a、企業標準 b、團體標準 c、行業標準四、四、輸電線路設計標準四四、輸電線路設計標準、輸電線路設計標準我國標準分為國家標準、行業標準、地方標準、團體標準、企業標準。1、國家標準國家標準是由國家機構通過并公開發布的標準。是指對需要在全國范圍內統一的或國家需要控制的技術要求所制定的標準。2、行業標準行業標準是指由行業組織通過并公開發布的標準。

21、是指對沒有國家標準，而需要在全國某個行業范圍內統一的技術要求所制定的標準。（一）我國標準體系四四、輸電線路設計標準、輸電線路設計標準3、地方標準地方標準是指在國家的某個地區通過并公開發布的標準。在某個省、自治區、直轄市范圍內需要統一的標準。4、團體標準團體標準是由團體按照團體確立的標準制定程序自主制定發布、由社會自愿采用的標準。5、企業標準企業標準是指企業制定的產品標準和在企業內需要協調、統一的技術要求和管理、工作要求所制定的標準。1、工程建設規范體系住房和城鄉建設部于2017年會同有關部門、各行業標準化管理機構共同編制了工程建設規范體系。2、強制性國家標準體系編制新的工程建設強制性國家標準體

22、系，新增全文強制性的國家工程建設規范。提出共計138項研編任務。（二）（二）工程建設強制性國家標準四四、輸電線路設計標準、輸電線路設計標準二、二、電力工程建設強制性國家標準（三）（三）電力工程建設強制性國家標準在電力工程建設領域，全文強制性規范共10項。其中，通用規范3項,項目規范7項四四、輸電線路設計標準、輸電線路設計標準通用規范電力系統規劃通用規范電力工程接地通用規范電力工程接地通用規范電力工程電氣裝置施工安裝及驗收通用規范電力工程電氣裝置施工安裝及驗收通用規范項目規范火力發電工程項目規范變電工程項目規范輸電工程項目規范輸電工程項目規范配電工程項目規范配電工程項目規范核電工程常規島項目規范

23、風力發電工程項目規范太陽能發電工程項目規范四四、輸電線路設計標準、輸電線路設計標準1、標準體系編制歷程（四）（四）輸電線路設計標準時間主管部門文件1994年電力規劃設計總院電力規劃設計總院編制了“電力勘察設計技術標準體系表”編制了“電力勘察設計技術標準體系表”2005年電力行業電力規劃設計電力行業電力規劃設計標準化技術委員會標準化技術委員會修訂修訂電力勘測設計技術標準體系電力勘測設計技術標準體系2009年國家能源局國家能源局下發下發能源領域行業標準化管理辦法能源領域行業標準化管理辦法、能源領域行業標準能源領域行業標準制定管理實施細則制定管理實施細則和和能源領域行業標準化技術委員會管理能源領域行

24、業標準化技術委員會管理實施細則實施細則（國能局科技（國能局科技200920095252號文）等管理標準號文）等管理標準2013年電力規劃設計總院電力規劃設計總院能源行業電力系統規劃設計、能源行業發電設計、能源行業電能源行業電力系統規劃設計、能源行業發電設計、能源行業電網設計、能源行業火電和電網工程技術經濟專業等四個標準化網設計、能源行業火電和電網工程技術經濟專業等四個標準化技術委員會共同編制完成技術委員會共同編制完成輸電線路設計標準項目輸電線路設計標準項目表表2019年國家能源局國家能源局下發下發能源標準化管理辦法能源標準化管理辦法、能源行業標準管理實施細則能源行業標準管理實施細則和和能源行業

25、標準化技術委員會管理實施細則能源行業標準化技術委員會管理實施細則（國能發科技（國能發科技201920193838號文）等管理標準號文）等管理標準四四、輸電線路設計標準、輸電線路設計標準輸電線路設計標準表層次圖DL1電力規劃設計DL1.1電力系統DL1.2發電DL1.3電網DL1.4技術經濟DL1.1.1電力一次系統DL1.1.2保護及安全穩定控制系統DL1.1.3自動化DL1.1.4通信DL1.1.5信息DL1.1.6 智能電網DL1.2.1燃料系統DL1.2.2化學水系統DL1.2.3鍋爐及輔機DL1.2.4汽機及輔機DL1.2.5儀表與控制DL1.2.6除灰DL1.2.7水工DL1.2.8

26、土建DL1.2.9勘測DL1.2.10電氣DL1.2.11環保DL1.2.12信息DL1.2.13管道DL1.2.14儲能DL1.2.15燃煤耦合生物質發電DL1.2.16太陽能熱發電DL1.3.1線路DL1.3.2變電DL1.3.3配電DL1.3.4勘測DL1.3.5環保DL1.4.1建設預算編制DL1.4.2項目劃分DL1.4.3費用性質劃分DL1.4.4費用構成及計算DL1.4.5其他費用編制DL1.4.6工程量清單計價DL1.4.7評價DL1.4.8施工組織大綱DL1.4.9招標文件DL1.4.10調試工程DL1.4.11監理工程DL1.4.12 結算DL1.4.13 太陽能熱發電DL

27、1.4.14其他2、標準體系編制層次結構四四、輸電線路設計標準、輸電線路設計標準1、輸電線路設計主要標準（五）輸電線路設計標準序號序號線路主要標準線路主要標準1 1架空輸電線路荷載規范架空輸電線路荷載規范2 2架空輸電線路電氣設計規程架空輸電線路電氣設計規程3 3架空輸電線路桿塔結構設計技術規程架空輸電線路桿塔結構設計技術規程4 4架空輸電線路基礎設計技術規程架空輸電線路基礎設計技術規程5 5電力工程電纜設計規范電力工程電纜設計規范6 6重覆冰架空輸電線路設計技術規程重覆冰架空輸電線路設計技術規程四四、輸電線路設計標準、輸電線路設計標準其他的線路標準都是圍繞這幾個標準制定的專項標準或綜合標準。

28、序號線路主要標準線路主要標準23 架空輸電線路工程初步設計內容深度規定24 110kV750kV架空輸電線路施工圖設計內容深度規定25 海上架空輸電線路設計技術規程26 高海拔架空輸電線路設計技術規程27 110kV750kV架空輸電線路設計規范28 1000kV架空輸電線路設計規范29 800kV直流架空輸電線路設計規范30 1100kV直流架空輸電線路設計規程31 220kV500kV 緊湊型架空輸電線路設計技術規程32 110kV750kV架空輸電線路大跨越設計技術規程33 特高壓架空輸電線路大跨越設計技術規程34 高壓直流架空輸電線路設計技術規程3535 電力工程電纜設計規范電力工程電

29、纜設計規范36 海底電力電纜輸電工程設計規范37 電力電纜隧道設計規程38 電力電纜隧道附屬設施設計規程39 500kV交流海底電纜線路設計技術規程40 海底電纜工程初步設計文件內容深度規定41 海底電纜工程施工圖設計文件內容深度規定42 氣體絕緣金屬封閉輸電線路設計規程序號線路主要標準線路主要標準1架空輸電線路荷載規范架空輸電線路荷載規范2架空輸電線路電氣設計規程架空輸電線路電氣設計規程3電信線路遭受強電線路危險影響的容許值4輸電線路對電信線路危險和干擾影響防護設計規程5交流架空輸電線路對無線電臺影響防護設計規范6直流架空輸電線路對無線電臺影響防護設計規范7直流架空輸電線路對電信線路危險和干

30、擾影響防護設計技術規程8架空輸電線路防舞設計規程9高壓直流輸電大地返回系統設計技術規程10架空輸電線路桿塔結構設計技術規程架空輸電線路桿塔結構設計技術規程11輸電線路鐵塔制圖和構造規定12架空輸電線路復合橫擔桿塔設計規程13輸電線路共享鐵塔設計規程14架空輸電線路結構鑒定及加固設計技術規程15架空輸電線路鋼骨鋼管混凝土結構設計規程16架空輸電線路基礎設計技術規程架空輸電線路基礎設計技術規程17凍土地區架空輸電線路基礎設計技術規程18架空輸電線路錨桿基礎設計規程19采動影響區架空輸電線路設計規范20重覆冰架空輸電線路設計技術規程重覆冰架空輸電線路設計技術規程21架空輸電線路覆冰觀測技術規定223

31、5kV重覆冰架空輸電線路設計規程四四、輸電線路設計標準、輸電線路設計標準2、輸電線路設計標準優化完善建議一一是標準數量不斷優化是標準數量不斷優化。輸電線路工程整合了不同電壓等級、線路類型的多項設計標準，形成了由荷載、電氣、桿塔等組成的大標準體系。二是標準水平穩步提升二是標準水平穩步提升。對現有標準逐年進行復審，不斷滾動修編，保證標準的先進性和適用性。三是標準內容緊扣時代發展三是標準內容緊扣時代發展。根據電網技術發展和工程建設需求，在新技術、新材料、節能環保、防災減災等方面，制定新的標準指導工程建設。四四是與國際逐漸接軌是與國際逐漸接軌。在標準制修訂過程中，積極與國際先進標準對標，豐富標準的理論

32、內涵，符合國際慣例，提升國內標準在國外的認可度。四四、輸電線路設計標準、輸電線路設計標準3、輸電線路設計標準工作建議一一是加強關鍵技術領域是加強關鍵技術領域、新領域標準的研究新領域標準的研究，重點在柔性直流輸電、微電網、儲能、數字電網等領域開展工作，并將研究成果應用成熟后納入標準體系。二是加強標準化與科技創新的互動二是加強標準化與科技創新的互動，將一些重要技術標準的編制列入國家重點研發計劃，并將新技術成果納入標準體系。三是加強工程技術標準的國際化三是加強工程技術標準的國際化，將中文標準及其英文版同時發布；鼓勵電網企業加大英文標準翻譯和推廣力度。四是加強各標準化管理機構之間的統籌協調四是加強各標準化管理機構之間的統籌協調，完善工作完善工作機制機制。匯報結束感謝2023年第十屆輸電技術大會論壇交流報告