大容量遠距離
交流特高壓均不如直流輸電
交流特高壓輸電工程適用范圍是輸電距離在500-600公里及以上、百萬千瓦級及以上的輸電容量，而直流輸電的輸電能力覆蓋了交流特高壓的輸電范圍。輸電容量和輸電距離是大容量遠距輸電能力的標志，交流特高壓輸電在這兩個方面都不如直流輸電。
中國已經(jīng)實現(xiàn)了±500KV到±800KV直流輸電工程，不存在技術(shù)障礙。根據(jù)國網(wǎng)公司公布的文章（《直流輸電系統(tǒng)電壓等級序列研究》），對應(yīng)兩直流電壓的典型輸電容量是300萬千瓦和750萬千瓦（一個輸電通道），覆蓋的輸電距離達2500公里以上。而交流特高壓目前一個通道（兩回輸電線路）的工程輸電容量僅為500萬千瓦，設(shè)計的輸電距離不超過2500公里。
輸電距離600公里，直流輸電比交流特高壓輸電節(jié)約一半，輸電距離越遠，直流輸電越經(jīng)濟。根據(jù)國網(wǎng)兩個交流特高壓工程設(shè)計和國網(wǎng)資料，我們采取相同的輸電功率（500萬千瓦/通道）和對應(yīng)輸電距離，就可以得到以下的交直流工程造價比較表（見下圖），結(jié)果是直流輸電比交流特高壓輸電至少節(jié)約一半，而且越遠越節(jié)約。輸電距離長達2000公里以上時，直流輸電的造價僅為交流特高壓輸電的1/5。
直流輸電的損耗與交流特高壓輸電相當(dāng)。理論上±800KV直流輸電與交流1000KV的綜合輸電損耗相當(dāng)，原因是直流比交流輸電導(dǎo)線利用率高，而交流變壓器比直流輸電的變流裝置效率高。比較是在經(jīng)濟電流密度相同的條件下進行的，具有可比性。如果電流密度不同，電流密度小的輸電損耗小，但輸電線因此帶來截面和投資增加，綜合結(jié)果也不經(jīng)濟。
直流輸電走廊占地僅為交流特高壓輸電的1/3。根據(jù)國網(wǎng)資料，±800千伏直流通道輸電容量為交流特高壓輸電通道容量的150%，直流輸電只需要正負雙極輸電線，而交流特高壓輸電要2×3相輸電線。一極直流輸電線與每相輸電線截面相當(dāng)，所以直流的輸電走廊占地只有交流特高壓輸電的約1/3，這些已為工程實際所證實。比較還沒有計入交流特高壓輸電的外加無功補償變電站。與直流輸電比，相隔約 250公里的輸電通道就需要多增加200畝以上的占地。
結(jié)合三華特高壓網(wǎng)的具體情況，采用直流輸電等替代方案，可以節(jié)約資金約3000億元以上，足以采取措施治理直流輸電替代方案可能帶來的技術(shù)問題。
為什么直流輸電更有經(jīng)濟優(yōu)勢
優(yōu)勢一：在電壓相近的條件下，直流的一極輸電線與交流特高壓的每相輸電線的輸電效果相近，架空線部分的直流輸電造價至少節(jié)約2/3。
優(yōu)勢二：交流特高壓輸電通道需要每隔250公里設(shè)立分段無功補償變電站，造價約為25億元，這是交流特高壓輸電比直流輸電外加多出的造價，削弱了長距輸電的優(yōu)勢。
優(yōu)勢三：直流輸電造價構(gòu)成中最貴的是兩端的換流裝置，輸電線不需要無功補償?shù)淖冸娬局С?，隨著輸電距離加長，單位造價會進一步下降。
輸電方式的選擇，本質(zhì)上是工程的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)化比較問題，充分發(fā)揮專業(yè)人員的責(zé)任感和積極性，加大科學(xué)的工程數(shù)值比較，吸引不同意見的研究論證，才有可能減少國家壟斷企業(yè)缺乏市場競爭和有效監(jiān)管的負面影響，也能為提高國家工程決策的科學(xué)性和電力創(chuàng)新能力作出積極貢獻。
(作者系清華大學(xué)電機系退休教師)
