1.2 特高压输电技术的发展

从20世纪60年代起，由于输电容量的增大、输电线路走廊的布置日益困难、短路电流接近开关极限等原因，美国、苏联、加拿大、日本、意大利等国先后开始研究特高压输电技术，通过长时间的工作，在这个领域取得了许多重要的研究成果。目前，印度、巴西、南非等国都在积极研究特高压输电技术。

美国、苏联、意大利、日本等国是最早对特高压输电技术展开研究的国家。其中苏联和日本还建成了实际的交流特高压线路，尤其苏联是在中国之前唯一拥有特高压交流输电工程运行经验的国家。

特高压输电技术的研究在中国起步较晚，但发展很快。2009年1月以来，先后建成了晋东南—荆门1000kV交流输电工程、淮南—上海1000kV交流输电工程、浙北—福州1000kV交流输电工程，以及云南—广州±800kV直流输电工程、向家坝—上海± 800kV直流输电工程、四川锦屏—江苏苏南± 800kV直流输电工程、云南普洱—广东江门±800kV直流输电工程、哈密南—郑州±800kV直流输电工程、溪洛渡—浙西±800kV直流输电工程等特高压交、直流输电工程，一直保持安全运行，全面验证了特高压输电的安全性、经济性和环境友好性。

截至2017年8月，已经有6条1000kV特高压交流输电线路和9条±800kV特高压直流输电线路建成并投入运行。此外，还有1条1000kV特高压交流输电线路和4条±800kV特高压直流输电线路正在建设并将在2017年年底投入运行；同时，我国第一条±1100kV特高压直流输电线路也正在建设中，将于2018年投入运行。

下面将简要介绍苏联、日本、美国、加拿大、意大利等国的特高压发展历程及主要研究项目。

1.2.1 苏联

苏联是世界上最早开展特高压交、直流输电技术研究的国家之一，并且拥有较丰富的特高压交流输电工程实际运行经验。

苏联能源资源中心和负荷中心相距甚远，其东部的西伯利亚地区不仅有丰富的水力资源，且蕴藏大量煤炭，哈萨克斯坦地区也有大量煤资源，而大部分的电力负荷却位于西部，为保证电力供应，必须实现由东向西的长距离、大容量电能输送。

苏联1972年之前就对特高压基础技术进行了较全面的研究，主要是特高压输电的关键技术，如绝缘、系统、线路和设备以及对环境影响等问题。1972—1978年，苏联开展设备研制攻关，进行样机试制，并在1978—1980年转入正式生产的同时将原型设备投入试运行考核。

1973—1974年，苏联在别洛亚斯变电站建设了1.17km长的三相特高压试验线段，开展特高压试验研究。在1978年，建设了长达270km的工业性试验线路，进行了各种特高压设备的现场考核试验。1981年，苏联动工建设了5段特高压线路，总长度达2344km。1985年8月，苏联建设的世界上第一条1150kV线路在额定工作电压下带负荷运行。但在苏联解体后，由于输电容量大幅度减少、经费困难及政治因素等多方面原因，哈萨克斯坦境内中央调度部门把1150kV线路段电压降至500kV运行。

苏联特高压输电线路及两端变电设备在额定工作电压下，于1985—1991年期间实际累计运行四年时间，特高压变电设备运行情况良好，线路未发生因倒塔、断线、绝缘子损坏而导致停电等重大事故，不仅证明了其特高压技术具有较高的运行可靠性，同时也充分证明了特高压输电的可行性。

在特高压直流输电方面，1980年，苏联开始建设用于将哈萨克斯坦境内的埃基巴斯图兹中部产煤区的煤电输送到欧洲部分负荷中心的特高压直流输电工程。该工程采用±750kV、6000MW的输电方案，工程中所采用的直流设备均为苏联自行研制，并通过了型式试验，但由于各种原因，该工程未实际投入运行。

1.2.2 日本

日本是世界上第二个在特高压交流输电领域进行过工程实践的国家，在东京地区建设特高压交流输电线路主要是为了解决线路走廊用地和短路电流超限等困难。为了获得稳定的电源，东京电力公司（TEPCO）计划在沿海建设一系列核电站，总容量1700多万千瓦，由于距离东京不远，经过认证，采用1000kV特高压交流输电方案是最经济的。

1980年，日本中央电力研究所在赤城建立了长600m，双回路、两档距的1000kV试验线段。在该试验线段上，进行了8分裂、10分裂和12分裂导线和杆塔在强风中和地震条件下的特性试验，进行了特高压施工和维修技术，可听噪声、无线电干扰，电视干扰，以及电磁场的生态影响等方面的研究。东京电力公司在高山石试验线段上，进行了分裂导线和绝缘子串的机械性能，如舞动和覆冰等性能的研究和技术开发。东京电力公司采用NGK公司的电晕试验设备和1000kV污秽试验设备进行了污秽条件下绝缘子串的无线电干扰和可听噪声试验。另外，还进行了线路的操作、雷电、工频过电压和相对相空气间隙，以及在污秽条件下的原型套管和绝缘子串闪络特性试验。

日本是世界上第二个建成特高压线路的国家。1993年，东京电力公司建成了柏崎刈羽—西群马—东山梨的特高压南北输电线路，长度约190km;1999年，建成南磐城—东群马特高压东西输电线路，长度约240km。这些特高压输电线路均采用同塔双回架设。

特高压交流线路建成后，由于日本电力需求增长减缓，核电建设计划推迟，该线路一直以500kV降压运行。

1.2.3 美国

美国电力公司（AEP）为减少输电走廊用地，曾规划在765kV电网之上再建几条1500kV交流输电线路。美国邦纳维尔电力局（BPA）为将东部煤电基地的电力输送到西部负荷中心，满足长距离大容量输电需要，也曾计划建设1000kV级输电线路。

美国已建成雷诺特高压试验场（线路长523m），试验研究始于1974年。莱昂斯特高压试验线段（2.1km）和莫洛机械试验线段（1.8km），试验研究始于1976年。雷诺试验基地先后建成了多条试验段线路，其中包括±600kV直流双极试验线段，分别进行了交流环境试验、直流环境试验、交直流同走廊试验、特殊排列导线下的磁场试验等。

后来，美国并没有将特高压输电的研究成果付诸工程实践，主要原因在于此后电力需求增长趋缓，并实施了新的能源发展战略，在负荷中心建发电厂，发展分布式电源，从而降低了远距离、大容量输电的需求。

1.2.4 加拿大

加拿大魁北克水电局建造了户外试验场并进行了线路导线电晕的研究。试验场内的试验线路和电晕笼均用于高至1500kV的交流系统和1800kV的直流系统分裂导线电晕试验。在魁北克高压试验室进行了1500kV线路和变电站空气绝缘试验。在魁北克水电局户外试验场对8×41.4mm,6×46.53mm,8×46.53mm和6×50.75mm这四种分裂导线进行研究。魁北克水电局还曾对±600～±1200kV直流输电线路的电晕、电场和离子流特性进行研究。

1.2.5 意大利

20世纪70年代中期，为将南部规划核电送往北部负荷中心，同时节省线路走廊占地，意大利国家电力公司（ENEL）开始进行特高压输电工程的试验研究。此前，意大利和法国还曾受西欧国际发电联合会的委托进行欧洲大陆选用交流800kV和1000kV输电方案的论证工作。

在确立了1000kV研究计划后，意大利电力公司在不同的试验站和试验室进行了相关研究。意大利电力公司对操作和雷电冲击进行了试验，包括空气间隙的操作冲击特性、特高压系统的污秽大气下表面绝缘特性、SF6气体绝缘特性、非常规绝缘子的开发试验。在萨瓦雷托（Sava Reto）试验线段上进行了可听噪声、无线电杂音、电晕损失的测量。在电晕试验笼内，对多达14根子导线的对称型分裂结构，6、8和10根子导线的非对称型分裂结构以及0.2、0.4、0.6m直径管形导线进行了试验。还对特高压绝缘子和金具的干扰水平以及线路的振动阻尼器、间隔器、悬挂金具和连接件的机械结构方面开展了试验研究。另外，在萨瓦雷托的特高压试验线段下和电晕笼中，进行了电磁场生态效应的研究。

各国的特高压发展为中国发展特高压输电提供了经验借鉴。经过各国特高压技术的研究和发展，技术问题已不是特高压输电发展的限制性因素。现在特高压输电的发展主要由大容量输电的需求所决定。进入20世纪90年代后，特高压交流输电在国际上渐趋沉寂，工程应用处于停滞状态，甚至已建成的工程也纷纷降压运行。主要原因是相关国家的经济和用电的增长速度都比预期低很多，远距离、大容量输电的必要性下降。不过今后随着电力需求的增长，这种局面将会发生变化，例如俄罗斯的动力资源与负荷中心分布的基本格局并未改变，将来仍有可能会发展特高压交、直流输电系统。日本的特高压交流输电线路原先也计划在输电需求提高后再升压到1000kV运行，但2011年发生的地震、海啸、核灾难对福岛地区的核电站群今后的建设产生了极大的影响，所以“升压”一事最后是否会实现，尚有待观察。