国内外海底电缆输电工程综述

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配置，以实现电源结构的互补和电量交换。 目前欧洲地区是世界上海底电缆工程建设项目 发展最多、建设规模最大的区域，海缆总长度约为 10 183 km，设计交换容量约为 22 116 MW。 1.1.1 北欧地区 北欧电网发电量结构组成不均衡，例如：挪威 总装机容量中，水电占 95.73% ，而丹麦则是以火 电为主。但北欧各国电网通过海底电缆工程联网， 已基本实现了能源优化配置、降低发电成本、减少 备用容量目标，并获得了联网运行的经济效益。 北欧电网自 20 世纪 90 年代以来，各国家电网 互联的海底电缆工程项目主要有：挪威至丹麦；丹 麦至瑞典；丹麦至德国；芬兰至瑞典（一、二期） ； 瑞典至波兰；挪威至荷兰。这些工程均采用了直 流电压 400～ 500 kV 联网，海缆总长度约 2 140 km，设计容量 5 670 MW。海缆跨越的海域有波罗 的海、斯卡克拉克海峡、卡特加特海峡、波的尼亚 湾和北海 。 2008 年 9 月， 费达 （挪威） 至伊姆斯劳 （荷兰） ， 直流450 kV 海底电缆工程投入商业运行，该工程 的海缆跨越北海长度 580 km，海缆路由的最大水深为 410 m [4] 。 1.1.2 波罗的海沿岸地区 波罗的海沿岸地区电网由北欧输电协会 （NORDEL） 成员国组成， 其发电量构成： 水电 54%、 核电 21.8%、火电 21.7%、风电 7.4% 。各国已实 现通过海底电缆输电进行电量交换。 海底电缆输电工程项目主要有：瑞典至德国； 芬兰至爱沙尼亚（一、二期） ；丹麦本土至西兰岛； 瑞典至立陶宛。 工程均采用直流电压300～450 kV 联网，海缆总长度约为 958 km ，设计容量 2 900 MW。海缆跨越波罗的海、芬兰湾和大贝尔特海峡。 正在建设中的瑞典至立陶宛海底电缆输电工 程，设计输送容量 700 MW，采用直流电压500 kV 联网，海缆跨越波罗的海长度为 400 km，工程将于 2015 年投入商业运行 。 1.1.3 欧洲大陆地区 欧洲大陆电网及欧洲输电联盟（VCTE） ，包括 24 个国家和地区的 29 个电网运营商， 供电人口约 5 亿。各成员国交换电量约 304.1 TWh 。 欧洲大陆电网的海底电缆输电工程主要由 VCTE 成员国之间跨海联网，并跨越北海与北欧电
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网互联。其中主要海底电缆输电工程项目有：英法 连线通过 8 回直流电压270 kV 互联； 英国至荷兰； 爱尔兰至英国； 挪威至德国。 海缆跨越英吉利海峡、 北海和爱尔兰海。 挪威至下萨克森（德国）海底电缆输电工程已 完成可行性研究和设计，进入工程实质性的海缆制 造阶段，工程将于 2015 年投入运行[7]。挪威至斯比 尔特（德国）海底电缆输电工程采用高压直流输电 （HVDC） 联网， 计划将于 2016—2018 年投入运行。 海缆均跨越 这两项工程设计容量均为 1 400 MW[8]， 北海 600 km，海缆路由最大水深 410 m。 1.1.4 地中海沿岸地区 欧洲大陆地中海沿岸地区海底电缆输电工程建 设项目有：意大利至法国；意大利至希腊；意大利 本土至撒丁岛；西班牙本土至马略卡岛。工程均采 用直流电压 250 ～ 500 kV 联网，设计输送容量 2 100 MW。海缆跨越伊特鲁利亚海、亚得里亚海和 巴利阿里海峡。 意大利本土至撒丁岛的海底电缆输电工程为 2 回直流电压500 kV，采用“背靠背”方式互联，输 海缆跨越伊特鲁利亚海长度为 送容量 1 000 MW[9]。 420 km，海缆路由最大水深 1 600 m。 1.1.5 欧洲与北非地区 欧洲与北非电网海缆工程建设项目有：西班牙 至摩洛哥（一、二期） ；埃及至约旦（一期） ；西班 牙至阿尔及利亚；意大利至阿尔及利亚；意大利至 突尼斯。其中，西班牙至阿尔及利亚联网工程采用 直流电压400 kV 联网，其他工程均采用交流电压 400～500 kV 联网[10]。海缆跨越直布罗佗海峡、红 海阿尔斯湾和地中海。 2011 年投入运行的意大利至突尼斯联网工程 采用交流电压 500 kV，设计输送容量 600 MW[11]。 海缆跨越地中海长度为 200 km， 海缆路由最大水深 为 670 m。 1.2 亚洲地区 1.2.1 海湾阿拉伯地区 海湾阿拉伯地区的电网互联由海湾合作委员会 （GCC）成员国组成。海湾合作委员会互联电网管 理局（GCCIA）包括 7 个国家电网互联。 海缆工程建设项目为正在建设的沙特阿拉伯至 埃及海底电缆输电工程， 其一期将于 2012 年投入运 行，二期工程已进入实质性的海缆制造阶段，预计
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南方电网技术
第6卷
2015 年投入运行。工程采用直流电压400～500 kV 联网。设计容量 1 500 MW 1.2.2 东亚、东南亚地区 除的海湾阿拉伯地区外，亚洲其他地区各国电 网由于受地理条件的限制目前尚未形成各国之间以 海底电缆输电工程互联。但是，在各国本土向岛屿 供电、各国本土电网区域互联、陆地向石油钻探平 台供电等方面， 其海底电缆输电工程发展趋势较快。 东亚、东南亚地区海底电缆工程建设项目有：日本 本土北海道至本州，日本本州至四国；韩国本土南 海郡至济州岛；菲律宾本土华特岛至吕宋岛；中国 广东至海南，中国台湾至澎湖列岛。 上述亚洲各国（不包括海湾阿拉伯地区）海缆 工程设计输送容量为 4 640 MW。海缆跨越津轻海 峡、纪伊海峡、济州海峡、圣贝纳迪诺海峡、琼州 海峡和台湾海峡。 日本本州至四国的联网工程，以 4 回直流电压 500 kV“背靠背”方式联网，设计输送容量 2 800 MW
Review on Submarine Cable Projects for Power Transmission Worldwide
WANG Yushuang
(Guangdong Tianguang Project Supervision and Consultation Co., Ltd., Guangzhou 510620, China) Abstract: For the study on voltage level selection of submarine cable projects for cross-ocean power transmission in China, especially for the follow-up interconnection project of Hainan Power Grid with Guangdong Power Grid, this paper makes a review on the implementation of submarine cable projects for regional power grid interconnection worldwide since 1990s. The advantages and inherent defects of DC transmission with submarine cable as well as the dominant of VSC HVDC transmission with submarine cable are also discussed. Key words: regional power grid interconnection; submarine cable project for power transmission; cross ocean HVDC project; VSC HVDC transmission
1 国内外海底电缆输电工程
1.1 欧洲地区 欧洲电网主要由欧洲大陆电网及欧洲输电联盟
（UCTE） 、北欧电网及北欧输电协会（NORDEL） 组成。欧洲电网所覆盖的国家国土面积普遍较小， 工业高度发达，用电负荷密度大，电网结构密集[1]。 因此，欧洲各国电网迫切需要实施电能结构的优化
第2期
王裕霜：国内外海底电缆输电工程综述
国内外海底电缆输电工程综述
王裕霜
（广东天广工程监理咨询有限公司，广州 510620） 摘要：综述国内外从 20 世纪 90 年代以百度文库区域电网互联海底电缆输电工程建设，分析各国跨海域联网工程发展趋势，为 国内跨海联网工程建设输电电压方式的研究， 尤其是海南联网二期工程电压方式的选择提供借鉴和参考。 讨论了直流输 电用于海缆工程的优点与固有缺陷以及柔性直流技术应用于海底电缆输电工程的优势。 关键词：区域电网互联；海底电缆输电；直流跨海工程；柔性直流输电
海底电缆输电工程是跨海域联网工程建设的重 要组成部分，在实现电网国际化、区域电网互联进 程中起着重要作用。近年来，随着国内外输变电技 术的发展，在经济一体化、能源优化配置、减少环 境影响等因素的推动下，跨海域输电技术、海底电 缆制造技术、海底电缆工程技术不断向前发展。 海底电缆工程的建设受地域建设条件、海洋工 程条件和施工设备等条件的限制。工程建设涉及技 术领域广泛，投资规模较大，施工技术复杂。海缆 敷设于海床后，还要根据海缆路由地质情况，对海 缆进行的保护措施，包括海缆埋深、冲埋、套管、 抛石等防护稳固施工，这是海缆工程建设的重点和 难点。 海底电缆输电工程的建设主要应用于：各国电 网跨海域互联；区域电网跨海峡联网；向海洋孤岛 及海上石油钻探平台供电；输送海上可再生能源的 发电并网。 近年来，我国跨海域向孤岛和石油钻探平台供 电的输电工程发展较快。500 kV 海南联网工程的建
表1
Tab. 1
。中国广东至海南交流 500 kV 联网工程，设
计输送容量 600 MW。这些均属亚洲海底电缆输电 工程首创项目。 1.3 北美地区 北美联合电网由美国东部、西部电网和德克萨
各区域海底电缆工程指标汇总表
List of Index of Submarine Cable Projects in Difference Regions
2012 年 第 6 卷 第 2 期 2012，Vol. 6，No. 2
南方电网技术 SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY 中图分类号：TM726.4；P756.1
特约专稿 Featured Articles 文献标志码：A
文章编号：1674-0629（2012）02-0026-05
[12] [10]
1.4
。海缆跨越红海曼
大洋洲地区 大洋洲地区海底电缆输电工程均为国家本土区
德海峡，海缆路由最大水深 230 m。
域电网互联。其中，新西兰本土南岛与北岛电网互 联工程[14]、澳大利亚本土与塔斯马尼亚岛联网工程 均采用直流电压250～400 kV 联网[15]，设计输送 容量 1 700 MW。海缆跨越库克海峡和巴斯海峡。 新西兰本土北岛黑瓦兹至南岛班摩尔海底电缆 输电工程采用直流输电技术（HVDC）联网，输送 容量 500 MW 。
2 海底电缆输电工程发展趋势
20 世纪 90 年代以来在各国区域海底电缆输电工 程中，以交流电压输电方式的工程有 15 个项目，其
中电压等级 500 kV 及以上工程有 5 个项目。 资料显 示，2000 年以来投入运行的 500 kV 交流海底电缆 输电工程有 3 个项目。以直流电压输电方式的工程 有 67 项，其中高压直流输电（HVDC）13 个项目 （包括正在建设和规划项目） 。 1990 年后各区域海底电缆工程指标汇总如表 1 所示。
设，实现了超高压、长距离跨海峡区域联网工程的 突破。目前，国内已运行的海底电缆输电工程，均 采用交流电压进行系统连接。然而，在国外的海底 电缆输电工程，采用直流电压实现跨海域电网互联 已逐渐形成主流趋势。针对海南联网二期工程电压 方式的选择，有必要进行更为深入的可行性研究与 技术经济比较。 为此， 本文综述了 1990 年以来国内外海底电缆 输电工程建设，分析其发展趋势，并归纳了典型工 程的海缆保护措施相关信息，以便有关工程借鉴和 参考。