韓軍鋒，燕 妮，蘇東奇，孔維波

(中國電建集團河南省電力勘測設計院有限公司，河南 鄭州 450007)

0 引言

我國能源資源分布的特點和用電負荷狀況決定了我國電力“西電東送”的基本格局和發(fā)展戰(zhàn)略[1]。當前，我國中東部各省正處于經(jīng)濟發(fā)展轉(zhuǎn)型升級的關鍵階段，經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展的內(nèi)生動力強勁，電力剛性需求穩(wěn)步提升。同時，在嚴格大氣環(huán)保要求、嚴控煤炭消費總量和能源消費清潔化的背景下，中東部省份積極爭取省外清潔電力保障省內(nèi)電力供應，超前開展跨省區(qū)輸電通道的科學規(guī)劃和綜合研究具有重要的現(xiàn)實效益和戰(zhàn)略意義。

本文依據(jù)當前能源電力發(fā)展與工程技術經(jīng)濟指標，結合具體工程實例，分析測算跨省區(qū)輸電對受端省份投資拉動、環(huán)境效益、稅收及就業(yè)等多方面影響[2]，研究提出跨省區(qū)輸電對受端省綜合影響分析的思路及方法。

1 對全省電力的影響

大規(guī)模電力饋入受端電網(wǎng)，對受端電力系統(tǒng)具有重大影響，在促使受端形成交直流混聯(lián)系統(tǒng)、增強耦合關系的同時，對電源支撐能力提出更高要求[3-6]。

1.1 對電網(wǎng)的影響

1) 換相失敗。換相失敗是直流輸電系統(tǒng)最常見的特有故障之一，嚴重時會導致直流系統(tǒng)閉鎖，中斷功率傳輸。從某省電網(wǎng)開展的電磁暫態(tài)分析情況看，該省網(wǎng)內(nèi)90%的同塔異名相故障會導致直流換相失??；500 kV交流系統(tǒng)N-1、同桿N-2故障，以及距直流電氣距離較近的地區(qū)60%以上220 kV系統(tǒng)故障，均可能造成直流換相失敗。特別是當?shù)貐^(qū)電壓支撐不足時，還可能發(fā)生連續(xù)換相失敗，引起送端電網(wǎng)大規(guī)模風電的連鎖反應，給跨區(qū)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來風險。

2) 功角失穩(wěn)。在交直流混合電力系統(tǒng)中，交流系統(tǒng)發(fā)生故障或直流輸電系統(tǒng)因內(nèi)部故障導致雙極閉鎖時，會出現(xiàn)大范圍的功率轉(zhuǎn)移，可能引起系統(tǒng)電壓跌落、線路過載、功角失穩(wěn)等問題[7]。仿真計算表明，當受端交流電網(wǎng)大受入時，500 kV電網(wǎng)聯(lián)系薄弱、電壓較低區(qū)域，若交流系統(tǒng)故障不能及時切除，可能導致直流閉鎖，發(fā)生更大范圍的功率轉(zhuǎn)移，造成系統(tǒng)電壓失穩(wěn)，引發(fā)大區(qū)電網(wǎng)解列。

3) 諧波交互影響。特高壓直流接入受端電網(wǎng)后，不僅增加了受端系統(tǒng)中的諧波源，交流濾波器和換流器的存在還改變了系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構，使整個系統(tǒng)的諧波作用更加復雜，可能會發(fā)生諧波交互影響，增加系統(tǒng)發(fā)生諧振或諧波放大的風險[8-9]。

1.2 對電源的影響

當發(fā)生直流雙極閉鎖的嚴重故障時，省外事故支援電力無法滿足受端負荷需求，需要受端區(qū)域內(nèi)支撐電源增發(fā)出力。如果受端區(qū)域支撐能力不足，在這種極端情況下，受端區(qū)域電網(wǎng)電壓將大幅度降低，可能造成省網(wǎng)電壓失穩(wěn)，進而導致區(qū)域電網(wǎng)解列，威脅大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。為了避免特高壓直流事故和直流突然降功率運行情況下的電力支援能力匱乏，需要在直流落點臨近地區(qū)布局一定容量的支撐電源，可保證事故方式下的電力供應，提高電網(wǎng)的可靠性。

2 對經(jīng)濟發(fā)展的影響

作為二次能源，大規(guī)模電力轉(zhuǎn)移對送受端經(jīng)濟發(fā)展帶來深遠影響：對于送端，外送電力帶動當?shù)仉娋W(wǎng)和電源建設，對加強基礎設施建設、帶動電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展、增加就業(yè)機會均有推動作用；對于受端，外引電力在保證電力供應、支撐經(jīng)濟發(fā)展的同時，也對受端省份經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響[10]。以下將從引入外電對受端省的電價、投資、稅收和就業(yè)等方面進行具體分析。

2.1 電價

電價不僅是電力企業(yè)的生命線，也關系國民經(jīng)濟和人民生活，其與國民經(jīng)濟其他產(chǎn)業(yè)成本直接相關。外引電力落地電價的高低對受端省經(jīng)濟的發(fā)展有明顯影響，落地電價過高會推高受端省份電價水平，不利于受電省實體經(jīng)濟用電成本的降低。

2.2 投資

投資對經(jīng)濟增長的直接拉動作用。對受端省份而言，外引電力需要新建換流站、輸電線路和配套變電站，此類項目在受端省內(nèi)建設，在項目的投資和建設過程中，除去依靠省外購入的材料和設備，還需要不斷運用貨幣資金購買省內(nèi)的生產(chǎn)資料如鋼鐵、水泥、電力等，從而催生對投資品和消費品的大量需求，拉動受端省國民生產(chǎn)總值增長；相反，如果外購電力容量以等容量省內(nèi)自建發(fā)電廠替代，那么受端省自建電廠也能拉動本省社會資本總投資，擴大地區(qū)總產(chǎn)出。并且考慮自建電廠項目投資規(guī)模更大且均發(fā)生在本省內(nèi)，對本省建筑材料以及運輸、餐飲服務等第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展的帶動更加明顯、作用更大。

2.3 稅收

按照現(xiàn)行稅務政策，電力外引在受端省份的配套輸變電工程在項目建設期，其建筑行為在發(fā)生地進行納稅，建設完成之后的運營期，對電力受端省的稅收貢獻幾乎為零。但每年輸送電量將擠占受端省煤電機組發(fā)電利用小時數(shù)，影響煤電企業(yè)的售電收入，導致受端煤電企業(yè)相應的納稅額度減少。

2.4 就業(yè)

外引電力配套的部分變電站、線路和換流站要在受端省份建設，項目建設過程中將通過工作人員的集聚拉動消費，增加就業(yè)，促進經(jīng)濟發(fā)展，但考慮電氣自動化程度較高，新建換流站和變電站可提供的就業(yè)崗位較少，對周邊第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展的帶動作用有限。相比之下，如果外引電力全部由省內(nèi)自建燃煤電廠替代提供，由于電廠建設周期長，施工建設過程中將帶動周邊交通、餐飲和住宿等第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展。電廠建成后，保證長期穩(wěn)定運行所需的運行維護人員較多，其對本省人員就業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的拉動作用更加明顯。

3 對環(huán)境保護的影響

外引電力可減少受電省份的工業(yè)固體廢棄物、廢水和廢氣的排放，減少對大氣環(huán)境的污染，緩解生態(tài)壓力。若考慮自建煤電機組電量替代，則燃煤發(fā)電帶來的污染物排放將擠占大氣環(huán)境容量，加劇本省環(huán)境治理難度。按照國家超低排放要求，燃煤發(fā)電機組大氣污染物排放濃度基本符合燃氣機組排放限值，即在基準含氧量6%條件下，煙塵、SO2、NOx排放濃度分別不高于10 mg/Nm3、35 mg/Nm3、50 mg/Nm3。以熱值為5 000 kcal/kg的原煤為基準，度電標煤耗按310 g (與之對應，度電原煤耗434 g)，據(jù)此測算，燃燒1 kg原煤產(chǎn)生煙氣約7.6 Nm3。標煤耗分別按310 g/(kW·h)和300 g/(kW·h)的度電大氣污染物排放見表1。

4 綜合效益分析

以“西電東送”某±800 kV特高壓直流線路為例，線路長度約1 600 km，設計最大輸電能力8 000 MW，規(guī)劃每年輸送電量500億kW·h，受端配套建設部分特高壓交流工程。

4.1 受端電網(wǎng)投資

外引電力配套新建換流站、線路和變電站，將直接拉動受端省份電網(wǎng)投資。參考我國已建特高壓工程相關數(shù)據(jù)和電網(wǎng)工程限額設計標準[11]，新建工程造價見表2?？紤]省內(nèi)特高壓直流線路、配套部分交流輸變電工程，初步測算可拉動受端省份電網(wǎng)投資150億元。

表2 特高壓工程造價

4.2 自建電源投資

若考慮外引電力8 000 MW，以受端省內(nèi)自建大型清潔煤電項目8 000 MW等量替代，結合火電廠限額設計造價標準見表3，初步測算，省內(nèi)自建煤電項目靜態(tài)投資均值為3 100元/kW，建設8 000 MW煤電項目帶動受端省份投資248億元。

表3 煤電機組參考造價標準 單位： 元/kW

4.3 環(huán)境效益

考慮外引電力等容量、等電量替代受端省燃煤發(fā)電空間，可減少了受端省大氣污染排放，生態(tài)效益明顯[12-13]。度電標煤耗按300 g計算，一條特高壓直流輸電500億kW·h/a，每年可減少受電省煤炭消費2 014萬t，減少大氣主要污染物排放1.55萬t，其中煙塵、SO2、NOx分別為 860 t、6 040 t、8 600 t。

4.4 稅收及就業(yè)

外引電力配套輸變電工程只有在施工建設期、在建造發(fā)生地納稅，建設完成的運營期間對電力受端省份的稅收貢獻很少。與此相對，受端省內(nèi)2×1 000 MW機組，年利用小時數(shù)5 000 h，上網(wǎng)電價按0.38元/(kW·h)，年售電收入38億元，產(chǎn)生稅金及附加約2.2億元，則一條年輸送電量500億kW·h的特高壓直流線路，等量擠占受端省內(nèi)煤電機組發(fā)電量，相應減少受端省份稅收約11億元。參考當前火電廠勞動定員標準和國內(nèi)先進電廠管理模式經(jīng)驗，建設2×600 MW煤電機組可創(chuàng)造運行經(jīng)營、維護檢修、三次產(chǎn)業(yè)等就業(yè)崗位約500人，外引一條8 000 MW特高壓直流將相應減少受端省份煤電就業(yè)崗位約3 600個。

5 結論

本文通過對跨省區(qū)輸電對受端省份經(jīng)濟、環(huán)保等綜合影響進行研究分析，以受端省份外引一條輸電能力8 000 MW的±800 kV特高壓直流為例，測算比較了外引電力對受端省的電網(wǎng)電源建設投資、稅收及就業(yè)、環(huán)境效益等多方面影響。本文的研究成果可為我國中東部省份制定中長期能源發(fā)展戰(zhàn)略、編制電力發(fā)展規(guī)劃及跨省區(qū)輸電規(guī)劃提供一種研究思路及綜合分析方法，產(chǎn)生一定的指導作用。

1)拉動投資，跨省區(qū)外引一條特高壓直流電力拉動受端電網(wǎng)投資遠低于受端省內(nèi)等量自建大型清潔電源項目投資。

2)環(huán)保效益，受端省每引入省外電力100億kW·h，可降低煤炭消費約400萬t，減少大氣污染排放約3 100 t。

3)稅收及就業(yè)，外引電力降低受端省份煤電機組利用小時數(shù)，減少煤電行業(yè)利稅約11億元，相應壓減受端省份煤電企業(yè)就業(yè)崗位約3 600個。