我国发电新能源发电分布对输电网建设的影响

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各自为政的美国电网模式给我国带来哪些启示?
近年来美国电网设备老化、技术陈旧问题逐渐显现,极端天气引起的大面积停电事故时有发生。对此,美国前能源部长比尔&理查森近期在美国《政治家》时政新闻网站上撰文指出,美国电网还停留在第三世界国家的水平。
  调度管理分散、运行机制不畅是美国电网安全事故频发的深层次原因。美国尚未实现全国联网,没有全国性调度机构,全国电网的安全可靠性仅由NERC协调。目前,美国电网共有520家电网公司,设立了127个分区控制中心。在美国工业格局和体制机制下,协调数量众多的电网企业和调度运行机构难度很大,电网安全责任落实的复杂程度也显著加大。美国多次大面积停电事故充分说明,过度分散的电网管理和调度运行体制,不利于大电网安全稳定运行。近年来,美国正采取措施来加强电网集中化管理,如成立了独立运行机构(ISO)和区域输电组织(RTO)、推行强制性电网运行可靠性标准等。  此外,美国电网发展没有及时跟上可再生能源发展等新形势。美国的煤炭和天然气资源丰富,电源布局与负荷中心基本一致,电力供需以就地平衡为主,远距离输电需求不大。但近年来,可再生能源发电装机比重扩大改变了这种状况。美国可再生能源资源丰富地区远离负荷中心地区,可再生能源规模化发展面临远距离输送和大范围消纳问题。相对于美国可再生能源快速发展,输电网建设却停滞不前,这种不协调的发展节奏,给可再生能源发展带来负面影响。目前,由于缺乏大规模远距离的跨区输电通道,风电等可再生能源发展已经受到制约。但在目前体制机制下,可再生能源远距离大容量输送所面临的跨州输电线路规划、选址和成本分摊等问题还难以有效解决。  对我国的启示  分散式电网管理体制增加电网规划、建设、运营协调难度,不利于电网协调可持续发展。美国电网产权分散、管理分散,形成区域化发展格局,难以整合成协调统一的全国性电网。过度分散的电网管理体制导致输电网规划、建设、调度和管理协调困难,也不利于大电网安全稳定运行。相较于美国,我国电网在统一管理体制下,更能发挥规模优势,有效降低建设、运行和管理协调成本,在近20多年电网高速发展的同时,未发生过重大电网安全事故,充分说明统一的电网管理体制更有利于促进电网协调可持续发展。  与美国不同,我国能源资源与负荷需求逆向分布,客观上要求我国电力发展必须走远距离、大规模输电的道路,满足我国能源资源大范围优化配置需求。因此,加大等远距离、大容量跨区输电线路建设力度,是满足我国能源大规模开发的外送需求,促进风电等可再生能源规模化发展和大范围消纳,保障国家能源战略实施的有效方式。  我国经济和持续增长,决定了我国电网仍处于快速发展阶段。目前,我国电网还相对薄弱,应建立健全电网投资的激励机制,建立合理的电价机制,保障电网持续发展能力,使电网适度超前发展,以满足社会经济发展需求,并增强电力长期安全保障能力。
责任编辑:Andy
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坚强智能电网:能源资源优化配置的平台
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  建设具有中国特色的智能电网,是立足于经济社会对我国电网发展要求的战略性选择,是构建经济、清洁、安全、稳定的现代能源供应体系的客观需求,对于保障我国经济社会和谐发展,实现节能减排,具有重要的意义。  
  我国迫切需要建立一个坚强、高效、可靠的智能电网,建成后的智能电网将以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展为基础,满足大规模可再生能源电力的接入,实现电网的“安全可靠、清洁高效”。
  坚强网架是智能电网的基础
  从我国能源和负荷分布现状以及世界电网发展的趋势出发,国家电网公司提出了建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,利用先进的通信、信息和控制技术,构建以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网的战略发展目标,形成了“一个目标,两条主线、三个阶段、四个体系、五个内涵、六大环节”的中国特色坚强智能电网的战略发展框架。
  智能输电网的规划和建设是具有中国特色的坚强智能电网的重要组成部分,是构建智能电网的关键环节,是整个坚强智能电网的物理载体。坚强可靠的电网架构是坚强智能电网的物理基础,是国家实施宏观能源战略、实现大范围优化配置资源、保障国家能源安全的基石,同时也是抵御多重故障、防止外力破坏和信息攻击、防灾抗灾的物质基础。只有构建了坚强可靠的输电网架构,才能帮助智能电网实现“经济高效、灵活互动、友好开放、清洁环保”,才能在此基础上构建以信息化、自动化、互动化为特征的国际领先、自主创新、具有中国特色的坚强智能电网。
  长期以来,我国电网发展相对滞后,网架结构相对薄弱。为适应“资源节约型、环境友好型”社会发展,满足快速增长的电力消费需求,必须加快建设各级电网,构筑结构合理、能力强大、运行灵活的输电网系统,实现安全、可靠和经济、高效的电力供应,促进电力行业的协调可持续发展。
  结合目前我国电网的发展现状及未来智能电网发展的总体要求,我国智能电网应构建连接大型能源基地及主要负荷中心的特高压输电骨干网架,实现跨大区经济调度和资源优化配置,具备强大的抗冲击和快速自愈能力,能够保证国家能源政策及行业发展目标的落实。
  坚强输电网是资源优化的保障
  规划、建设适应我国智能电网发展总体要求的特高压电网,可实现能源资源的大范围优化配置。我国能源与负荷中心逆向分布的特点,决定了大容量、远距离输电必将成为我国输电系统的基本特征。要解决这一问题,只能依托特高压交直流输电技术,构建以特高压电网为骨干网架的大型互联电网,实现跨区域、大容量、远距离、安全可靠的电力输送。
  在分析我国经济社会发展和能源资源分布情况的基础上,需对我国负荷、装机、电力流规模进行预测研究,论证构建坚强的特高压电网结构需要考虑的主要技术问题,并结合目前的技术水平,对电力系统中涌现出的各种新技术进行分析和评估,对500千伏电网和特高压电网的协调发展进行研究,提出满足“分层分区、层次分明”原则要求的合理的电网结构。
  加快建设以大型能源基地为依托,由1000千伏交流、±800千伏直流与±1000千伏直流构成的特高压骨干网架和各级电网协调发展的坚强输电网络,提升跨区输电能力,可以减少负荷中心地区环保压力,促进西部和北部煤炭主产区循环经济建设,促进区域经济协调发展。
  通过坚强的输电网络,也可以实现大容量可再生能源发电的可靠接入,提高电力系统接纳清洁能源发电的能力,满足大规模可再生能源发展需要。当前,我国加大了对风能、太阳能及其它可再生能源开发的力度。大容量间歇式能源接入电网,是智能电网发展的一个重要内容,同时对电网的接纳能力和资源优化配置能力提出了更高的要求。尤其是处于“三北”地区的大型可再生能源基地,当地电力需求有限,就地消纳困难,需要远距离输送到负荷中心地区。
  与传统发电方式不同,以太阳能、风能发电为代表的可再生能源属于间歇式能源,其大规模接入必将对电网的运行和控制方式产生重大影响,对电网而言,无论在技术上还是经济上,都是一个巨大的挑战。如何实现大容量可再生能源的可靠并网,并最大限度发挥可再生能源的使用效益,已成为亟待破解的重大课题。坚强智能输电网必须满足大规模间歇式能源的并网需求,能够促进我国清洁能源开发,推动能源结构调整。
  同时,要通过构建坚强灵活的输电网结构,来适应未来电力市场发展的需求。我国推进电力市场建设,对资源优化配置将起到积极的作用;但另一方面,资源优化配置意味着电网运行需要根据市场交易灵活调整,以最大限度发挥市场优化配置资源的能力。未来电力市场的发展对智能输电网的坚强可靠性及灵活性都提出了更高的要求,必须规划具有灵活的电能交换能力和运行工况调整能力的智能电网结构,通过网络调整实现对能源的有效管理和有效利用,提高电网的经济效益。
  提高输电网的灵活性和防御能力
  规划智能输电网应该具备两个基本特征,即“坚强可靠”和“智能灵活”。未来的智能输电网必须足够坚强,满足安全、可靠的供电要求,而且要更加智能,满足运行灵活、方便、开放的服务要求。
  “坚强可靠”强调的是智能输电网的鲁棒性。鲁棒性是智能输电网的最基本要求,是指在电网发生大扰动和故障时,仍能保持对用户的供电能力,而不发生大面积停电事故;在自然灾害、极端气候条件或外力破坏下,仍能保证电网的安全运行。同时,具有确保信息安全的能力和防范计算机病毒破坏的能力。
  “智能灵活”强调的是智能输电网的适应性和灵活性,能够满足智能电网不同阶段、不同层次、不同角度的需求,例如:适应大规模间歇式可再生能源的接入;适应未来电力市场的要求;适应未来新设备、新技术的应用;适应大规模储能设备的接入;适应分布式发电技术的应用等等。
  除上述智能输电网的主要研究内容外,还需要综合考虑智能电网建设过程中,其他因素对智能输电网的结构和形态产生的影响,例如:新型控制设备、控制技术对智能输电网结构和运行特性的影响;智能配电、用电网络的变革对智能输电网络的影响等等。当前,自然灾害对电网安全的影响显得较为突出,进一步提高电网抵御自然灾害的能力,也是未来智能输电网发展的重要方向之一。
国家电网公司2011年调度工作会议召开要求提升调度水平 保障坚强智能电网安全运行
中国电力企业联合会 主 办
通信地址:北京市宣武区白广路二条一号  邮编:100761
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我国高压输电网的发展及对架空线缆的需求
      上海电缆研究所 毛庆传
  一、前言
  二、我国电力发展战略规划初步情况
  三、电力通信的发展
  四、各种架空线缆的需求与发展
  五、结束语
  提要:文章通过对我国电力建设的现状、电力发展规划、电网建设重点等的分析,论述了我国西部电力资源开发及西电东送的重要意义,同时提出对线缆行业相关产品与技术的需求及新产品的发展,籍以提供行业厂家参考。
  一、前言
  改革开放以来,我国的电力工业得到迅速发展,至1998年底总电力装机容量为2.7亿千瓦,1999年底达2.94亿千瓦,到2000年4月,全国的电力装机容量已经达到了3亿kW。预计至2000年底总电力装机容量可达3.1亿kW,这样无论在电力装机容量上,还是在发电量上,中国电力都仅次于美国稳居世界第二位。
  发电获得很大发展,电网建设更是突飞猛进,到1999年底,全国已建成35kV及以上线路700000多kM,其中500kV线路21700kM,330kV线路7950kM,220kV线路120000多kM。就线路总长度而言,居美国和俄罗斯之后为世界第三位。近几年来,输电线路的建设规模不断扩大,增长速度明显加快。1998年与1997年相比,35kV以上线路总长度增加了30000多kM,其中220~500kV线路增加约13000kM。1999年与1998年相比,总长度又增加约50000多kM,其中220~500kV线路增加了20000多kM。全国已形成了东北、华北、西北、华东、华中、南方和川渝七个跨省大型区域电网和福建、山东、新疆、海南、西藏五个独立省网,全国电网覆盖率已达到95.6%。
  尽管如此,我国电力供应水平实际上还是很低的,人均不到世界平均水平的一半。中国现在人均装机0.222kW,人均发电量927kW,为发达国家的1/6~1/10。特别是九五期间,尽管一举扭转了长期以来的电力短缺的局面,但又带来了新的问题,主要是电力体制落后于改革形势和市场经济的发展,过分强调电源发展,轻视电网建设,众多的中小机组和各地区的分散办电,无法形成电力的规模化、集约化发展,也大大降低了一次能源的利用率。为此,根据国家国民经济总体发展规划,电力系统也在制订十&五乃至2020年电力发展规划。
  二、我国电力发展战略规划初步情况
  2.1 发展规划的总体思路
  电力建设的发展速度主要依据国民经济发展速度和国家发展的相关战略政策。&十&五&乃至&十一&五&期间,国家发展的相关战略政策有几大特点:
  ● 西部大开发,特别是能源资源的开发。
  ● 西电东送,既开辟能源市场,又支援中东部建设。
  ● 电力外送是我国加入WTO的优势。
  ● 城市化发展战略。国家计划用10年时间将2亿农村人口实现城市化。
  因此,国家电力建设的发展规划,主要考虑以下几方面:
  2.1.1 体制改革 &十&五&期间要在&九&五&国家电力系统改革的基础上,进一步推动电力系统体制改革,拓宽市场化道路,打破垄断,增强竞争机制。要打破省际间电力市场壁垒,特别是加强市场开放的监督力度,真正做到场网分开,竞价上网,且能保证电力的稳定供应。
  2.1.2 电源建设 注意西部地区能源的开发,积极发展水电,优化发展火电,适当发展核电,因地制宜发展新能源。在发电能力上,以国民经济年增长率按7%计,发电年增长率计划为5%左右,到2005年全国总装机容量达到3.65亿kW,2010年达到4.5亿kW,2015年达到5.5亿kW。
  2.1.3 电网建设 加大电网建设的投资力度,拿出电力建设资金的40%用于电网建设(过去只有25%)。2000年开始,启动大区联网工程,逐步建成全国统一的联合电网。
  2.2 电源建设规划
  开发西部地区丰富的能源资源是电源建设规划的重点。
  我国西部10省市区有着十分丰富的能源资源。水电资源理论蕴藏量约为55749万千瓦,占全国的82%,可开发水电资源约27434万千瓦,占全国的72%,目前开发程度不到3%,远低于世界水电资源的平均开发程度(22%)。已探明煤炭资源保有储量为3882亿吨,约占全国已探明保有储量的39%。
  西部地区经济尽管发展较为迅速,但仍落后于中东部地区,特别是大大落后于能源资源匮乏的东部地区。1998年西部地区当年GDP仅占全国的22.8%的比例,是我国的欠发达地区。按照党中央、国务院的战略部署,要把加快基础设施建设作为西部开发的基础,把加强生态环境保护和建设作为西部开发的根本,要把资源优势转化为经济优势作为西部开发的主要措施。因而西部地区的水电、煤电等电力资源的开发与电站建设,在&十&五&、&十一&五&乃至更长的历史时期,是我国电源建设发展的主要基地,加之山西和蒙西的煤电基地,从而形成我国西部的发电基地。
  在&十&五&期间,计划开工建设总装机容量为7600万kW的电站,同时关停总量为2600万kW中小型机组电站,净增总装机容量5000万kW。已确定在西部建设的电站主要有:
  ▲ 红水河的(广西)龙滩电站,装机420万kW;2007年投产。
  ▲ 澜沧江的(云南)小湾电站,装机420万kW;2008年投产。
  ▲ 大渡河(四川)的瀑布沟电站, 装机330万kW; (时间尚不详)。
  ▲ 黄河的(青海)公伯峡电站,150万kW,2006年建成。
  ▲ 清水江的(贵州)三板溪电站,100万kW,(时间尚不详)。
  ▲ 乌江的(贵州)洪家渡电站,54万kW,2006年建成。
  还有陕西、山西、蒙西的一批大型坑口电站,如:府谷电厂、神木电厂、大同电厂、神头电厂、托克托电厂、王曲电厂等。
  在&十一&五&乃至2020年前后,我国还计划建设一批水电、煤电站,主要有:
  ▲ 黄河上游的(青海)拉西瓦电站,420万kW,2005年开工。
  ▲ 金沙江下游的(四川)溪洛渡电站,1200万kW,2006年开工。
  ▲ 金沙江下游的(四川)向家坝电站,600万kW,2006年开工。
  ▲ 澜沧江的(云南)糯扎渡电站,500万kW,2014年建成。
  ▲ 雅龚江的(四川)锦屏电站,680万kW,(时间尚不详)。
  ▲ 大渡河的(四川)大岗山电站,220万kW,(时间尚不详)。
  ▲ 澜沧江的(云南)景洪电站,150万kW,2013年建成。
  陕西榆林地区煤炭蕴藏量非常丰富,为世界上最大的优质动煤田,仅探明且正在开发的神府煤田,储量就达1400亿吨。国家计划建设以榆林地区为主体的火电站群体,要在2010年实现向京津唐送电200万kW,2020年实现送电400万kW,并计划向上海送电1000万kW。
  另外还有山西、蒙西的一批坑口电站。坑口电站的建设不但更有效地利用煤资源变输煤为输电,也大大减轻了北煤南运的铁路运输压力。据悉,目前相关区域每年约近50%的铁路运力用于运煤。
  在中、东部地区,以后国家原则上不再批准安装火电机组,但要建设一批中、大型核电站。计划到2005年将核电比例由0.7%增加到2.4%,至2020年,我国核电能力要由目前的210万kW增加至4000万kW,使核电比例约增至16%。
  由上述分析可以看出,在&十&五&乃至以后更长一个时期,我国的发电基地,一是西北地区的水电、火电并行开发,二是西南地区的水电基地的建立。这就改变了过去分散办电,分散经营的混乱状态,而代之以统筹办电,合理利用资源,形成电力规模化、集约化生产的新局面。这不但是有利于当代,也是关系到我国长治久安,经济持续发展的英明之举。
  西北的水电集中在黄河上、中游。国家规划总共建设25座大、中型梯级水电站,总装机容量1665万kW,年发电量591亿kW&h。现已建成水电站7座,如龙羊峡、刘家峡电站等,总装机容量538.8万kW。这样还有18座水电站、1126万kW的水电装机容量有待开发建设。首先开发建设的是公伯峡、拉西瓦、积石峡、黑山峡等电站。
  西北的煤电(包括陕西、山西、蒙西地区)资源总储量约6000亿吨,集中了全国的65%的煤炭,是我国最大的煤电基地。
  西南地区的水电资源主要集中在四川、云南、贵州,其中四川、云南水电资源约占全国储有量的50%,国家计划重点投资开发金沙江、澜沧江、雅砻江、大渡河、红水河、乌江等河流的水电资源,这也是西部大开发的重点所在。
  2.3 电网建设规划
  2.3.1 西电东送的大战略
  我国西部地区蕴藏着极其丰富的能源资源,水电、煤电资源的开发利用,是西部开发的重点,也是西部将能源优势转化为经济发展优势的关键所在。但西部地区目前的经济发展水平不高,也不可能具有吸纳如此之大的能源资源的能力。相反,我国的中东部地区,特别是沿海地区,经济发展水平较高。这些地区也是我国经济持续发展的主要区域之一,电力需求量很大且增长量很快。据悉,上海、北京、广东、江苏等东部七省市用电量目前约占全国的37%。但是这些地区,能源资源极其缺乏,特别是上海、京津、广东地区。
  上海市是我国最大的经济和工业城市,经济总量及工业产值均居我国首位,2000年人均GDP可达4000美元,仅此而论已达到上中等发达国家经济水平。但是上海的供电现状是以地区性火电为主,单位面积上的电力装机容量高达1390kW/km2,大大高于位居第二的天津市(330 kW/km2),也远高于全国平均水平的23 kW/km2,尽管有山西阳泉煤电和后面的三峡水电站的输电,仍不能满足要求,预测&十一&五&内将缺电1000万kW,为此,上海市政府已与陕西签约,共同投资900亿元人民币,兴建总量达1000万千瓦的煤电基地,并向上海送电。
  京津地区是我国的政治中心所在地,也是经济发达地区之一。据悉,&十一&五&内将缺电1000万kW,除目前由山西、蒙西供电外,还需由陕西等西北地区供电。
  广东省是我国经济发达、能源短缺的省份,目前是靠进口煤、油发电,所用一次性能源的80%以上靠省外输入。经济发展很快,用电更是迅速增长,预计年间,全社会用电量将由1210亿kW&h增长到2670亿kW&h,10年间增长1460亿kW&h。
  以这三大地区为代表的东部地区经济发展增加的电力需求(包括关停中小型机组),国家原则上要求安排由西部供电,也是支援西部大开发,为西部资源开发提供市场,同时也进一步地促进中东部地区的经济繁荣,由此而形成了我国西电东送的大格局、大战略。
  2.3.2 电网建设特点与规划
  &十&五&期间乃至以后一个较长时期,我国电力建设是注重发展电网和发输并举的战略。&十&五&乃至&十一&五&期间,我国电网建设的特点和关键工程主要是:
  ● 三峡水电枢纽工程建立与送出工程的建设。
  2005年前完成60%以上的输变电工程建设,实现左岸电厂并网送电,2009年全部建成送电。
  ● 开辟西电东送大通道,形成西电东送大格局,促进西部开发,支援中东部地区经济建设。
  ● 加速推进实现全国电力联网。
  2010年实现北、中南三大主干国家电网大通道,2020年实现全国电力基本联网。
  ● 建设更高一级电压等级的输电网。
  首先从西北电网开始,使我国超远距离输电产生突破性进展。
  ⑴ 三峡水电枢纽工程建立与送出工程建设
  ● 三峡电站建址与装机容量:
  三峡水电枢纽工程建设在湖北省宜昌县三斗坪镇,位于宜昌市长江上游直线距离约30km,距葛州坝电站约20km。整个水电枢纽工程分为左(北)岸和右(南)岸电站两部分。左岸电站装机14台,又分左一电站和左二电站,右岸电站装机18台(其中包括6台备用机组)。电站单机容量70万kW,总装机容量为2240万kW,是迄今为止世界上最大的水力枢纽发电工程,也是二十一世纪初世界最伟大的工程之一。
  ● 枢纽工程输电系统:
  三峡电站库区附近的电力输送系统称之枢纽工程输电系统。它包括左岸电站、右岸电站、龙泉换流站、荆门站、荆州站、双河站、宋家坝换流站和右岸换流站等。
  左岸电站建设为一期工程,装机容量为980万kW,计划于2003年首台机组并网发电,2005年全部建成。它共有八回线,其中三回到龙泉换流站变为&500kV直流输送华东,二回送湖北荆门站,一回送荆州站后送华中,二回送川东。
  右岸电站为二期工程,计划2009年建成送电。右岸电站装机容量为1260万kW,分别经右岸换流站、葛州坝换流站和荆州站送往华东、华中和广东地区。三峡电站建成后葛州坝水电工程将不再往上海输电,改为供电湖北地区。原葛州坝��上海&500kV直流线路工程将为三峡电站向华东输电使用。
  ● 四大输电工程:
  三峡电站主要向华东、华中、广东和重庆地区送电,称为三峡电站四大送出工程。输向华东地区采用&500kV直流线路工程;输向华中与重庆地区采用500kV交流输电线路;输往广东地区则采用交流和直流两条500kV线路。下面分别叙述各线路情况。
  ① 华东&500kV直流输电工程,三条线路输送。
  ▲ 龙泉换流站 江苏常州政平站,输送300万kW电能;
  ▲ 右岸换流站 上海练塘,输送300万kW电能;
  ▲ 葛州坝 上海南桥(已建成),输送120万kW电能。
  这三条直流线路将720万kW的巨大电能输送到以上海为中心的华东电网,主要提供上海、江苏、浙江、安徽等省应用。这对上海经济区的发展将起到极大的推动作用,对以大电容为主的总容量约为5000万kW的华东电网也将是一个很大的扩容,同时对降低火电比例、减少火电投资、节约一次能源亦具有重要意义。
  ② 华中500kV交流输电线路将分为四大线路工程接入华中电网。
  ▲ 荆门站 孝感、咸宁,输电到湖北地区;
  ▲ 荆门站 南阳、郑州,输意到河南地区;
  ▲ 荆州站 南昌,输电到江西地区;
  ▲ 荆州站 湘潭、怀华,输电到湖南地区。
  四条线路总共有970万kW电能输入华中地区,它将极大推动该地区经济发展。
  ③ 送往广东地区的交流、直流两条500kV线路。
  ▲ 湘潭站 衡阳 广东韶关;
  ▲ 三峡右岸电站 广东东莞。
  两条线路将450万kW电能送入广东地区。为缓解广东地区缺电、促进广东经济的进一步繁荣与发展,具有重要意义。
  ④ 送往重庆地区的500kV交流输电线路将从左一电站以二回路向西经万县、长寿至陈家桥将200万千瓦的电能送达西南重镇 重庆。这对中央部署的&十&五&乃至以后较长时期内的西南地区大开发和以重庆为中心的西南地区的经济崛起创造良好条件。
  ⑵ 开辟西电东送大通道、形成西电东送的大格局。
  分别按北部、中部、南部三大电网通道,叙述西电东送工程。
  ● 北部电网:
  &十&五&至&十一&五&期间将建设:
  ▲ 蒙西丰镇 北京顺义双回500kV交流线路。
  ▲ 蒙西托克托&&应县安定双回500kV交流线路。
  ▲ 神头二厂徐水&&天津500kV交流线路。
  ▲ 晋北同与神头二厂送京津唐和河北南网共四回500kV交流线路。
  ▲ 蒙西达拉特、丰镇等东送京津唐的500kV交流线路。
  ▲ 蒙西托克托东送的二回500kV交流线路。
  ▲ 晋东南王曲电厂东送山东二回500kV交流线路。
  ▲ 配合公伯峡、拉西瓦水电站建设,规划建设青海&&陕西&&甘肃的一回750kV交流线路,并连至北京。送电距离约1300km。
  ● 中部电网:
  主要以三峡输变电工程为主,交流500kV线路6900km,直流&500kV线路2200公里(前面已详述过,但向广东的送电线路放在后面介绍),溪洛渡电站和向家坝电站,预计2020年实现向华中、华东和川渝电网送电。中部输电通道还要满足瀑布沟和锦屏水电站开发后部分电力东送的需要,具体输电线路工程尚在规划设计中。
  ● 南部电网:
  主要是由广西、贵州、云南向广东送电,在&十&五&期间要完成向广东送电1000万kW的各规划项目的建设。
  ▲ 天生桥&&广东第三回交流:以天生桥换流站为起点,经广西的百色、南宁、玉林至广东的茂名市,新建500kV交流800公里,工程还配套建设苹果至南宁500kV线路110km。
  ▲ 天生桥&&广东双回直流,&500kV线路,线路长1000km。
  ▲ 天生桥&&云南宝峰:新建500kV交流线路320km。
  ▲ 贵州&&广东交流工程:以贵州安顺为起点经贵州境内的惠水、广西的柳东、梧州至广州佛山,包括配套线路共新建双回500kV交流线路约1700km。2003年完成。
  ▲ 贵州&&广东直流工程:在贵州安顺地区至广东东莞建设一条容量为250万kW的&500kV直流输电线路,全长约1000km,同时配套500kV交流线路约300km,要求2005年送电。
  ▲ 华中(三峡)&&广东输电工程:该工程为华中与广东联网工程,北起湖南湘潭通过二回500kV交流线路至衡阳、再经一回500kV交流线路至广东韶关,新建500kV交流线路540km。2001年开工建设,2003年6月投产。
  ▲ 三峡&&广东直流输电工程:从三峡电站至广东东莞建一条容量为200万kW &500kV直流工程,全长约1000km,2005年投运。
  这些500kV输电线路工程,要求在2005年前完成投运,由此形成我国西电东送的北部、中部和南部的三大通道和多条主干线路,为以后的电力东送和全国联网创造了非常有利的条件。
  ⑶ 加速推进实现全国电力联网
  目前我国电网已形成了七个跨省大型区域网和五个独立省网,从而复盖了全国95.6%的国土面积。为了实现我国能源结构调整和优化,实现电力工业的产业升级、降低全社会电价水平,提高我国经济的国际竞争力,国家电力公司采取有力措施,规划并加速实施全国电力联网工程。&十&五&期间,安排十大跨区联网工程开工建设,主要有:
  ● 东北-华北联网 正在建设辽宁绥中电厂;河北迁西 500kV输电线路,今年实现先期联网。
  ● 华北-西北联网 考虑采用750kV交流线路,由公伯峡电站出线,兼顾拉西瓦和积石峡两座待开发水电站外送,送电距离约1500km,或从兰州站出线,送电距离1300km,落点在北京附近。
  ● 川渝-西北联网 考虑由陕西宝鸡;成都650km的500kV交流线路。
  ● 华北-山东联网 由晋东南王曲电厂向送电。
  ● 华中-华东;川渝联网,主要的三峡输电工程为主线,东西线路走廊总长度达到2000km以上。
  ● 华中;华北联网,正在进行直流背靠背工程的可行性研究。
  ● 华中;西北联网:正在进行直流背靠背工程的可行性研究,或者利用现有秦五330kV线路,至河南灵宝建直流换流站。
  ● 华中-广东联网:一条由湖南湘潭;广东韶关交流线路,一条是由三峡;广东东莞直接建设&500kV直流线路。
  ● 华东-福建联网:正在建设浙江金华;福州水口电站的500kV输电线路430km,计划明年建成送电。
  ● 广西天生桥-广东第一回500kV交流线路已建成,正在架设第二回,完成了云贵、两广的南方电力联网。
  这样,至2010年,三峡电站的建成并网送电,建成了以三峡输电工程以主体的全国北部、中部、南部三大电网,,近而形成了华中-南方-华东-华北-东北等国家电网的骨干网架,至2020年,随着金沙江的溪路渡电站、向家坝电站、澜沧江的小湾电站、糯扎渡电站、黄河上游的公伯峡电站、拉西瓦电站等一批大型水电站的建成发电、陕北的榆林地区火电站群体及山西、蒙西等地区一批大型坑口电站的建成发电,我国将建成全国统一联网的电力系统网,从而使我国电力工业迈入一个崭新的阶段,达到资源在东、中、西部更大范围内的优化配置,更好地推动全国经济的发展,同时我国还将建立南接泰国的输电线路,形成由云南向泰国输出300万kW电能的能力;北接俄罗斯,以形成承接西伯利亚低价电力的通道。
  ⑷ 建设更高一级电压等级的输电网
  ● 预计西北地区将建设750kV超高压网架。
  目前我国电网的主要电压等级是500kV,其中330kV主网主要是陕西、甘肃、宁夏和青海四省区。随着西部大开发的战略实施,特别是西北地区黄河上游拉西瓦等梯级水电站的建设和陕北煤电基地的开发,要开辟西电东送通道,大量电能东送及大容量远距离的输电,使得现在330kV主网能力难以承受,因而发展更高一级电压等级,预计首先在西北330kV电网之上开始。
  经过近20年的准备与论证,现在基本确定西北电网的更高一级电压为750kV(待报国务院批准),并且根据公伯峡电站送出和西北-华北联网的需要,规划于2005年之前建设满坪-兰州南750kV单回线路;配合拉西瓦电站送出工程的需要,2010年前,形成西起青海东至关中的单回750kV网架,2020年前后形成联结青海-兰州-银川-平凉-关中-府谷的750kV输电线路的西北电网主体网架。总长度约1000km以上。
  同时拟建设陕北-上海的三回&750kV直流线路,送电距离约1500km。拟建设兰州-北京750kV交流线路,送电距离约1300km。西北的750kV主体电网,既解决了电站出线走廊困难,又能满足大容量、远距离输电的要求,同时又便于与其它地区500kV线路的联接,便于西电东送。
  ● 西南地区丰富水电资源的开发,超远距离的西电东送,
  有可能采用更高一级电压等级。
  根据电力工程的实际情况,一般说来,送电距离接近1000km左右,500kV交流线路已不能满足要求,需建立&500kV直流线路。若送电距离达到1500km左右,就需采用&750kV直流线路,或1000kV特高压交流线路。
  我国计划在2006年动工兴建金沙江的溪洛渡和向家坝电站,要向华东、上海送电,输电容量大,送电距离约在1500km以上,估计有可能出现1000kV的特高压交流线路。
  三、电力通信的发展
  3.1 光纤通信网替代微波通信
  长期以来,电力系统的通信与控制主要是利用微波实现。随着科学技术的发展,特别是光纤通信技术的日新月异,极大地促进了电力系统光纤通信的应用。由于光纤的工作频带宽、通信容量大、传输损耗小,完全不受电磁干扰的影响,所以在长途距离、高电压的架空输电线路中得到了广泛的应用。
  光纤传输与微波传输相比具有传输容量大,中继距离长,传输准确性高,抗干扰性强的特点,具有微波传输无可比拟的优越性。
  在七十年代后期,国外一些发达国家,如日本、英国、法国、美国等率先开展光纤应用于电力传输线路的研究开发工作,并在八十年代初期投入工程运行应用。大量使用了光纤复合架空地线作为传输通道。同时,全介质自承式光缆、地线缠绕光缆等各种架空电力光缆亦大量投入应用。
  电力系统应用的特种光缆主要有:
  ● 光纤复合架空地线(OPGW);
  ● 全介质自承式光缆(ADSS);
  ● 地线缠绕式光缆(GWWOP);
  ● 架空地线捆绑光缆(GWBOP)。
  在我国,1985年葛州坝水电工程引进了国内第一条OPGW而建成首条电力光纤通信与控制线路,至今15年间,我国电力光缆的应用获得极大的发展,积累了一定的工程设计和使用运行经验。
  随着光纤通信技术不断提高,光通信器材质量日趋稳定可靠,加上十余年电力光通信系统的运行经验,电力系统逐渐接受了以光纤通信替代微波通信的观念,并开始着手进行大量的规划和筹建电力光纤通信网的工作,从而开始被之为电力系统通信的一场革命的伟大变革。
  根据国家电网的发展,电力系统光通信网络已提出二次发展规划,要在2010年前,建成国家&三横四纵&的国家电力光通信的主干线网,要求所有新建500kV线路均采用OPGW,以形成国家电力的主干线光通信网络;要求各地区(包括省市)建立区域光通信网络(主要是220kV、110kV和35kV线路),从而形成全国的光通信网络。
  3.2 电力光通信网的建设会对全国光通信系统的发展创造空间
  我国的架空输电网络几乎复盖了整个国土。针对光通信网络建设来说,架空线路的走廊通道是一笔巨大的资源财富,充分利用这一丰富的通道资源,与邮电、广电、联通等各电信行业联合,或共建或租赁,或出让光纤通道。形成全国的光通信商业网络,必然极大地推动和促进这些电信行业通信业务的发展,这些网络的建设将会明显地节约大量的投资,极大地缩短工程建设时间,从而为全国光通信网的建设,形成多个运营行业联合网络的发展创造有利的条件和空间。
  3.3 我国电力光缆的应用现状
  3.3.1 光纤复合架空地线(OPGW)
  我国自1985年葛州坝电站引进英国BICC公司产品之后,不同地区先后引进了荷兰Philips、法国Alcatel、美国Focas、AFL、德国Simens、意大利Pirelli、日本日立、古河、住友等国家公司的产品,可以说,世界发达国家的几个著名生产OPGW的大公司或专业公司,在中国市场上都有产品应用。至目前投入运行的500kV线路工程应用总量约为3000km,正在建设的工程约有5000km。这些工程中,绝大部分的OPGW都是进口产品。
  进入2000年以来,OPGW的设计选用更是蓬勃兴起,不单是新建500kV架空线路全部采用,连220kV,110kV的新建线路也大量选用。特别是广东地区,新建110kV及以上线路全部采用,而较少考虑选用ADSS。
  3.3.2 全介质自承式光缆(ADSS)
  我国最早引进ADSS光缆是在1995年山东青岛等地,使用的是美国美铝藤仓(AFL)公司的产品。1996年3月国产第一条ADSS光缆在大亚湾核电站安装运行。此后,国内ADSS光缆的应用很快,98年初我国ADSS光缆引进约1000公里,国产600公里,共1600公里,99年初线路上安装的ADSS光缆约公里。1999年底安装的ADSS光缆已达10000公里,据统计广东省就安装了5000公里。在1999年安装的ADSS光缆中,国内厂家生产的数量已超过进口数量。
  进入2000年,各地区架空输电线路纷纷进行改建,设计采用ADSS,建立光通信通道,以形成区域光通信网,特别是山东、江苏等地区。年初预计今年全国ADSS新增用量会达到10000公里以上,并且已不需要进口了。但实际投入建设的工程,远超过这个数字,只是由于下半年光纤市场突然变得紧张,价格猛涨,且有价无货,由此也大大影响了ADSS的工程架设,具体有多少工程落实,尚无法统计,但由此可看出,电力系统光通信网建立的重要性和迫切性。
  3.3.3 地线缠绕式光缆(GWWOP)捆绑式光缆(GWBOP)
  在我国,缠绕式光缆没有获得推广应用;地线捆绑式光缆在架空输电网尚未得到大量应用。
  四、各种架空线缆的需求与发展
  4.1 常规产品的需求
  4.1.1 钢芯铝绞线
  钢芯铝绞线(包括铝绞线)仍然是我国今后一个较长时期内,高压输电线路所采用的主要线种。由于稀土优化综合处理电工铝导体技术的完善与普及应用和镀锌钢线制造行业工艺技术与水平的提高和线缆行业电工水平的进步,已经使我国以钢芯铝绞线为代表的主要架空导线已经达到国际同类产品的先进水平,在技术和质量上已能满足用户系统的要求。在电力事业发展,输电工程建设已作为重点建设内容,形成西电东送,全国联网大格局的新时期内,以钢芯铝绞线为代表架空导线,肯定会有大的需求量,若以2000年需求总量为60万吨计,年递增10%,预计至&十五&末可能达80万吨~100万吨。
  4.1.2 铝合金线
  包括铝合金绞线,钢芯铝合金线等。目前国内生产厂家主要是武汉和杭州厂,上海铝线厂已新建成专业铝合金导线生产车间,生产AL-Mg-Si型高强度铝合金导线。经过九十年代中期的技术改造,并引进了国外先进的关键工艺设备,使产品达到了相关国际标准的要求,质量和水平已取得了用户的认同与好评,已在国内许多线路工程采用,包括二滩水电站工程等。随着电力事业的发展,高强度铝合金导体以其优越的性能越来越受到电力系统的重视。在&十五&乃至以后更长的时期,高强度AL-Mg-Si电工导体应用将会有很大发展。比如华东-福建联网的500kV工程,设计采用钢芯铝合金绞线;三峡电站枢纽工程中的架空地线采用LHGJ-150/25型绞线;大跨越工程用导线、重冰区及高载流量线路都将采用铝合金导线。以往几年国内市场铝合金导线用量不大,在架空导线中所占比例不及1%,每年平均约吨,包括一部分出口。预计&十五&乃至以后,国内铝合金年用量逐渐会达到1万吨以上。如果使用比例达到5%,那将有约3万吨。目前线缆厂家主要应采取措施,提高成品率,降低产品成本,再加强宣传与技术服务,以求不断拓宽市场,提高使用量。
  4.1.3 铝包钢线
  铝包钢线特别适合用于大跨越导线、架空地线、通信避雷线、铁道载流承力索等。
  国内自七十年代开发电工用铝包钢线以来,产品质量一直不能令用户满意。经九十年代的有关厂家的技术引进,极大提高了技术装备水平和产品质量,已达到国际先进标准的水平,并取得用户的认同,产品价格也逐渐被用户所接受。因而年应用量快速上升。99年的铝包钢线年用量估计年,今年将可达到吨(均不包括出口数量)。电力系统许多工程都采用铝包钢芯铝绞线作导线,用铝包钢绞线作良导体地线。预计明年以后年用量会达1万吨左右。目前国内主要有五个厂家生产,总能力为1万吨,其中个别企业由于经营不善使设备能力未能得到发挥。影响铝包钢生产能力的主要设备是双金属拉线机,有眼光、有实力的厂家已在策划增加拉线机,以扩大生产能力。
  4.2 新产品的需求与发展
  4.2.1 电力光缆的需求与发展
  我国电力系统向全社会开放和电力网络的通信与控制系统由微波向光通信过渡,这已是不争的事实,这必然极大地推动电力光缆的大量应用。另外,我国疆城广阔,&西电东送&的电网发展格局,决定了电网输电距离长,复盖面大,全国电力光通信网络的建立,必将大量采用电力光缆。由此决定了电力光缆的应用前景必然十分广阔。
  ⑴ OPGW的应用与发展
  在电力光缆中,OPGW以其先进的制造技术,高度的使用可靠性和长期的工程运行经验而倍受用户信任。在全世界范围内,是使用量最多的电力光缆,可以应用于任何条件下的工程线路。考虑到其经济性与工程的实际情况,以应用于110kV及以上线路更为经济适用,特别是220kV及以上线路,预计我国今后一段时期内,OPGW年用量会在5000公里以上,其中约50%以上应用于500kV线路。并且是以铝管和不锈钢管结构并存发展为主要趋势。
  ⑵ ADSS的应用与发展
  随着技术的进步,特别是护套材料的技术发展,ADSS性能将日趋完善。其应用于35~110kV线路,特别是改建线路,经济性及可靠性更高。在我国有50余万km这样的线路,即使按一定比例采用,数量亦相当可观。据估计,从2000年开始,预计我国每年将有10000km以上的ADSS线路投入建设。
  ⑶ 缠绕式和捆绑式光缆的应用
  缠绕式光缆由于在我国运行未获很好效果加之敷设的主要设备-缠绕机仍需进口,这就妨碍了工程的应用与检修,估计不会有大的发展。
  但是,在我国,35kV以下架空线路,特别是农村与边远地区电网的光纤通信的发展,估计最合适的电力光缆是地线捆绑式光缆。经济、方便、技术要求低,一旦要建立网络用量将非常大可能是未来一个时期电力光缆的又一个潜在市场,这一点,请行业各相关厂家应予密切注意。
  4.2.2 大跨越导线的需求与发展
  我国是多江河湖泊,多高山峡谷的国家,特别是西部的开发,将西北的水、火电、西南的水电送往较为发达的中、东部地区,高压输电线路势必要经过各种跨越段区,特殊性能的大跨越导地线的需求是必然的。
  我国大跨越导地线在80年代中期以前,基本都是立足于国产化,但是近十余年来,则大部分都采用进口产品。这里面有改革开发的推动,更有国内当时相应产品,如特高强度镀锌钢线,高强度铝合金线,高强度铝包钢线等无法达到其技术要求和质量水平的影响。随着技术进步,行业各厂家经过长时期的技术开发与技术设备引进,最近几年内,这些主要原材料都能达到相关要求,这也促使用户系统在一般大、中型跨越工程倾向采用了国产大跨越导地线。对线缆行业来说,这是个很好的新开端。
  在电力规划或正在建设的输电工程中,有不少工程都有大跨越区段,如三峡工程中,向华东送电,需跨越汉江、长江;向广东送电需在湖北荆州跨越长江,在湖南跨越四江(澧水、沅江、资水、湘江),在广东跨越珠江等。贵州向广东送电以及以后的溪洛镀、向家坝电站向华东送电,陕西向上海送电等重大工程将会有许多大跨越区段,这都需要我们线缆行业具备这类特殊产品的专项技术、生产条件和综合配套能力,况且大跨越导地线的附加值还是较为丰厚的。
  大跨越导线的技术要求很高,如这次我们为三峡工程研制的芜湖长江大跨越导线,主跨越段1910m,单根导线长度3500m,导线总拉断力456.9kN,拉力单重比达15.7kN/km,为特高强度镀锌钢芯高强度铝合金绞线。要求&3.70镀锌钢线抗拉强度为1770MPa以上,1%伸长应力大于1550MPa;铝合金单线抗拉强度在300MPa以上,电阻率优于0.0320&O&mm2/m,为目前国内最高水平,达到日本同类产品水平。
  应该说,大跨越导线各项主要材料的制造,我国已具备了接近或达到了国外先进水平,但是产品质量的稳定性是关键,需要我们相关各方共同努力,提高工艺技术水平,完善工艺条件,加强工艺与管理的控制,稳定产品质量。另外,尽快开展大跨越导线综合工艺性能和使用性能的研究,以提高我国大跨越导线研究和制造水平。
  4.3 新产品的研究开发
  4.3.1 750kV及1000kV特高压输电线路用导线
  如前文所述,我国750kV的超高压输电网预计会在西北最先建设,西北地区地处高原,由于电压等级高又为高海拔地区,架空线路必然需要具备特殊性能的导线,如防电晕性能,降低电磁干扰等。这当中导线的结构和表面质量尤其重要,包括生产、包装、运输、贮存、施工过程中对产品表面的影响及应采取的措施。
  4.3.2 扩径导线
  主要是针对高海拔(海拔2000m以上)地区高压架空输电线路用导线和电站、变电所用导线与母线。我国西北地区和西南地区是今后国家的主要电力资源地,而该地区恰恰为高原地区,要建设电站,变电所和架空输电线路,特别是500kV、750kV乃至1000kV的线路,必然需要扩径导线。
  4.3.3 高导电率铝导体
  目前大批量应用的电工铝导体(包括稀土优化处理电工铝导体)导电率为61%IACS。并且工业化生产技术已经相当成熟。随着科学技术的进步,进一步提高电工铝导电率就成为行业中的一个新课题。将电工铝导体导电率由目前的61%IACS提高至63%IACS,也就成为新时期铝导体,产品研究的发展方向之一。在&十五&期间,如果能完成63%IACS铝导体的研究并实现工业化生产,推动工程应用,无疑对行业相关技术与产品的开发和电力行业的节能具有重要意义。
  4.3.4 扩容导线
  由于各地区经济的迅速发展,电力需要量不断增加,特别是大城市的送电线路的输电能力已远不能满足新形势下用电量的需求。若新建线路城市土地非常紧张选择走廊的难度很大,改掉原线路投资大,周期长,且影响城市供电。最佳方案是在原有线路走廊上,利用原有杆塔,换成新型导线,提高输电容量30%~50%乃至更高,从而有效地解决了上述各类问题。但关键是新型扩容导线的提供。
  国际上新型扩容导线主要是分为二类:材料型和结构型(或者二者结合)。材料型主要是采用高强度耐热铝合金和高强度镀锌钢线或特种钢线等,允许提高载流量和使用温度而较少影响其机械物理性能。结构型主要是在导线通电温度升高后,由于导线结构特殊或者材料产生不同形变而使加强芯与导体之间产生应力的重新分配,从而较少影响原有机械物理性能,以保证线路的正常运行。由此看来,扩容导线就是能提高使用运行温度,而保持其综合机械物理性能的一种新型导线。
  4.4 相关产品标准规范的发展
  4.4.1 国际标准规范
  ⑴ 电力光缆标准规范
  在IEC 61396、IEEE 1138(光纤复合架空地线OPGW)和IEEE P1222(全介质承式架空光缆ADSS)基础上,经过IEC TC7和SC86的联合工作已经提出电力架空光缆(Aerial optical cables along electrical power lines)标准的结构系列,并针对每种电力光缆的标准制订,开展相关工作。
  CI(国际大电网会议导则)推荐的标准也是IEEE 1138和IEEE P1222,并且IEEE也在继续标准修订工作。
  ⑵ 型线同心绞架空导线标准工作
  国际电工委员会(IEC)TC7技术委员会正在组织起草该项产品的技术规范。
  ⑶ 耐热铝合金导线标准工作
  耐热铝合金导线的标准规范,IEC已列入新工作项目,着手开展相关工作。
  4.4.2 国内标准
  ⑴ 架空导线标准
  &圆心同心绞架空导线&标准-GB/T 是等效采用IEC 61089标准,已修订并批准实施,替代GB 。该标准将电工铝、铝合金和铝包钢三大导体及相关绞线均包容其中,内容广泛,方便于生产制造的管理和工程设计的选用。
  ⑵ 铝包钢线标准
  等同IEC 1232-电工用铝包钢线,新国标GB/T 已颁布实施。
  ⑶ 电力光缆标准
  OPGW的行业标准-光纤复合架空地线(JB/T )已经正式颁布实施;ADSS的邮电行业标准&&全介质自承式光缆(YD/T 980-1998)已发布,但尚不能满足电力系统要求。
  有关各方正在积极协商组织电力系统用ADSS标准规范的制订工作。
  ⑷ 架空导线用镀锌钢线标准
  为配合新标准GB/T 的贯彻实施,需修订《钢芯铝绞线用镀锌钢线》-GB ,以等同于IEC 。目前全国电线电缆标委会正在组织这方面工作。
  五、结束语
  我国经济的持续高速发展,西部大开发的战略实施和国家电力发展的战略调整,进一步推动和促进了我国电力事业的大发展,特别是近二十年以内,给我们线缆行业提供了极好的发展机遇。
  在近期内,我国将加入WTO。&入世&以后,我们国家,包括企业的经济、技术及各种商业活动都将融入国际一体之中,都必须按照国际统一的游戏规划进行运作。这种国际市场的国内化,国内市场的国际化,对我们每个企业都是严峻的考验与挑战。赢得挑战才会有更大的发展空间,相反则生存空间越来越小,最后被淘汰出局。国内市场的广阔前景,国内厂家的激烈竞争,&入世&后国外产品的强烈冲击,如何应对,是我们行业的一个大题目,作为企业大厂要发挥品牌、技术、装备等的综合优势,摒弃管理混乱、包袱沉重,人浮于事的劣势;中、小企业要发挥机制新、包袱轻,特色性强的优势,弥补品牌、技术、装备弱的劣势。大力开展技术创新、管理创新、特色产品创新,不断提高市场竞争力和应对&一体化&冲击的能力,在&一体化&大潮中立于不败之地。
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收录时间:日 15:23:16 来源:互联网 作者:匿名
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