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特高壓交流應用前景研究

2015-11-10 15:51:02 5e   作者: 蒙定中  

一、 歐美俄日曾研究應用交流特高壓失敗,聯合國文件又作了結論,

為什么要重走世界已失敗的道路?

回顧上世紀歐美俄日等曾為“遠距離輸電”而長時大規模研究交流特高壓,前蘇聯為實現交流1200kV的長距離(1905公里)輸電,從1972年起步,4年后建成1公里試驗線路,8年后建成設備,10年后才完成調試和開始建設實際工程,13年后才正式投運。在1985~1994的9年運行中,雷擊跳閘特多,電暈損耗特大,過電壓問題特嚴重,不得不在線路上都裝設100%補償的并聯電抗器,結果最多只能送160萬千瓦,實踐證明前蘇聯經歷22年也不能解決其技術風險,又極浪費投資,不得不永遠降壓500kV運行了。

日本東京電力在1992~1999年建成交流1000kV線路共426公里,但未建變電站,只能500kV運行;國網公司在國家發改委2005年北戴河召開的“特高壓輸電技術研討會”報告稱:“根據東京電力的預測,2010年期間南巖木特高壓干線有必要升壓運行”。而在2007年底【國際大電網委員會】在日本大阪召開的《電力系統發展會議》時,蒙工(蒙定中)作為會員作大會報告,以中國(除臺灣一次外)從不發生重大停電的經驗來論證不應采用交流特高壓的問題,從東京電力代表得到的回答是:“接受了教訓,不再升壓了。”

上世紀在直流輸電技術上成功地應用可控硅代替了水銀整流器,從而既安全又經濟地達到了“遠距離輸電”的目的,結果交流特高壓在世界上確無實用價值了。

2005年聯合國經濟社會部在紐約發表的報告(Multi-DimensionIssuesinInternationalElectricPowerGridInterconnections)指出“Voltagesashighas1200kVhavebeenusedinRussiaforsomelong-distancelinesacrossSiberia.Above1000kV,however,thepracticaldifficultyandexpenseofequipmentandinsulationthatcanwithstandsuchhighvoltagesbecomesprohibitive.交流1200kV曾在俄羅斯的西伯利亞長線路使用,無論如何,超出1000kV伏時,能承受如此高電壓的實際難度、設備和絕緣的代價,都過高而難以采用。”聯合國文件所指包括兩個風險:一個是技術難度風險,另一個是經濟代價風險,這是世界上從技術經濟上判別交流特高壓失敗的結論。

此外,聯合國文件還從電網結構上指出:“長距離輸電應用直流,和交流比較,超出600公里都是直流輸電的經濟距離,而且直流輸電比較安全、可靠,有優良的特點。”聯合國文件還指出不同交流電網通過直流聯網,可以避免同步網本身運行出現的很多技術問題。又引證損失7000萬千瓦的2003年美加大停電事故,任何一處故障都影響整個同步網,同步網愈大、線路愈長、電壓崩潰和穩定問題愈嚴重,更會連鎖反應導至全網大停電。

2003年美國能源部召開兩次“國家電網預想會議”,研究了美國電網

Grid2030年預想計劃,主要是建立由東岸到西岸,北到加拿大,南到墨西哥的跨越全國的主要采用超導體技術和直流輸電骨干網架,特別是采用直流將東西區內分更多的區,縮小每區的范圍,而且認為現有超高壓電壓已滿足發展需要,不需交流特高壓。2008年美國電科院和直流聯網公司曾研究了美歐重大停電,建議將美國東部網應用直流隔離分為四個交流區,同時也適用于美國西部網和西歐,這可以說是在電網結構上解決重大停電的重要策略。

2005年歐盟成立歐洲智能電網技術平臺,2006年發表了“歐洲電網的未來展望和策略”提出,歐洲2020年和將來主要運用直流輸電,根本不考慮采用比現有交流400kV更高的電壓,更不用經歷失敗的交流特高壓了。更值得注意的近年具備世界上最寵大交流電網的歐洲卻接受了改造電力系統結構經驗,采用直流分區;目前已應用42套直流作隔離設施,將歐洲分很多“分區”,以提高電力系統的可靠性和防止系統大停電。這說明中國電網結構的安全經驗已得到世界的重視。

1965年以來世界上曾發生了25次電網重大停電(每次電力損失800萬千瓦

以上),電力容量占世界首位的美國重大停電最嚴重,發生6次;歐/(北)美號稱技術先進,但重大停電共14次,負荷損失過半,占54.2%。

中國電力容量現已占世界首位,除臺灣地區一次外,為什么從不發生重大停電?上世紀70年代末,電力部工作組不僅調查分析國內事故,還分析了全世界大停電,認為:“連鎖反應造成大停電的原因——不受控制的系統結構和保護”,所以制定了《電力系統安全穩定導則》。改革開放以來,建立了可靠的交/直流、分層、分區的電網結構,分散的外接電源結構和三道防線,系統失穩可能偶而發生,但不能造成大停電;而且由于區間為直流聯網,任一區故障/失穩都不會波及鄰區。但“三華交流特高壓聯網”就完全違反《穩定導則》分層、分區和分散外接電源的規定;另一個主管部門——南方電網公司決定不采用交流特高壓,繼續按《穩定導則》以直流隔離將南網分2~3大區,再將廣東分東、西兩個小區,交流500kV遠距離輸電有的改為直流輸電,有的改為中、短距離,特別解決交直流并列運行的不安全問題,又長遠解決廣東交流500kV系統的短路電流超標并保證更多直流輸電的安全饋入,這才是我國電網英明的決策。

二、交流特高壓線路和設備最難抗冰雪災害和地震

從2008年初我國南方冰雪災害和2008年5月12日四川汶川里氏8級大地震災害結果證實,交流電壓愈高的線路倒塔和變電站設備損壞愈嚴重。因此,可按線路倒塔和變電站設備損壞的原因分析,交流特高壓線路和設備最難抗冰雪災害和地震。

1.冰雪災害

2008年初春的冰雪災害,造成了長時間大面積電力中斷。多年來國內關注重點都放在大電網、大機組、高電壓、西電東送/南北互供等長距離輸電,但這一龐大的重點系統在這場冰雪災害卻表現如此脆弱,難以防止大面積的上億人口受停電災難。交流電網范圍愈大、一旦受災,波及范圍愈大;不能光靠大電網電壓愈高的線路,輸電距離愈長、河山跨越愈險,一支塔倒,全線停電。

線路導線覆冰是倒塔的殺手,2008年1月12日以來,受強冷空氣影響,我國長江中下游及其以南地區出現入冬以來最大幅度的降溫和雨雪天氣。據有關報道,此次冰雪災是該地區近50多年來最嚴重的一次,湖北、湖南、江西、安徽、貴州、云南、廣西、廣東等地區的電網均遭受了最嚴重的覆冰災害,其中貴州和湖南兩省遭受的損害最為嚴重。線路設計覆冰厚度一般為10~15mm,但這次冰雪災中大多數都超過了30mm,有的超過50mm。

交流電壓(kV) 110 220 500 1000

每個鐵塔的導線數 三相中每相分裂導線數 1 2 4 8

 單回線塔導線總數 3 6 12 24

 同塔雙回導線總數 6 12 36 48

平均塔高度(公尺) 35 45 65 105

下表列出不同電壓線路的數據,可見電壓愈高的輸電線路,三相中每相的導線就愈多,覆冰愈嚴重,而且它的塔也愈高,塔距也愈長,覆冰后更易倒塔。

17年前加拿大魁北克一回230kV線路在冰災時倒塔,修復時覆冰設計從45mm提高到65mm水平時,稱將增加三倍設計負載,如果將每相2分裂改為單導線,就解決問題,可見分裂導線數愈多,愈易因覆冰倒塔。

這次冰暴中如浙江省的倒塔數:500kV–167;220kV-43;110kV-23。湖南華潤500kV線倒塔401基,雙回線倒塔占75%,貴州500kV線倒塔嚴重等,說明500kV線每相為4分裂導線,單回共12、雙回共24分裂導線,倒塔最嚴重;而且塔更高,塔距更長,以致倒塔更嚴重。

交流特高壓1000kV線不僅每相為8分裂,一回線共3×8導線,現在都應用同塔雙回,共48導線,而且為降低環境干擾,每相不得不選粗大又昂貴的8×630導線,它比500kV線路所取的4×400導線不僅數量多一倍,而且每根導線更重更粗,同樣的覆冰厚度,重量更重,影響更嚴重。且平均塔高77公尺(約為兩倍500kV塔高),塔距又長達530公尺(加拿大735kV伏線塔距冰災后由原450公尺分別縮短為410和370公尺),更易受風冰影響倒塔損毀,最不安全。

2.地震

2008年5月12日四川汶川發生里氏8級特大地震時,電壓最高的500kV

變電站的瓷柱、瓷套根部斷裂嚴重,包括變壓器的高壓套管根部斷裂、避雷器

底座斷裂、瓷柱式斷路器瓷套斷裂、隔離開關支柱瓷瓶斷裂等等。因為都是

不粗大的瓷柱、瓷套過高造成頭重腳輕,一旦發生強烈地震,使其震動搖擺,

造成根部斷裂,不可修復,只能更新。220kV設備的瓷柱、瓷套損壞不嚴重,

因為其高度不高。

特高壓變電站更難抗地震,特高壓示范工程1100kV設備瓷套更高達11.3

公尺,相當于500/220kV瓷套高(4.6/2.5公尺)的2.5/4.5倍,頭更重腳更輕,地震時更易根部斷裂。

特高壓南陽變電站1100kV設備瓷套高立/頭重腳輕

四川電壓愈高的鐵塔在山體滑坡時,愈易傾倒;交流特高壓線路更難抗地震,因為鐵塔更高,在山體滑坡時更易傾倒。

三、以交流特高壓構成龐大自由聯網必將走上世界重大停電的道路

1965年以來,世界上共發生25次重大停電(每次負荷損失≥800萬千瓦),其中電力容量占世界首位的美國重大停電最多(6次),最嚴重(負荷損失占全部的29.6%);號稱技術先進的美/加/歐共發生14次,次數和負荷損失分別占全部的56%和54.2%。從原因分析,重大停電大都發生在區域龐大的交流電網結構。

中國電力容量現已占世界首位,除臺灣一次外,為什么么從不發生重大停電,因為35年來貫徹了《電力系統安全穩定導則》。按導則建立了〈分層〉〈分區〉〈分散外接電源〉的〈三分〉電網結構,特別建立了六大區域都不大的分區,區間主要用直流聯網,完全防止了重大停電,成為世界上最安全可靠的電網結構。

下表從世界近半個世紀的實踐分析,交流電網是否合理分區是造成或防止重大停電的關鍵,那些電網區域過大,又自由聯網,一有故障即連鎖反應全區而造成重大停電;我國裝機容量不少,但用直流分區后,各區范圍不大,構成堅強負荷中心,更分散外接電源,而不是自由聯網,結果很安全。

交流電網規模寵大己造成重大停電的事實

國家 

裝機

(萬千瓦) 電網面積(萬平方公里) 東西距離(公里) 南北距離(公里) 重大停電 

電網結構分析     

     次 損失

(萬千瓦) 占比

例(%)      

國 南區 7270 59 701 841 - - - 交流區域小-很安全     

 東區 75500 551 1870 2945 3 10100 19.7 不用直流分區(或分區不足)使交流區域過大;更難以分散外接電源構成點對網的分區結構;結果成為一旦故障即連鎖反應全區的寵大自由聯網結構     

 西區 20000 328 1169 2805 3 5042 9.9      

歐洲 84500 1016 5200 3400 4 7161 14.0      

巴西 8900 851 3200 3200 5 9687 19.0      

印度北方 11000 216 1800 1200 3 9673 18.9 分區區間以交直流并列相聯,不起分區作用     

國 東北 6305 73 600 1280 - - - 主要用直流分區,各區范圍不大,現行電壓既可構成負荷中心和相互聯系的骨干,并作為分散電源的點對負荷中心輸電(遠距離則用直流),并解除電磁環網,成為可控制故障連鎖反應的安全電網結構     

 華北 15202 112 1060 1100 - - -      

 華中 17473 131 1650 1250 - - -      

 華東 17706 57 500 1140 - - -      

 華南 17473 120 2020 800 - - -      

 西北 5751 135 1930 1050 - - -      

 臺灣 2009負荷 4 135 324 1 1550 4 不分散外接電源;低頻減載/低頻切機不配合     

 三華

特高壓聯網 50381 300 2350 2530 ? ? ? 從裝機/范圍/自由聯網走上美國道路;且交流特高壓更不如美國超高壓安全/經濟     

但國網要破壞30多年已經歷世界安全第一的五大分區結構以<交流特高壓聯網>成為當前世界最寵大的交流電網結構,從區內裝機/電網范圍/自由聯網方式都走上北美不安全道路;特別不同卻更危險的是【交流特高壓比美國現有超高壓更不安全】,可見后果更為嚴重。

我國現行《電力系統安全穩定導則》規定:“合理分區,…采用交流或直流方式互聯應進行技術經濟比較。”如過去500kV網由黑龍江經華北、華中聯到四川就發生低頻振蕩,影響東北的北電南送暫態穩定水平降低50萬千瓦,2008年底東北-華北間投入背靠背直流就徹底根除了這個問題。交流特高壓示范工程將華北-華中相聯就出現低頻振蕩問題,因為兩側發電機群愈多、等價轉動慣量愈大、振蕩頻率愈低、阻尼更弱,低頻振蕩功率高達20%,只能降低其輸送容量到160萬千瓦運行,相當500kV線輸送容量。

按中國經驗采用直流聯網將龐大的交流系統分為若干區,它不僅達到正常聯網效益,還可控制聯網潮流;防止一個區的故障/頻率崩潰/電壓崩潰/失穩振蕩波及相鄰區;更將大區范圍固有的動態和暫態穩定、低頻振蕩或“連鎖跳閘”等一系列復雜問題徹底解決。根據2006年7月1日華中電網失穩事故的大量故障錄波分析,華中唯一對華北的交流聯網在事故過程的壞作用,不僅促進了華中電網的失穩,而且延誤了再同步和恢復運行的時間。所以,區間聯網必須用背靠背或長距離直流輸電,個別交流聯網只是暫時性措施。

(1)大區范圍應再以直流分區辦法長遠保證安全

在直流聯網的條件下,多大的交流區域比較合適?它和采用的最高一級電壓有關,如交流500kV輸電遠可達500~600公里,常用200~400公里,由它首先構成一個或幾個負荷中心,然后擴及全區。根據上表數據,東西或南北最長的距離:最長是華南2000公里、西北1930公里;其他都為1100~1650公里。怎樣從長遠解決一個大區的安全輸電問題?華南電網就應用直流再分2~3個大區,廣東再分兩個小區,就完全解決交流遠距離輸電一系列安全問題。本人研究華東電網建議采用直流再分四個大區,既解決短路超標問題,又縮小大區范圍也是最安全最經濟的合理措施。一個大區的東西/南北距離不宜過遠,如有條件再用直流再分區以縮小其范圍,不少固有的交流遠距離輸電和短路電流超標問題都得到解決,更保安全。

(2)加強負荷中心/骨干網架

大區內負荷中心應有堅強環網和大機組支持,增大短路容量和慣性;聯絡各負荷中心的骨干主要是加強大區總體結構,使外接電源對大區接近單機對無窮大;骨干應作負荷中心電力交換,不應長期作單方向的大容量電力傳送。

(3)分散外接電源

在負荷中心或區外的遠方電源(包括交、直流)不應在電源側相聯,一般應獨立直送負荷中心,每一輸電走廊電力一般不應大于受端負荷的10%,任一外接電源/線路出問題或失穩,形成單機對無窮大系統的振蕩,僅此單機處于送端,其他送端電源皆成為受端,作為受端電源的后盾,使電網更可靠/快速恢復正常運行。

預想將來我國大區還宜再有分區,既滿足發展需要,將會解決短路電流過大等一系列問題,更為安全可靠;由于歷史證實區域不應擴大,有的維持現有范圍,有的還將縮小其范圍,所以現有的超高壓電壓完全滿足發展需求。對于各大區的外接電源,不超過600公里的外接電源可采用現有交流超高壓的點對負荷中心輸送;超過的采用直流輸電。因此,作為網架或外接電源輸送都完全沒有必要采用交流特高壓,何況它在技術原理上有致命弱點,極不安全;在同等距離和輸電容量的經濟投資比較上,它為交流500kV輸電的2.8倍(600公里),極為浪費。總之,我國六大區電網的發展趨勢是增加分區,更不應建「交流特高壓聯網」反而違背《電力系統安全穩定導則》<分區>的規定擴大交流網區域而減小了分區。

四、中國電網安全經歷國際首位,不應為國網極度浪費的交流特高壓

聯網破壞

1.北戴河會議以來交流特高壓聯網之爭

國內交流特高壓之爭已經歷十年,隨著其示范及華東工程的經歷,證明它確實既不經濟,又是世界棄用且中國實踐的落后技術。回想十年前,即2005年6月發改委能源局為研討國網公司報請構建<交流特高壓國家級電網>,在北戴河召開<特高壓輸電技術研討會>。會前國網一位領導(現任總經理)來蒙工房間給予<高級顧問>為條件,但首先要求蒙工支持交流特高壓。在討論會上本著為國家負責的精神,蒙工不為國網優惠所動,按照會議安排作為第一位發言人,仍按原準備的報告進行了一個多小時發言,主要內容為:“上世紀世界研究和實踐交流特高壓輸電技術失敗了,而直流遠距離輸電取得了成功;有史以來世界上90%的重大停電(每次損失>800萬千瓦)都發生在龐大又自由相聯的交流電網結構中;我國(除臺灣一次外)為什么從來沒有發生重大停電?因為三十多年來我國電網貫徹了現行《電力系統安全穩定導則》,全國電網基本以直流隔離為六個大區,任一區事故都不影響鄰區;如將全國聯成一個交流特高壓同步電網,嚴重違反《穩定導則》[分區]規定,就會重走世界上其他國家經歷的失敗道路,不但造成嚴重的浪費,而且必然會發生重大停電事故”。

北戴河會后南方電網公司做了認真、深入的科學研究,確認了遠距離輸電應采用直流,根本不應采用既不經濟又極不安全的交流特高壓。在此情況下,國網公司為了鞏固壟斷,即使明知構建特高壓電網違反《穩定導則》,將構建<交流特高壓國家級電網>改為<交流特高壓三華電網>。

十年以來,經我們老專家有科學實踐理由的大力反對,“十二五”時間過半,三華聯網道路受阻、規劃未批。2013年7月8日,發改委能源局召開標有“特急”字樣的<促進電網科學發展座談會>,時隔八年,再次邀請我們老專家參會,發改委能源局新領導聽取我們老專家的意見。

南方電網由于繼續認真貫徹《穩定導則》,在2013年7月能源局召開的南網“十二五”規劃審查會上匯報了<南方電網2013-2020年規劃研究報告>的結論:“南方電網未來西電東送發展主要采用直流輸電技術。同時,“十二五”期以后不再對各省間電網的交流斷面加強。遠景南方電網將以省區電網為基礎,逐步分解為2~3個同步網格局”。南網再分2~3個區的結論僅討論了一天就得到專家們一致認可,由能源局成文下達執行。

2.中國電網安全經歷世界首位,交流特高壓破壞安全又極度浪費

30多年來我國除臺灣外從不發生重大停電,主要是貫徹了《穩定導則》的「分層」「分區」「分散外接電源」規定,但“三華”特高壓聯網完全違反《穩定導則》的三分規定,必然走上美、印度、巴西重大停電的不安全道路。何況交流特高壓比目前世界上所用的超高壓,在技術原理上更有致命弱點,極不安全,又極其浪費。

國網劉振亞領導在2014年4月專訪時,仍宣傳交流特高壓的輸電功率約500萬千瓦,是500kV交流輸電的5倍,所以號稱交流特高壓輸電節約投資又節省線路走廊。從特高壓示范/起步工程表現它輸送能力還不到500kV線的兩倍,而且它每段線不能長(約300公里),必需靠500kV網聯接支持才能多送電,構成不安全的電磁環網。從基本原理上對同塔雙回的1000kV2回線路和兩個同塔雙回緊揍型的4回500kV線路的計算分析,證實它輸送能力真不到500kV線的兩倍,和500kV線輸電相比,它極不安全,更極其浪費。在同等距離和輸電容量的經濟投資比較上,它為交流500kV輸電的2.8倍(600公里),為直流輸電的2.84倍(1000公里)和4.24倍(2000公里),極為浪費。作為外接電源輸送、即使國網現在宣傳的西部煤電鳳電東送,采用直流東送既安全又特別經濟,都完全沒有必要采用交流特高壓,由于交流特高壓在基本原理上存在致命弱點,又極其浪費,根本沒有實用價值。

3.〈三華交流特高壓聯網〉為遠輸電不得不違反《穩定導則》構成無數

1000/500kV<電磁環網>,更不安全

到底一回交流特高壓線路輸送能力能否達到500萬千瓦?如僅為單回線按導則規定經歷單相瞬時故障時,近距離300公里是勉強達到。三華聯網規劃卻全部是同塔雙回線,按規定要保持一回線故障跳閘后的穩定,則300公里也達不到了。

三華聯網更是2000公里以上,每隔300~400公里必須靠500kV網支撐,才能遠輸電,結果不得不違反現行《穩定導則》的〈分層〉規定,構成無數1000/500kV電磁環網,但仍不能多送電,因為一旦1000kV線路故障,原輸電力就轉移到500kV電網,電力稍大就會造成穩定破壞事故。

我國歷史上最嚴重的2006年7月1日華中電網失穩事故就是兩回500kV線路因保護誤動跳閘,178萬千瓦電力通過500/220kV〈電磁環網〉轉入220kV網造成穩定破壞。構成電磁環網是違反《穩定導則》,國網在事故后不得不將華中的環網解環。明知電磁環網違反《穩定導則》,為了推行交流特高壓,仍錯誤使用數十處1000/500kV〈電磁環網〉,不僅極其浪費,平均一回也只能送300萬千瓦,仍然永遠達不到國網公司一貫宣傳的500萬千瓦輸送能力,更嚴重的是埋下了數十處重大停電災害的〈電磁環網〉隱患。

4.中國電源嚴重缺乏調峰、國網不負責解決、反而以此虛偽宣傳交流特高壓

2014年3月24日中央電視臺主持<激辯特高壓>會,為給交流特高壓造勢,《對話》“激辯特高壓”就發生一個不可原諒的導向錯誤——唯有發展交流特高壓,才能解決“棄風、棄光”問題——將中國發展新能源引入企圖。薛禹勝先生提出“要更大規模地去開發風電資源和光伏資源,那就一定要打造一條電的高速公路”。王益民先生指出“新能源發展這個空間還遠遠沒有打開,解決辦法一是發展特高壓技術,另一是發展智能電網技術。”因為辯論無對立方參與,王益民先生和薛禹勝先生的關于“消除棄風、棄光,唯有發展特高壓”的高論,成了《對話》節目向全國公眾展示特高壓優越性的“辯論”成果。遺憾的是,《對話》完全脫離中國電網實際,不顧風電和光伏發電間歇性的基本特性,將中國風電、光伏發電等新能源的發展引入歧途,更解決不了公眾關心的棄風、棄光問題。

2014年底我國風電并網容量達10064萬千瓦,居世界首位,占全國裝機的7.5%,主要集中在東北、華北和西北,約共占88%。但其年利用小時居世界末位,說明風電發展問題嚴重,2014年全國風電利用小時僅為1893,尚比2013年的2080降低了67小時;關鍵是在電源結構上缺調峰電源配合。

建議政府部門理解、重視解決二十多年來積累至今在電力工業存在的嚴重<調峰>問題,作為重啟電力改革從長遠解決的重要決策之一,不是單純的技術問題,而是在電廠方面改革水/煤/核/氣/風/光電的合理布局、貫徹節能減排決策;在電網方面應創造條件,大力發展應有的調峰能力,保證盡快恢復電力工業合理的安全可靠/經濟/合格排污運行。國網王益民先生和薛禹勝先生的關于“消除棄風、棄光,唯有發展交流特高壓,甚至與治理霧霾扯到一起”,完全是脫離實際、違反科學的謬論。

五、交流特高壓輸電技朮毫無持續發展的活力和生命力

國家能源局原局長張國寶為了力挺交流特高壓,發表過一篇《交、直流之爭的歷史和現實趣聞》的文章,講述130年前愛迪生公司堅持直流輸電和西屋公司堅持交流輸電的繁雜爭論,結果愛迪生以失敗告終。他說,這一爭論提醒人們,“再偉大的科學家也不是神,不可能要求他們事事都是權威、正確。科學技術日新月異,新理論、新技術、新產品層出不窮。歷史從來都是長江后浪推前浪,不能憑老經驗、老知識去當九斤老太,武斷阻止新技術的發展和推廣應用。對新東西要允許試、允許探索,而不是一棍子打死。有些看來不可能的事情后來卻成了技術的主流。”并稱“有趣的是這場交直流之爭的歷史公案在130年后又在中國上演了。”張姓局長告訴公眾,“有些看來不可能的事情后來卻成了技術的主流。”這技術主流當然是指交流輸電了,更具體的說就是現在他力挺的國家電網公司的交流特高壓輸電了。張姓局長就是這樣向世人宣布,如今反對交流特高壓的那幾個人如同當年愛迪生一樣是“憑老經驗、老知識,武斷阻止交流特高壓這一新技術”發展和推廣應用的“九斤老太”。

看來這位局長是在堅持130年前“交流戰敗直流的真理”,殊不知這樣一來卻成了一位不折不扣的“九斤老太”局長。

130年后,隨著新材料及電力電子技術的不斷發展,特別是高壓大功率電力電子器件在電網中的廣泛應用,直流輸電已成為比交流輸電更靈活高效的主流輸電技術。這才是“有些看來不可能的事情后來卻成了技術的主流。”

國內外大電網發展的實踐已經充分證明,超過600公里以遠的遠距離輸電,無論從輸電容量大小、建設和運行的經濟性、對全球暖化的潛在影響以及對大電網的安全性的提高,同交流輸電相比,超高壓和特高壓直流都是遠距離、大容量輸電的首選方案。

2010年國際大電網會議CIGRE肯定了特高壓直流技術是遠距離大容量輸電的主流技術:當輸電距離超過600~800公里時,單回不加串補的交流輸電線路的輸送容量不可能超過其自然功率500萬千瓦;而當輸電距離超過1600公里時,即使考慮50%的串聯補償,特高壓交流輸電線路的輸送容量也不可能超過其自然功率500萬千瓦;因此對于超過500萬千瓦、1600公里特大容量、超長距離輸電任務,采用特高壓直流輸電幾乎是唯一的選擇。

2013年12月25日南方電網建成投運世界首個多端柔性直流輸電工程是我國繼±800千伏特高壓直流輸電工程之后,在國際直流輸電領域取得的又一重大創新成果,為遠距離大容量輸電、大規模間歇性清潔電源接入、多直流饋入、海上或偏遠地區孤島系統供電、構建直流輸電網絡等提供安全高效的解決方案,推動國際直流輸電技術實現了新突破,對推動我國電力工業和裝備制造業發展,保障電力安全可靠供應具有重要意義。±500千伏、容量數百萬千瓦的柔性直流背靠背聯網2~3年內就會成為現實。

國際最具影響力的科技媒體之一《麻省理工技術評論》(MITTechnologyReview)評選出2013突破性科學技術。其中大功率電路斷路器可以讓直流電源網格更加實用。意味著組建高壓直流超級電網即將成為現實。

高溫超導技術更是現代電網最具發展潛力的新技術,而且在未來的5~10年內必將獲得規模性的廣泛應用。美國電力改革的綱領性文件——《電網2030-電力下一個100年國家愿景》(GRID2030)明確提出,以大容量高壓直流輸電線路及高溫超導輸電系統建立跨接美國東西海岸骨干環形網及其聯接支路的宏偉計劃,從而解決美國百年來形成的復雜交流自由聯網結構無法解決的根本問題。這是對現有同步電網結構進行的最具革命性的改造,必將極大地降低現代電網的復雜性和脆弱性,增強電網運行的安全性和可靠性。美國能源部將超導技術視為“21世紀電力工業唯一的高技術儲備”。

正是由于大容量的高壓直流輸電技朮、多端柔性直流輸電技術和極具發展潛力的高溫超導技術的成熟和逐步推廣應用,歐美各國、日本和前蘇聯,由于其經濟性和輸電新技術的發展,20世紀末各國都無限期或放棄了建立交流特高壓輸電系統的計劃。

六、結論

國網公司為了實現“三華交流特高壓聯網”,根本不允許從科學技術/經濟/環保等各方面作民主客觀分析,又以直流特高壓的優越/可行性來掩蓋交流特高壓的固有缺陷,對長距離西電東送本應用直流最經濟又安全,國網反而要用交流特高壓,因為有了三華交流聯網就實現了永久性的權力《壟斷》,完全違背了2002年國務院5號文件〈關于電力體制改革方案〉的“打破壟斷、引入競爭”精神。鑒于這是關系國家長遠戰略布局,希望政府領導必須高度重視,如果不按國家規定必經的審批程序,不按科學發展觀經由不同觀點的專家充份論證,民主討論,就批準交流特高壓線路工程再走一步,不僅對安全掩下嚴重穩患,而且必將使國家經濟蒙受重大損失。應繼續堅持貫徹30多年來對我國電網安全起重要作用的現行《電力系統安全穩定導則》,慎重決策,避免將來難以挽回的決策失誤而造成寵大交流特高壓電網瓦解重大停電隱患和上萬億元的國家損失。




責任編輯: 中國能源網