交流特高壓無論是從技術(shù)層面還是從安全層面都毫無必要，甚至還有可能使我國電網(wǎng)發(fā)生重大停電事故。而且南網(wǎng)證明采用交流特高壓在經(jīng)濟上也嚴重浪費，總投資3067億，而直流方案只為1968億，所以再次否定交流特高壓的采用。
自然災(zāi)害證實，交流電壓愈高的線路倒塔和變電站設(shè)備損壞愈嚴重。
回想八年前，即2005年6月發(fā)改委能源局為研討國網(wǎng)公司報請構(gòu)建<交流特高壓國家級電網(wǎng)>，在北戴河召開<特高壓輸電技術(shù)研討會>。會前國網(wǎng)一位領(lǐng)導(dǎo)(現(xiàn)任總經(jīng)理)來本人房間給予<高級顧問>為條件，但首先要求本人支持特高壓。在討論會上本著為國家負責(zé)的精神，本人不為國網(wǎng)優(yōu)惠所動，按照會議安排作為第一位發(fā)言人，仍按原準備的報告進行了一個多小時發(fā)言。
主要內(nèi)容為：上世紀世界研究和實踐交流特高壓輸電技術(shù)失敗了，而直流輸電技術(shù)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(fā)生在龐大又自由相聯(lián)的交流電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中；我國(除臺灣一次外)為什么從來沒有發(fā)生重大停電？
當(dāng)時從“東京電力”代表得到的回答是：“接受了教訓(xùn)，不再升壓了。”現(xiàn)日本經(jīng)歷了六年也沒再升壓，證明國網(wǎng)報告確是不實宣傳。
北戴河會后南方電網(wǎng)公司做了認真、深入的科學(xué)研究，確認了遠距離輸電應(yīng)采用直流，根本不應(yīng)采用既不經(jīng)濟又極不安全的交流特高壓。在此情況下，國網(wǎng)公司為了鞏固壟斷，即使明知構(gòu)建特高壓電網(wǎng)違反《穩(wěn)定導(dǎo)則》，將構(gòu)建<交流特高壓國家級電網(wǎng)>改為<交流特高壓三華電網(wǎng)>。
八年以來，經(jīng)我們老專家有科學(xué)實踐理由的大力反對，“十二五”時間過半，三華聯(lián)網(wǎng)道路受阻、規(guī)劃未批。2013年7月8日，發(fā)改委能源局召開標(biāo)有“特急”字樣的<促進電網(wǎng)科學(xué)發(fā)展座談會>，時隔八年，再次邀請我們老專家參會，發(fā)改委能源局新領(lǐng)導(dǎo)聽取我們老專家的意見。
南方電網(wǎng)由于繼續(xù)認真貫徹《穩(wěn)定導(dǎo)則》，在2013年7月能源局召開的南網(wǎng)“十二五”規(guī)劃審查會上匯報了<南方電網(wǎng)2013-2020年規(guī)劃研究報告>的結(jié)論：“南方電網(wǎng)未來西電東送發(fā)展主要采用直流輸電技術(shù)。同時，“十二五”期以后不再對各省間電網(wǎng)的交流斷面加強。遠景南方電網(wǎng)將以省區(qū)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，逐步分解為2～3個同步網(wǎng)格局”。結(jié)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(zhí)行。
南網(wǎng)報批報告再次對現(xiàn)行直流和交流特高壓方案作比較，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上采用直流將南網(wǎng)劃分2～3交流區(qū)，簡化網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)清晰，完全控制交流電網(wǎng)規(guī)模，既解決了交、直流線路併列東送風(fēng)險，又將交流遠距離改為中、短距離輸電，而徹底解決原有的穩(wěn)定和低頻振蕩問題，從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上大大提高安全可靠性。
遠距離輸電采用直流比交流特高壓更為安全可靠，世界重大停電經(jīng)歷證明，龐大交流電網(wǎng)必然會出現(xiàn)連鎖反應(yīng)，如嚴重的美加重大停電經(jīng)歷了N-14連鎖反應(yīng)才造成失穩(wěn)大停電。但直流輸電就避免連鎖反應(yīng)，如直流本身問題只會出現(xiàn)一回直流雙極閉鎖全停(相當(dāng)于N-2)，由于交流系統(tǒng)故障僅影響直流短時換相失敗，不可能造成雙極閉鎖全停(相當(dāng)于N-0，詳見后面分析)，因此交流特高壓無法和高度安全可靠又更為經(jīng)濟的直流相比。
采用交流特高壓相當(dāng)一個龐大交流電網(wǎng)，既違反《穩(wěn)定導(dǎo)則》<分區(qū)/分散外接電源>，又必然違反<分層>規(guī)定，要靠1000/500kV電磁環(huán)網(wǎng)才能最多送到300萬千瓦(不是宣傳的500萬千瓦)，龐大交流電網(wǎng)一旦故障，必將引起連鎖反應(yīng)，造成全停風(fēng)險。而且南網(wǎng)證明采用交流特高壓在經(jīng)濟上也嚴重浪費，總投資3067億元，而直流方案只為1968億元，所以再次否定交流特高壓的采用。
本人認為，華東應(yīng)學(xué)南網(wǎng)經(jīng)驗，外來電力靠直流輸送，“分區(qū)”解決短路電。
2012年3月國網(wǎng)領(lǐng)導(dǎo)劉振亞著＜中國電力與能源＞書中(第177～179頁)，提出了構(gòu)建三華特高壓電網(wǎng)的必要性：“有利于大規(guī)模接受外來電力”；“采用三華特高壓同步方案，既能從根本上解決短路電流大面識超標(biāo)問題，又徹底解決了因交直流系統(tǒng)相互作用而引發(fā)的華東500千伏電網(wǎng)不穩(wěn)定的問題”。
中國國際工程咨詢公司受政府委托邀請20多位專家評估華東交流特高壓輸變電工程。2013年5月29～31日在上海召開了“華東四省一市國民經(jīng)濟及電力發(fā)展規(guī)劃研討會”，2013年9月24～25日在北京召開了“淮南～南京～上海特高壓交流輸變電工程評估會”。
國網(wǎng)公司提交＜華東電網(wǎng)發(fā)展情況調(diào)研材料＞和國網(wǎng)公司華東分部提交＜華東電網(wǎng)發(fā)展情況匯報＞和該工程必要性等論證報告，包括其代表發(fā)言，皆按國網(wǎng)領(lǐng)導(dǎo)劉振亞提出的三大必要性作為構(gòu)建華東交流特高壓工程的主要理由：
(1)華東建設(shè)交流特高壓電網(wǎng)就是為了接受區(qū)外交流特高壓來電。
(2)華東500kV電網(wǎng)不能承受多回直流同時閉鎖的沖擊，特別是不能承受將來更大的直流(如±1100kV、1100萬千瓦)閉鎖的沖擊，只能靠交流特高壓電網(wǎng)。
(3)華東500kV電網(wǎng)不能解決短路電流超標(biāo)問題，只能靠交流特高壓電網(wǎng)。
針對這些理由，本人逐一進行分析。
1、區(qū)外遠距離受電可主要依靠直流輸電解決。
歐美俄日曾為“遠距離輸電”研究應(yīng)用交流特高壓失敗，為什么國網(wǎng)公司要重走世界已失敗的道路？回顧上世紀前蘇聯(lián)為實現(xiàn)交流1200kV的長距離(1905公里)輸電，在1985～1994的9年運行中，電暈損耗特大，過電壓問題特嚴重，不得不在線路上都裝設(shè)100%補償?shù)牟⒙?lián)電抗器，結(jié)果最多只能送電160萬千瓦，實踐證明前蘇聯(lián)經(jīng)歷多年也不能解決其技術(shù)風(fēng)險，又極浪費投資，不得不永遠降壓500kV運行了。日本東京電力曾建1000kV線路，但未建變電站，只能500kV運行。
上世紀世界各國為“遠距離輸電”，對直流輸電成功地應(yīng)用可控硅代替了水銀整流器，從而既安全又經(jīng)濟地達到了“遠距離輸電”的目的，結(jié)果同為“遠距離輸電”而研究的交流特高壓在世界上確無實用價值了。
1965年以來世界上曾發(fā)生了25次電網(wǎng)重大停電，我們?yōu)槭裁磸牟话l(fā)生？上世紀70年代末，電力部工作組不僅調(diào)查分析國內(nèi)事故，還分析了全世界大停電，認為：“連鎖反應(yīng)造成大停電的原因-不受控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和保護”，所以制定了《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》。
改革開放以來，建立了可靠的交/直流、“分層”“分區(qū)”的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，“分散外接電源”的電源結(jié)構(gòu)和控制不同故障的“三道防線”，系統(tǒng)失穩(wěn)可能偶而發(fā)生，但不能造成大停電；而且由于區(qū)間為直流聯(lián)網(wǎng)，任一區(qū)故障/失穩(wěn)都不會波及鄰區(qū)。但采用交流特高壓聯(lián)網(wǎng)就完全違反《導(dǎo)則》“分層”“分區(qū)”和“分散外接電源”的規(guī)定，所以必然步入重大停電的道路。
輸送容量決定于全系統(tǒng)從送端到受端的全阻抗，因為電源和負荷都在500kV電網(wǎng)，應(yīng)用交流特高壓必須疊加1000/500kV的升/降壓變壓器，就增大了總的聯(lián)系阻抗，差不多抵消了交流特高壓線路電抗的減少。實際以600公里輸電計算證明，2回1000kV線路輸電的靜態(tài)穩(wěn)定只相當(dāng)于4回500kV線路；而暫態(tài)穩(wěn)定還不如4回500kV線路輸電。即使多投資采用串聯(lián)電容補償，一個同塔雙回特高壓線路的輸電能力，只能與2個同塔雙回的500kV線路相當(dāng)。根本不是國網(wǎng)公司宣傳的一回1000kV線路輸送能力可達到500kV線路的4～5倍。
交流特高壓線路和設(shè)備更不安全，從2008年初我國南方冰雪災(zāi)害和2008年5月12日四川汶川里氏8級大地震災(zāi)害結(jié)果證實，交流電壓愈高的線路倒塔和變電站設(shè)備損壞愈嚴重。因此，可按線路倒塔和變電站設(shè)備損壞的原因分析，交流特高壓線路和設(shè)備最難抗冰雪災(zāi)害和地震。
從華東電網(wǎng)負荷、裝機報告指出一次能源資源匱乏，需要從區(qū)外受入大量電力。采用交流特高壓輸電的致命弱點必將帶來停電災(zāi)害，又極其浪費，600公里內(nèi)線路投資為交流500kV的3.8倍以上，700/1000/2000公里線路投資為直流的2.4/2.84/4.24倍。因此，不論輸電距離遠近，應(yīng)用交流特高壓都是不可取的，區(qū)外遠距離受電主要靠直流輸電，經(jīng)多年實踐證明既經(jīng)濟又安全。
2.華東多回大容量直流饋入根本不需要交流特高壓支持
2015年南網(wǎng)珠三角/華東長三角的直流落點分別是2720/3980萬千瓦，落點面積分別為40000/96000平方公里，每平方公里相當(dāng)落入直流為680/416千瓦，可見珠三角的直流密集秤堪比長三角還高，南網(wǎng)早經(jīng)科學(xué)論證多回直流饋入和交流特高壓毫不相關(guān)。多年實踐證明，造成直流閉鎖停運有兩種原因。
(1)因直流本身設(shè)備/線路問題造成全停的雙極閉鎖只能發(fā)生在一回直流輸電上
如五回直流饋入珠三角從2009～2012年來，只是在2010/2011年各有一回直流發(fā)生雙極閉鎖全停，相當(dāng)每回直流經(jīng)歷四年以上才發(fā)生一次雙極閉鎖全停。一旦發(fā)生，對應(yīng)上海/江蘇/浙江，相當(dāng)損失3～4%的電源，即使將來分區(qū)，電網(wǎng)都能承受一回最大直流雙極閉鎖的沖擊。但國網(wǎng)公司卻以兩回、甚至三回直流輸電同時閉鎖全停來宣傳交流特高壓的必要性，從國內(nèi)外有史以來的直流輸電運行實踐證明，因直流本身問題從未造成過所宣傳的兩回、甚至三回直流輸電同時雙極閉鎖全停。
(2)即使有更大容量直流送到華東也不需要交流特高壓
國網(wǎng)公司最近又宣傳華東500kV電網(wǎng)特別是不能承受將來特大的直流(±1100kV、1100萬千瓦)閉鎖的沖擊，只能靠交流特高壓電網(wǎng)。
表一
可見國網(wǎng)的回答還是要靠500kV電網(wǎng)自行解環(huán)、分片才能解決。實際上靠羽毛球拍式的薄弱1000kV網(wǎng)架，將原有堅強的500kV電網(wǎng)解環(huán)、分片來解決短路電流超標(biāo)問題，嚴重降低運行可靠性。變電站所有變壓器可能分裂成單組運行，降低了主變壓器的利用率，降低了運行的經(jīng)濟性。
結(jié)語：
南方電網(wǎng)貫徹《穩(wěn)定導(dǎo)則》的決策值得借鑒，云南以直流輸電東送外，所有500kV交流也通過直流背靠背東送，采用直流隔離分云南、貴州/廣西、廣東三個大區(qū)，徹底解決長距離交直流併列東送風(fēng)險，將原近2000公里輸電的500kV交流線路經(jīng)直流隔離，縮短為中、短距離線路，也徹底解決原有的穩(wěn)定和低頻振蕩問題。
初步設(shè)想廣東用直流背靠背再分兩個小區(qū)，直流分別饋入各小區(qū)，既能控制短路容量增長，又適合于多回直流安全饋入，還將解決將來更多直流饋入和裝設(shè)更多電廠等一系列安全和短路電流問題。上述措施建議按實際需要盡快實施、才能盡早發(fā)揮其重要作用。
國網(wǎng)公司有關(guān)華東電網(wǎng)發(fā)展的主要目的就是要走出三華交流特高壓聯(lián)網(wǎng)的第一步，如果建成，就可迫使政府批準三華聯(lián)網(wǎng)，否則對華東投資744億元的交特工程就等于作廢，因此，要從長遠發(fā)展、重新慎重研究。
交流特高壓輸電的致命弱點必將帶來停電災(zāi)害，又極其浪費，600公里內(nèi)線路投資為交流500kV的3.8倍以上，700/1000/2000公里線路投資為直流的2.4/2.84/4.24倍。因此，不論輸電距離遠近，應(yīng)用交流特高壓都是不可取的。
從2015/2020年華東各省市負荷需要和電源規(guī)劃證明，將來包括安徽省都缺電，各個省市通過繼續(xù)靠遠方直流輸電和在各城鎮(zhèn)負荷中心附近建新電源，各區(qū)都各自作到電源/負荷基本平衡，互相之間不需要大量交換電力，現(xiàn)有500kV電網(wǎng)已滿足要求，建成的交流特高壓設(shè)施面臨無電可送，能有電力流嗎？相當(dāng)作廢了！
為了保證華東500kV系統(tǒng)的安全，解決短路電流超標(biāo)問題和適應(yīng)更多直流饋入，將長距離的交流輸電改為中、短距離，最經(jīng)濟有效和安全可靠的辦法，就是學(xué)習(xí)南網(wǎng)經(jīng)驗，按《穩(wěn)定導(dǎo)則》提出〈華東分四大區(qū)域電網(wǎng)〉的設(shè)想，將來可隨電源和短路電流發(fā)展需要逐步實現(xiàn)四大〈分區(qū)〉，總投資不超過62億元，為華東交流特高壓聯(lián)網(wǎng)靜態(tài)投資(744億元)的十二分之一(8.3%)。
因此，華東應(yīng)學(xué)南網(wǎng)經(jīng)驗，“分區(qū)”既解決短路電流/直流饋入問題，各區(qū)電源/負荷平衡、根本不需要交流特高壓。建議政府對已批準的華東交流特高壓工程應(yīng)慎重從新審議，未作出決定前現(xiàn)立即停工。
因為此工程實際是三華交流特高壓工程的一個組成部分，因為原來多年本來安全可靠的華北、華中、華東三個分區(qū)，由違反科學(xué)的交流特高壓聯(lián)成三華聯(lián)網(wǎng)，嚴重違反《穩(wěn)定導(dǎo)則》的〈分區(qū)〉〈分層〉〈分散外接電源〉規(guī)定，必將構(gòu)成更極度危險又極其浪費，且難以挽回的嚴重后果。
(本文作者介紹：原電力部生產(chǎn)司教授級高工、現(xiàn)任國際大電網(wǎng)CIGRE和美IEEE會員。)
(審核編輯: Doris)
