蒙定中 原電力部生產司教授級高工、國際大電網(wǎng)委員會CIGRE和美IEEE會員

2015年6月30日

前言

我國能源資源分布的不平衡與經(jīng)濟發(fā)展不相適應，需要西電東送和內蒙北電南送的電力流配置。電力流是電力系統(tǒng)運行的實際數(shù)據(jù)，未來的電力流必需經(jīng)過電力系統(tǒng)規(guī)劃才得出的結果。電力流應區(qū)別是交流還是直流，應區(qū)別它的輸送距離和合理的電壓水平，應區(qū)別不同輸送距離的交、直電力流的安全性和經(jīng)濟性，應區(qū)別甚么樣的電力流最安全，甚么樣的電力流會造成世界曾發(fā)生的重大停電。總而言之，祗有合理的電力系統(tǒng)規(guī)劃，才能具備合理的電力流。

一、運行和規(guī)劃的電力流都應經(jīng)歷安全、經(jīng)濟論證

有史以來世界發(fā)生25次重大停電（負荷損失大于800萬千瓦），我國除臺灣一次外從不發(fā)生重大停電，因為1981年以來貫徹了《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》，

按導則<分區(qū)>規(guī)定我國已分六大區(qū)，任一區(qū)故障，因區(qū)間主要用直流聯(lián)網(wǎng)，都不會波及鄰區(qū)。按導則<分層>規(guī)定“應避免和消除嚴重影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定的不同電壓等級的‘電磁環(huán)網(wǎng)’”，‘電磁環(huán)網(wǎng)’指不同電壓線路的兩端都經(jīng)高低壓變壓器相聯(lián)而環(huán)網(wǎng)運行，我國歷史上最嚴重的2006年7月1日華中電網(wǎng)事故就是500/220kV電磁環(huán)網(wǎng)造成的。導則還規(guī)定<分散外接電源>“外部電源宜經(jīng)相對獨立的送電回路接入受端系統(tǒng)，--每一組送電回路的最大輸送功率所占受端系統(tǒng)總負荷的比例不宜過大”，上述規(guī)定從理論上構成最為簡明又安全穩(wěn)定的一機對無穹大系統(tǒng)(也俗稱點對網(wǎng))的格局，從多年實踐分析，任一外接電源/送電回路輸送功率一般不應超過受端總負荷的10%，一旦有問題，其他外接電源皆為受端系統(tǒng)的后盾，確保安全。

南方電網(wǎng)的交流500kV電力流東西近2000公里，又不安全的和直流并列運行，一旦直流故障，負荷轉移到交流就會發(fā)生失穩(wěn)停電，但南網(wǎng)按《穩(wěn)定導則》以直流隔離再分2-3個大區(qū)，廣東再分東、西兩個小區(qū)，使原長距離交流500kV線路有的改為直流輸電，其它縮短為中、短距離；還徹底解決廣東的短路電流超標和多回直流饋入的安全問題。說明交流電力流距離愈短愈安全可靠，需要長距離輸電則祗應由直流輸電解決。

華東交流500kV電網(wǎng)范圍由西到東、再由東到南長達1700公里，隨著電源和負荷的發(fā)展，寵大的交流電網(wǎng)必然難確保安全，國網(wǎng)公司反而采用世界經(jīng)歷棄用的交流特高壓2339公里線路構成一個網(wǎng)球球拍式網(wǎng)架。根據(jù)華東長遠規(guī)劃，安徽煤資源不足，電力難以外送，各省市包括接受遠方直流輸電電力流的電源都自給自足滿足負荷發(fā)展需要；“十二五”三華交流特高壓聯(lián)網(wǎng)根本不批準，遠方來的電力流祗應靠直流，現(xiàn)有的500kV電網(wǎng)足夠應用，而且有很大裕度。為了解決短路電流超標，保證更多直流饋入的安全，最安全有效的辦法就是按蒙工建議采用直流將整個華東電網(wǎng)分四個大區(qū)，更使交流500kV電力流縮短距離，甚至有的輸電不受暫態(tài)穩(wěn)定限制，按熱穩(wěn)定限制就大大提高其輸送能力，現(xiàn)有線路輸送裕度更大了。華東以直流隔離分四大區(qū)的投資僅為華東交流特高壓工程的十二分之一，分區(qū)將長遠解決一切華東電網(wǎng)發(fā)展需要和安全運行問題，交流特高壓構成的球拍式網(wǎng)架相當作廢了。

從上述南方電網(wǎng)和華東電網(wǎng)的電力流分析，再分區(qū)的交流電力流縮短后，不旦輸電能力增大，而且更安全更經(jīng)濟。長距離電力流祗應由直流輸電承擔，華東將來各區(qū)（包括直流饋入）電源、負荷基本平衡，交流特高壓網(wǎng)架能有電力流嗎？

二、從電力流判別交流特高壓和直流輸電的安全性和經(jīng)濟性

國網(wǎng)公司違反現(xiàn)行《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》規(guī)定，要將我國經(jīng)歷30多年已確保安全而以直流隔離的五大<分區(qū)>，以世界棄用既不安全又極其浪費的交流特高壓合成一個自由聯(lián)網(wǎng)的世界首位寵大交流大區(qū)。又因交流不適應遠距離輸電，交流特高壓線路輸電不得不違反《穩(wěn)定導則》<分層>規(guī)定，每隔約300公里必須經(jīng)1000/500kV電磁環(huán)網(wǎng)，每回才能送300萬千瓦。對600公里內，應用超高壓線路最安全又經(jīng)濟，對600公里外、從下表交、直電力流經(jīng)濟比較，證明則應用直流才是最為經(jīng)濟，何況經(jīng)多年運行證明直流輸電最為安全。

表1 遠距離交流特高壓和直流輸電電力流的經(jīng)濟比較

從交流特高壓實際工程和±800kV和同塔雙回±660kV直流輸電工程按同等電力流的單價比較為5.38/1.52=3.54倍；和±500kV直流輸電工程的單價比較為5.38/2.33=2.31倍。可見輸電距離愈長，交流特高壓愈不經(jīng)濟。

三、結論

從電力系統(tǒng)電力流向研究，中、短距離的電力流應用交流超高壓輸送，根本不需要交流特高壓。長距離的電力流祗應由直流輸送，如采用交流特高壓輸送的電力流單價確為±800kV直流輸送的3.54倍和±500kV直流輸送的2.31倍；而且嚴重違反現(xiàn)行《穩(wěn)定導則》<分層><分區(qū)>和<分散外接電源>規(guī)定，必將使30多年來我國已列入世界安全首位局面改變，南方電網(wǎng)仍保持安全首位，但國網(wǎng)公司必將步入世界重大停電道路。

從遠景規(guī)劃研究，現(xiàn)有的六大超高壓分區(qū)電網(wǎng)，各分區(qū)應按南方電網(wǎng)的再分區(qū)經(jīng)驗而以直流隔離實行更多的分區(qū)，既解決短路電流超標問題又保證直流輸電饋入的安全，在原分區(qū)電網(wǎng)相當再縮短交流電力流距離，愈短愈可靠。同時應充份發(fā)揮現(xiàn)有線路的輸送潛力，提高現(xiàn)有線路輸送電力流的效率。