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认识特高压,淘汰交流特高压,

引领直流特高压,培育电网发展新常态

 

一、认识特高压,交流特高压与直流特高压不能混为一谈

电网特高压是指交流电压等级1000千伏及以上、直流电压等级±800千伏及以上的电压,交流特高压和直流特高压两种输电技术的技术经济特性存在本质差别。交流具有输电和构建网架的功能,特高压电网就是由交流特高压输变电工程为骨干网架构成的电网;直流的优势是输电和用于异步联网,目前还不能形成网络。

我国在如何发展特高压输电技术问题上,存在重大分歧。国家电网公司为建立作为电网垄断管理体制的物质基础,竭力推进建设从“两纵两横”、“三纵四横”、“五纵七横的“三华(华北、华中、华东)”特高压同步电网到全国“十二纵十三横”交流特高压一张网;国网公司推行的交流特高压发展技术路线,违反电力系统的基本规律和电力规划的基本原则,缺乏科学论证依据,理所当然地遭到了能源、电力行业内外专家的强烈抵制和反对,不同意见争论已历经十年。

国家“十二五”规划纲要明确要求“发展特高压等大容量、高效率、远距离先进输电技术”。有比较才能有鉴别,任何输电技术的具体应用必须通过不同电网格局输电方案的技术经济比较,科学、客观论证,用数据说话,选择安全可靠、经济合理的方案付诸实施,提高电网的发展质量和投资经济效果,这是电力工业落实科学发展观的基本原则。

截止2015年底,我国已成功建成投产3项交流特高压输电工程和6项直流特高压输电工程,并已开展了大量的后续工程前期研究工作,积累了丰富的工程实践经验,基本上全面掌握了直流、交流特高压输电的技术经济特性,参照世界各国在发展特高压输电技术上的规划、研究和工程实施的成果,全面总结经验教训,我们完全有条件对发展交、直流特高压输电技术的得失作出客观的评价。

国网公司为了推行以特高压电网为纲的发展路线,极力混淆交流特高压和直流特高压两种不同的输电方式,把交流特高压捆绑直流特高压而通用特高压来说事,在电网建设中又进一步要把交流特高压和直流特高压捆绑建设;一说发展特高压输电,就尽在特高压电网上作文章。

当前在规划研究电网发展技术路线时,为防范决策风险,摈弃将交流特高压和直流特高压混为一谈的错误倾向,严格区分交流特高压和直流特高压两种不同的输电方式,这是我们辩析特高压是非问题的基础。

 

二、交流特高压输电技术没有安全、经济的适用范围,是必须淘汰的落后输电方式

(一)交流特高压工程输电能力和经济性最差,输电效率低下

为便于客观评价输电工程的输电效率,统一采用单位输电造价指标来衡量,该指标为输送单位千瓦电力至单位千米距离所需要的投资,用【元/(千瓦·千米)】表示。

1、直流输电工程

直流输电工程的投资水平随电压等级、输电距离、输电规模不同,有一定的变化;总体上,电压等级越高、输电距离越远、输电规模越大,其经济性越好。

我国已投产的主要直流工程统计资料见表1。超高压直流工程的单位输电投资平均为2.14/(千瓦·千米),±500千伏直流工程除德宝直流工程因输电距离短其单位输电投资[2.75/(千瓦·千米)]较高外,其他工程的单位输电投资[1.99~2.22)元/(千瓦·千米)]都相当接近。特高压直流工程的单位输电投资平均为1.62/(千瓦·千米),±800千伏特高压直流工程单位输电投资[1.28~2.17)元/(千瓦·千米)]分散性相对较大。

直流工程单位输电投资统计表

工程名称

送电规模

(万千瓦)

线路长度

(千米)

总投资

(亿元)

单位输电投资

[/(千瓦

·千米)]

投运日期

±500千伏

 

 

 

 

 

1

龙政直流

300

860

51.43

1.99

2003.6.

2

江城直流

300

941

59.6

2.11

2004.6.

3

高肇直流

300

880

56.3

2.13

2004.

4

宜华直流

300

1047

69.81

2.22

2006.12.

5

兴安直流

300

1194

79.5

2.22

2007.

6

德宝直流

300

539

44.4

2.75

2010.4.

7

伊穆直流

300

908

54.33

1.99

2010.9.

8

牛从直流

2×320

2×1251

165.82

2.07

2013.10.

 

平均

 

 

 

2.19

 

±660千伏

 

 

 

 

 

1

银东直流

400

1335

96.91

1.82

2011.2.

超高压平均

 

 

 

2.14

 

±800千伏

 

 

 

 

 

1

楚穗直流

500

1373

131

1.91

2010.6.

2

复奉直流

640

1907

207.09

1.7

2010.7.

3

锦苏直流

720

2059

222.13

1.5

2012.12.

4

天中直流

800

2208

226.15

1.28

2014.1.

5

普侨直流

500

1451

158.37

2.18

2014.

6

宜金直流

800

1668

232.96

1.75

2014.7.

 

平均

 

 

 

1.72

 

±1100千伏

 

 

 

 

 

1

准东-皖南

1200

3324

407

1.02

在建

特高压平均

 

 

 

1.62

 

 

2、交流特高压输电工程

交流特高压输电工程的输电能力随稳定水平校核采用的故障形态、系统条件、输电距离不同而存在较大的差异。必须指出,交流特高压输电工程因其电气特性和安全运行要求,当输电距离超过一定长度时,都需要在线路中间分段设置中间开关站或变电站;该工程的输电能力不能取用某一输电线段的数据,而应采用全线各输电线段的加权平均值。

晋东南-荆门、淮南~浙北~上海、锡盟~山东、锡盟~南京北和雅安-武汉等交流特高压输电工程的统计资料见表2。按单永故障考核的单位输电投资为5.28~6.5/(千瓦·千米),平均值为6.0/(千瓦·千米);按三永故障考核的单位输电投资为8.02~9.77/(千瓦·千米),平均值为8.76/(千瓦·千米);晋东南~荆门特高压交流试验工程只按单相瞬时故障低稳定水平考核的单位输电投资为4.68~5.0/(千瓦·千米),平均值为4.84/(千瓦·千米)。

交流特高压工程单位输电投资统计表

工程名称

线路长度

(千米)

全线加权平均输电能力

(万千瓦)

总投资

(亿元)

单位输电投资

[/(千瓦

·千米)]

投运日期

1

晋东南-荆门

645

200

(单瞬故障)

60.4

4.68

2009.1.

 

晋东南-南阳-荆门扩建

645

325

(单瞬/单永故障)

104.7

5.0

2011.12.

2

淮南-浙北-上海

2×656

460/2

(单永故障)

191

6.33

2013.9.

 

 

 

341/2

(三永故障)

 

8.54

 

3

锡盟-山东

2×730

644/2

(单永故障)

282.83

6.02

2013年规划

(总投资包括送端电源接入本工程投资)

 

 

 

483/2

(三永故障)

 

8.02

 

4

锡盟-南京北

2×1450

406/2

(单永故障)

382.35

6.5

可研(一)

 

 

 

270/2

(三永故障)

 

9.77

 

 

锡盟-南京北

2×1433

438/2

(单永故障)

331.5

5.28

可研(二)

 

 

 

266/2

(三永故障)

 

8.69

 

5

雅安-武汉

2×1297

443/2

(单永故障)

337.6

5.88

可研

 

3、综合比较

根据以上输电工程的投资效率水平,显而易见,直流工程具有突出的经济优势,交流特高压工程的单位输电投资为直流特高压工程的3.7~5.4倍,为直流超高压工程的2.8~4.1倍,与±1100千伏准东~皖南直流工程相比则高达5.9~8.6倍。

 

(二)特高压电网存在重大安全风险隐患

按照国网公司的特高压电网规划,采用交流特高压将我国核心区域电网强捆绑在一起,形成“共存亡”的大同步电网,完全破坏了我国既有电网以东北、华北、西北、华东、华中、南方六大区域电网为主体、电网结构清晰、安全稳定水平高的合理电网格局,三峡输电系统已经建立的华中~华东直流联网系统的优越性就将丧失殆尽,使电网遭遇严重故障概率成倍增加,潜伏着巨大的安全风险隐患。

在各大区域较强的500千伏电网之上叠加一级交流特高压电网,形成众多高电压电磁环网,电网结构及其保持同步运行稳定性的技术措施复杂,系统短路电流大大增加,潮流和安全稳定控制及应急调度处理困难,对电网安全运行造成极大威胁。

特高压电网一旦发生不可预见的重大事故或突发事件的连锁反应故障,将给国家安全和国计民生带来无法估量的灾难性损失和破坏,后果不堪设想。

没有电网安全就没有国家安全,这不是危言耸听。当鸡蛋都放入一个篮子,风险之大可想而知;同步电网的脆弱性又是有目共睹的。全球历史上发生的25次电网特大事故的惨重教训必须警钟长鸣!

 

(三)超高压电网能够很好地适应电网发展和构建全球能源互联网的需要,这已是全球业界的共识

超高压电网是指由交流330千伏及以上~1000千伏以下电压等级输变电工程构成的电网。国内外电网发展实践和规划研究成果表明,超高压电网具有很大的发展潜力,构建合理的电网格局,优化电网结构,能够很好地满足电网发展的需要,保障较高的安全稳定运行水平,对电网发展不确定性因素的适应性强。

能源发展方式转变、新能源输送与消纳、治理雾霾、智能电网发展、特高压直流输电和多直流输入电网、推进第三次工业革命、实施“互联网+”计划、构建全球能源互联网、推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求等等行动,与特高压电网都没有丝毫必然联系;以上各项实施方案,通过不同方案的技术经济比较,按照提高电网发展质量和投资经济效果的标准衡量,交流特高压都是不可取的。

世界各国,无论是欧洲联合电网,还是美国、日本、加拿大、印度、巴西等较大的区域电网都是超高压电网,都无一例外地选择优化发展超高压电网主网架,都没有提出发展特高压电网的任何计划;俄罗斯更是将已经投运多年的交流特高压输电工程降压运行,将交流特高压输电技术弃之不用。

 

综上所述,交流特高压输电技术尽管在设备制造、工程建设和运行上是可行的,但从输电能力、经济性、安全性等诸方面分析,交流特高压在近、中、远距离输电各种应用范围内,与超高压交、直流和特高压直流等输电方式比较,都没有竞争力,工程耗资巨大,输电效率低下,经济性非常差;而用交流特高压构建庞大紧密的“三华”乃至全国同步电网,不仅输电经济效果差,更潜伏着严重的高危安全风险隐患。

从技术经济全面考量,交流特高压输电是最差的输电技术,没有安全、经济的适用范围,根本没有推广应用的价值;换句话说,在满足同样的电网发展需要、实现同样的系统稳定运行和安全供电功能、考虑同样的技术水平的可比条件下,交流特高压输电方式在经济上将造成巨大的资金浪费。特高压电网不必要、不安全、不经济、不环保、不符合世界电网已弃用交流特高压的发展趋势和规律,在优胜劣汰中,交流特高压是必须淘汰的落后输电技术。

 

三、直流输电技术具有无可争辩的技术经济优势,直流特高压输电是大容量、远距离、高效率先进输电技术的必然选择

随着设备制造水平的提高和技术进步,直流输电技术在技术经济上的优势凸显,已经在全世界得到了越来越广泛的应用。

为适应水电、火电以及风电和光伏发电等新能源大规模跨区、乃至跨国输电的要求,按照输电规模和输电距离,结合各个电网的网架结构实际,优化选择采用超高压直流输电或特高压直流输电方案,这是合理建设输电通道的唯一正确途径。

直流输电和直流背靠背工程是区域电网和全球跨国电网之间互联与复杂电网分区异步联网的重要手段,为大电网避免灾难性事故提供了可靠的安全保障。

 

四、国网公司竭力推行“以特高压电网为纲”的电网发展技术路线,危害巨大

近十年来,国家电网公司不断利用世界能源、电力创新发展的新趋势和我国加快电网发展的每一次新机遇,持续以大量的错误概念、混乱的逻辑推理、错误的计算结果,编造了大量的错误舆论,从国内到国际舞台,极力推行“以特高压电网为纲”的电网发展路线;从《中国电力与能源》(2012年刘振亚著)一书到《全球能源互联网》(2015年刘振亚著)一书的相继抛售,集中体现了国网公司所奉行的电网发展错误思潮,最典型的观点体现在以下几方面:

谎言之一:“电力发展的核心任务是实施‘一特四大’战略”, “实施‘一特四大’战略的关键在于发展特高压电网”。

谎言之二:发展特高压必须强交强直、先交后直。

谎言之三:治理雾霾,关键是要加快发展特高压电网,推进一特四大战略。

谎言之四:推动第三次工业革命要加快建设特高压电网。

谎言之五:“坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架”,发展智能电网要加快建设特高压网架,加快推进“一特四大”战略,以构建华北—华东—华中特高压同步电网为重点,到2020年建成“五纵五横”特高压交流网架。

谎言之六:“全球能源互联网其核心就是以特高压电网为骨干网架”,“全球能源互联网就是‘特高压电网+’”行动,“跨洲特高压骨干网架是全球能源互联网的顶层网架”。“中国到2020年建成‘三华’特高压同步电网”;欧洲“未来需要采用特高压技术构建泛欧洲骨干网架”,形成“三纵三横”的欧洲“特高压”主干通道。树立全球能源观,特高压电网是关键,用交流特高压构建坚强的国家、洲、洲际同步电网,构建全球特高压骨干网架。

 

国网公司从2005年开始推出构建“三华”特高压同步电网的规划,到201510月抛出国网公司管辖区域的交流特高压“十二纵十三横”的统一同步电网,并图谋将其纳入国家“十三五”能源电力规划,其所推行的电网发展技术路线集中到一点,就是电网发展与进步要“以特高压电网为纲”。

国网公司的电网发展路线严重违背中央三令五申强调【坚持发展“以提高发展质量和效益为中心”,“坚持科学发展。实现更高质量、更有效率、更加公平、更可持续的发展”,“增加有效投资”,“减少无效供给,扩大有效供给”】的原则要求,在已建和在建的七项交流特高压工程建设已造成上千亿元浪费损失的基础上,又在强势推出上万亿元的特高压电网规划,并妄图绑架国家电网规划、将电网建设的浪费转嫁由国计民生来买单,这是承载着国家安全重大风险隐患和浪费国家建设资金的巨大陷阱、祸国殃民,这一新动向的危害必须引起高度警惕!

 

五、揭露和批驳在发展特高压输电技术问题上的错误舆论,澄清谬误、明辨是非,还原客观事实真相,是推进电力科学发展的当务之急

2014515日本人在参加全国政协《“发展特高压输电,优化电力布局”双周协商座谈会》上,围绕全国政协双周座谈会关于“特高压交流输电及‘三华联网’的安全性、经济性、必要性、可行性等问题”的主题,提交了一份书面汇报材料【辨析发展特高压输电技术的十一项错误舆论,发展直流特高压大容量、高效率、远距离先进输电技术,提高电网发展质量和投资经济效果——在全国政协《“发展特高压输电,优化电力布局”双周协商座谈会》上提交的书面发言材料】,文中根据本人所见证的电网发展历程和对我国电网发展格局的分析思考,集中揭露了在发展交流特高压输电技术方面的以下十一项谬误:

谬误之一: 蒙混概念,将交流特高压和直流特高压混为一谈

谬误之二: “1000千伏特高压交流输电线路的输送能力是500千伏交流线路的4~5倍”

谬误之三: 交流特高压输电是经济高效的,“发展特高压电网可以大幅度提高电网的经济性”

谬误之四: “发展特高压电网可以大幅度提高电网的安全性、可靠性”;“‘三华’特高压同步方案的安全稳定性、运行可靠性和抵御各种事故的能力比500千伏异步方案和特高压异步方案大幅提高”;“电网规模越大,供电可靠性越高”;“‘三华’特高压同步电网将更加安全、可靠。”

谬误之五: “发展特高压必须坚持‘强交强直’、‘先交后直’的基本原则”

谬误之六: 治理雾霾,关键是要加快发展特高压电网,推进“一特四大”战略,“加快发展特高压是解决雾霾问题的治本之策”

谬误之七: “‘一特四大’是实现能源发展方式转变的战略基点”,“电力发展的核心任务是实施‘一特四大’战略”,“实施‘一特四大’战略的关键在于发展特高压电网”,“发展‘三华’特高压同步电网,是我国能源可持续发展的客观需要和必然选择”

谬误之八: “没有以特高压为核心的坚强网架做支撑,智能电网发展就会缺乏根基”

谬误之九: 推动第三次工业革命要加快建设特高压电网

谬误之十: 晋东南至荆门交流特高压工程长时间持续“南电北送”(——典型的煤电倒流!编者按)是水火互济、优化资源配置

谬误之十一: 发展交流特高压应采用“折中”方案

以上的十一大谬误,加上后续不断编造的以及尚待揭露的其他谎言,与国网公司强力推行的“以特高压电网为纲”发展路线是一脉相承的。垄断企业错误舆论炮制日久,通过权、钱交易,利用媒体、书刊和某些领导人或“名士”之口传播,还在不断发酵,话语权的专制使许多似是而非的错误概念在社会上进一步强化,混淆视听,绑架民意,要挟中央决策,积累了相当多的“存量”,带有相当大的欺骗性,在国内外造成严重的不良影响;谬误或谎言如若酿成国策,必将祸国殃民。如此错误的做法,如不有效制止,将引起各企业效仿,使政府执政能力崩溃,后果不堪设想。

当今和谐社会,不应容许谎言当道、蛊惑人心,不应让其泛滥,必须予以坚决抵制和澄清。揭穿谎言、激浊扬清,揭示客观事实真相,在发展特高压输电技术问题上“拨乱反正”,刻不容缓。一位名人说过:“你可以在某些时间里欺骗所有的人,也可以在所有的时间里欺骗某些人,但你决不可能在所有的时间里欺骗所有的人。”本人在向全国政协双周协商座谈会提交的汇报材料中,根据本人的辩识和判断,对在发展特高压输电技术问题上的各项谬误逐个进行了批驳,提出了个人的分析意见和建议,可供参考。

“贪污和浪费是极大的犯罪”!党中央“反腐倡廉建设永远在路上”。现在该是启动惩治浪费的时候了,要像惩治腐败那样反对浪费,彻底清算鼓吹交流特高压工程建设始作俑者的歪理邪说,认清交流特高压工程效益低下、浪费巨大、安全风险极其严重的后果,剖析输电电价形成机制,揭露电网建设的浪费都是转嫁国计民生买单的事实真相,消除错误舆论造成的恶劣影响。

 

六、培育电网科学发展的新常态,科学、规范、有序发展中国电网

在积极推进清洁低碳、安全高效现代能源体系建设的同时,以科学发展为主题,以提高电网发展质量和投资经济效果为中心,按照《电力系统安全稳定导则》的原则要求,培育电网科学发展的新常态,构建安全稳定、经济高效、供电可靠、清洁、绿色、集约、智能的现代化国家电网,以保障经济社会可持续发展,是我们当前所面临的紧迫任务。

1、合理的电网结构是电力系统安全稳定运行的基础。“十三五”期间是我国电网主网架格局定论的关键时期,必须从根本上扭转电网发展技术路线长期悬而未决的历史,对全国电网格局方案作出战略抉择是电网发展“拨乱反正”的首要环节。

2、适应大规模跨区输电和新能源发电并网的要求,加强跨区域输电通道建设,根据电力流规模和输电距离,优化采用特高压直流或超高压直流输电方式,合理确定直流工程规模,毎回直流(包括同塔双回)的输送容量与受电地区的规模相协调,各自形成独立输电通道,实现“网对网”或“点对网”的电能直送负荷中心,提高电网利用效率。

3、遵循确保大电网安全稳定的分层、分区原则,完善区域超高压骨干主网架,加强受端省级电网建设,电源分散接入系统,多回直流工程分散布局落点,优化电网结构,构建网络结构清晰、运行安全可控、事故可防、输电效率高、经济效果好的现代化电网格局。

4、合理规划区域电网之间和复杂电网省域间分区的直流输电或直流背靠背异步互联工程,有序付诸实施,为相邻电网互剂余缺、相互支援和隔离事故、避免事故扩大,提供基础条件保障。

5、适应分布式能源发展、用户多元化需求,优化电力需求侧管理,依托信息、控制和储能等先进技术,加快智能电网建设,完善配电网结构,提高电网与发电侧、需求侧交互响应能力,提升电网信息化、自动化、互动化水平,着力增强电网对新能源发电、分布式能源、电动汽车等能源利用方式的承载和适应能力,实现电力系统与用户互动,推动电力系统各环节、各要素升级转型,提高电力系统安全水平和综合效率。

6、推进能源与信息等领域新技术深度融合,建设“源-网-荷-储”协调发展、集成互补的能源互联网。

 

客观实践和研究表明,认识特高压、淘汰交流特高压、引领直流特高压、培育电网科学发展新常态,这将是我国电网科学发展唯一正确的选择,也是世界电网发展的必然趋势。

 

20164

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曾德文

曾德文

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教授级高级工程师。原电力规划设计总院、中国电力工程顾问集团公司专家委员会委员。

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