老曾博客20

业界同仁稿件选登(7)

对张国宝主任若干观点的澄清 

最近国家能源委员会专家咨询委员会张国宝主任在1000KV交流特高压问题上发表了许多不实之词，许多观点是错误的，有必要给予澄清。

一、张主任称“随着电网规模的迅速扩大和电压等级的升高，电网稳定破坏事故却日益减少。70年代电网稳定破坏事故年均19次，1981~1987年减少到年均2次，1997年以来主网没有发生稳定性破坏事故”，“而同期北美、欧洲、日本、巴西都发生过大面积停电事故。”

张主任对我国电网发展的历史缺乏全面的了解和分析，客观实际与张主任说的恰恰相反，随着电网规模的扩大、电压等级的提高和送电距离加长，交流电网的安全稳定问题日益突出，如：

1951~1965年稳定破坏事故年均3.4次；

1966~1970年稳定破坏事故年均6次；

1971~1978年稳定破坏事故年均20次，其中仅1975年一年就发生稳定性破坏事故37次；

1981~1987年稳定性破坏事故年均降到6.7次；

1987~1997年稳定性破坏事故年均降到2次；

1997年以来主网仅发生稳定性破坏事故1次（即2006年7月1日河南省电网稳定破坏事故）。

纵观电网稳定性破坏事故发展变化的历史，可以发现1981年是我国电网稳定性破坏事故次数减少的转折点。为什么？难道是从1981年开始电网规模扩大、电压等级升高促成的吗？绝对不是。张主任不是说“1997年以后北美、欧洲、日本、巴西都发生过大面积停电事故”，而它们的电网规模小、电压等级低吗？美国有世界上最大的电网（装机容量10亿千瓦），其主网电压等级为500KV和750KV，可近年来震惊世界的最大的电网稳定性破坏事故就恰恰发生在美国，张主任对此又如何解释？

我国稳定性破坏事故减少的真正原因是1981年7月在大连召开的全国电网稳定会议上，全国电网专家在总结国内外安全稳定运行经验教训的基础上，制定了“电力系统安全稳定导则”，并严格加以遵守和实施。“电力系统安全稳定导则”中可称之具有战略性决策的，至少有三点：

第一、合理的电网结构是电网安全稳定的物资基础和前提，因此是第一位的；

第二、现代化的安全控制技术给予配合，这是第二位的；

第三、电力系统工作人员（包括规划设计、生产运行、科研、调度）必须充分认识和掌握交流电网独有的特性和内在规律，并加强培训。

电力系统安全稳定标准（俗称三道防线），为电网结构建设提供了明确的要求。合理的电网结构应该是：

1、逐步形成以受端电网为核心的区域电网。如：东北电网的沈（阳）抚（顺）辽（阳）本（溪）鞍（山）；华北电网的京津唐；华东电网的长三角；广东电网的珠三角等等。坚强的受端电网网架具有较强的抗干扰能力，其任务是接受、分配外来电源和事故相互支援。

2、电源接入电网实行“三分结构”原则，即分层（按电压分层）、分区和分散接入外来电源。在经济合理的条件下，优先在受端核心电网建一定规模的发电厂，根据发电厂在电力系统中的地位和作用，按分层、分区的原则接入相应的电压等级。

3、限制同步电网的规模。随着同步电网的规模越大，虽然抗干扰能力会逐步提高，但大电网就怕大停电。为了避免或减少区域间电网事故的扩大，各大区域交流同步电网之间可以用直流输电或背靠背联网，或交流单点（弱）联网。

三十年来，我国电网建设和运行始终严格遵循大连会议制定的“安全稳定导则”的要求。目前我国六大区域500千伏电网是坚强的，结构是合理的。六大区域电网之间除华北和华中电网采用交流单点互联外，其他区域电网的互联均采用直流输电或背靠背互联。正是合理的区域电网结构和科学的互联方式，使得2006年7月1日河南电网稳定性破坏事故未波及到全国其他电网，经受住事故的考验，这才是我国电网稳定性破坏事故得以减少的真正和根本原因。

事实证明，以六大区域电网为基础的全国互联网的规模和格局是合理、正确的，说明我国电力系统工作者在实践中充分认识和掌握了交流同步电网的特性和规律。坚持“合理的电网结构是电网安全稳定的物资基础”这一理念是我国电力系统工作者的首创，一直处于世界领先地位。

总结美国电网出大事故的原因，问题就出在电网结构上。美国人对电网结构缺乏透彻的认识，美国电网是各级电压交错互联，结构非常复杂，这是美国的体制机制决定的，是追求企业最大化的结果，发生大事故是不可避免的，只是时间问题。电网越大，电压等级越高，一但发生事故势必造成潮流大范围转移，发生电网稳定性破坏事故的概率必然增加。正是基于此，我们才坚决反对通过1000KV交流特高压把“三华”联接在一起，危害国家安全。

二、张主任说“反对交流特高压者没有拿出计算数据，只凭主观感觉，甚至因为电科院隶属于国家电网公司，就认为计算结果不可信，这种态度本身就是不严肃的。”

其实，对电力系统一知半解、仅凭感觉说话的恰恰是张主任自己。同时，对国网电科院的仿真计算软件及其计算结果，张主任自己也不完全相信。2009年初投产的晋东南经南阳到荆门的1000KV交流特高压一期试验工程运行数据已经证明没达到设计送电能力。如果张主任相信电科院一条交流特高压线路能送500万千瓦的计算结论，还有必要再花上43个亿，通过二期扩建来证明交流特高压的送电能力吗？

我们这些退休专家采用手工计算，仅半天功夫得出的计算结论与一期、二期工程实际运行和试验结果基本相符。其实用国网电科院国际领先的仿真软件也可模拟出相同的结果。二期扩建本身就是错误的决策，因为二期工程再次证明一条交流特高压线路达不到500万千瓦的设计能力。

坦白地说，我们这些经过党和国家长期培养的老专家，在“电网安全、送电能力和经济效益”三方面进行深入认真分析的基础上，对交流特高压及“三华电网”提出不同意见，完全从是从党和国家的利益出发，坚持实事求是的科学发展观，“不唯书，不唯上，只为实”。我们不搞两面派，无私无畏。

我们长期从事规划设计、运行调度、科学研究和技术管理，具有丰富的实践经验。我们这些人从拉计算尺开始，经历了直接计算、交流计算台、动态模拟仿真以及现代的计算软件等全过程，结合工程实践进行了几十年分析计算。实践证明，仿真计算结果只能做为科学决策的参考，而不是决策的依据。张主任以及电科院的某些工作人员把仿真计算结果绝对化，恰好说明他们缺乏实践经验。这是因为，复杂电网本身是一个复杂的系统工程，涉及到方方面面，有许多不确定的因素是难以量化的，有些只能定性而不能定量。对交流特高压，电科院为了证明事先已被“钦定”的命题，把一个复杂系统工程的不确定因素，当成一个简单系统的确定因素，再加上人为因素，重复进行计算作为依据，应该说是不科学的。而我们对此提出质疑，正是对国家和人民负责的表现。

仿真计算包括三个部分：（1）计算采用的边界条件；（2）仿真软件；（3）故障形态。下面分别说说这三部分：

1、计算采用的边界条件

这是仿真的前提和基础，具有一定的假定性。如负荷水平及其分布，电源的布局及流向，电网结构等。这一部分必须力求真实、科学，以往都是相关大区设计院负责提供，设计院对所提供的数据要承担相应责任。而这次仿真计算的边界条件是国网公司圈定的，电科院对此不承担责任。

2、仿真软件

目前在国内广泛使用的软件有两个，即从国外引进的BPA和电科院开发的仿真软件，俗称“综合程序”。这两个软件经过多年的实践，虽然都有一定的局限性（如：负荷特性模拟因有一定的假设，不能准确模拟；长过程电网特性的变化等等），但对暂态稳定和动态稳定的计算结果还是可信的。上述两个仿真软件共同的不足是对静态稳定和电压稳定无法模拟计算，这正是当前存在的最大问题，静态稳定和电压稳定是影响复杂电网安全运行的主要矛盾。

3、故障形态

理论上说，只要能想出来的故障形态，它都可以模拟。但电网在发展过程的不同阶段具有不同的特点。如电网发展初期阶段的结构比较简单，故障形态多为确定性，如n-1、n-2，常规的稳定措施可以确保电网的安全运行。但现代电网结构非常复杂，故障形态常常是不确定的、随机的。人们的思维是有局限的，远不能覆盖复杂电网的各种故障形态。而且在长过程电网的结构和特性是会发生变化的，自动化装置拒动或误动是常有的事。用简单的思维来处理复杂的电网，当然是不可行的。如2006年河南电网稳定破坏事故，事先是不可能模拟出来加以防止的。

基于仿真计算和人们思维的局限性，靠仿真计算保稳定是靠不住的。要确保电力系统安全稳定运行，所以在全国实施六大交流电网分区的前提下，“电力系统安全稳定导则”设置了第三道防线：当发生超过预测的严重故障稳定破坏时，应尽快将故障引发地区剥离出去（解列），以最大限度地减少事故波及面和损失。

综上，我们从事电力系统专业规划设计和运行的专家认为，仿真计算的结果只能给工程项目决策提供参考，决不能作为决策的依据。如果将计算结果绝对化，不仅不科学，甚至是非常危险的。

三、张主任说“试验示范工程达到设计能力，全面验证了（交流）特高压的可行性、安全性、可靠性和环境友好性……”

张主任对试验工程送电能力、安全性和经济性的上述结论性意见与事实完全不符。

晋东南经南阳到荆门1000KV交流特高压一期试验工程，线路全长645公里，2008年末建成，2009年1月正式投运。设备制造质量经历了验证，但最主要的指标——送电能力没有达到设计要求。设计能力为280万千瓦，而在实际试验中，仅瞬间（1秒钟）达到283万千瓦，正常控制功率200~220万千瓦，实际运行控制功率为180~200万千瓦，相当于2条500KV线路的送电能力。

为了实现全线路送电能力500万千瓦，新增投资43亿元、增加了变压器和串联补偿的二期扩建工程于2011年11月完成基建，并进行了现场试验。据现场试验报道，晋东南到南阳段最大送电功率达到490万千瓦（其极限还可以大一点），控制功率450万千瓦，运行168小时，2011年12月16日宣布工程投入运行，最大送电功率分别为：

晋东南站——南阳站：送电功率450万千瓦；

南阳站——河南500KV电网：分流下电260万千瓦；

南阳站——荆门站：继续送电190万千瓦。

以上结果与我们手工仿真计算的结果是一致的。虽然晋东南直达荆门（注：南阳站500KV系统解列）的送电能力相关数据至今尚未公布，根据理论分析和仿真计算，其送电能力应为350万千瓦左右，不可能达到500万千瓦的送电能力，更谈不上稳定输送500万千瓦。即便通过某种方式干预，试验出来极限功率可以超过500万千瓦（据说最大572万千瓦），也只有试验价值而没有使用价值。

扩建工程的试验结果表明，交流特高压短距离实现500万千瓦大容量送电是可能的。晋东南距南阳362公里，加40%串联电容补偿后送电距离相当于减少到217公里，正常送电功率可达到450万千瓦。但试验工程同时反证：短距离大容量恰好正是500KV级电压的技术经济优势所在。实现上述450万千瓦容量只需要2~3回500KV线路即可替代1000KV距离特高压的送电能力。1000KV交流特高压试验工程一、二期投资合计103亿元，而500KV替代方案仅需要20亿元，从经济效益角度取舍，1000KV方案是绝对不可行的。

张主任支持国家电网公司规划建设的锡盟到南京交流特高压输电工程，根据国网电科院仿真软件的计算，两回线送电功率（在单相永久故障的低稳定水平下）分别如下：

锡盟特高压变电站出口功率：940万千瓦（按三相故障考核仅有653万千瓦）；

锡盟站送到北京东站：分流下电432万千瓦；

北京东站送到济南站：再分流下电273万千瓦；

济南站出口到徐州的功率（含损失）：仅剩235万千瓦。

与晋东南到荆门试验工程一样，由阻抗大小决定送电功率分布是交流输电固有特性所决定的（呈树枝状），不以人的意志为转移。

该工程需要多少投资？根据国家电网公司上报的可研报告，不含发电厂配套的总投资为390亿元，如果北京和济南不分流下电，锡盟直送南京的最大送电能力仅为434万千瓦，单位投资接近9000元/千瓦，经济上是根本不可行的。如果采用直流由锡盟送南京，±500KV/300万千瓦同杆并架，或±800KV/640万千瓦，总投资约166亿元或190亿元，造价要节约二分之一以上。

目前全国中小型企业普遍缺乏资金，作为央企就能随意挥霍浪费资金、再让百姓买单吗？

四、顺便再谈谈输煤输电比较问题

史大祯同志等谈的输煤输电问题，由于他们不是搞规划专业的，根本没谈到点子上。国家电网公司进行的输煤输电比较，由于受“既定结论”所困，也都是从概念出发，并没有反映客观实际。

1、在分析方法上，国家电网公司采用的是财务评价，采用当前煤炭运输环节已被严重扭曲的价格进行比较。正确的方法是国民经济评价，采用成本法。

2、采用的标杆电价存在虚假情况。沿海地区由于经济相对发达，其标杆电价普遍偏高，含有较大的利润空间。如广东、浙江和江苏2010年标杆电价分别为0.4962元/千瓦时、0.4570元/千瓦时和0.4300元/千瓦时；而中西部煤炭产地的标杆电价较低，利润空间小。如山西、蒙西和贵州的标杆电价分别为：0.3253元/千瓦时、0.2849元/千瓦时和0.3301元/千瓦时。

国网公司以上述虚假的“东西部标杆电价差大于输电成本”为由，片面夸大输电的经济性，这种带倾向性的比较结论不能令人信服。

3、不同地区燃煤的发热量差异很大。如广东和华东分别为：5231大卡/千克和5334大卡/千克；而山西和蒙西分别为：4305大卡/千克和3763大卡/千克。仅次一项，就相当于煤价差约25%。

4、国有铁路运输和水运价格多年来一直是稳定的，如大秦线运费为0.12元/吨公里（成本仅为0.04元/吨公里），秦皇岛港口费共计25元/吨，秦皇岛到上海、宁波的水运费为50元/吨，共计171元/吨（5500大卡/千克），折合标煤218元/吨，折合电价0.07元/千瓦时。

5、国家电网公司把当前该不该的收费一股脑全加在外运煤价上，如资源税、增值税、短途运输费、集煤站收费（35元/吨）等等，外运煤加价总计大约300元/吨左右。而在本地建厂，只计算煤的出矿价，这样比较是不公正的。

6、交流输电随着送电距离的增加，其输电能力在逐渐下降的：送300公里可送350万千瓦，送500公里可送290万千瓦，送1000公里可送200万千瓦，送1500公里可送160万千瓦。而国家电网公司按一条线而不管输送距离长短均按400万千瓦考虑，片面夸大了送电的经济性。

7、在中西部普遍缺水的煤炭基地建厂，必须使用空冷机组，而空冷机组比东部沿海地区建厂采用湿冷（水冷），煤耗要高得多，输电又大大增加损耗，列表说明如下：

发电煤耗

（以60万千瓦机组为例）

（±800KV /4500A/ 720万千瓦，导线6×900，τ=3000小时）

以送电2000公里为例，在西部煤炭基地建电厂外送，要多耗煤12.2%~19.2%，多耗煤263万吨~414万吨。

8、冷静应对西电东送的战略。在某一阶段，通过输电方式向东部沿海输送部分能源是需要的。随着西部地区经济结构调整和地域经济的发展，特别是受水资源和生态保护的制约，可供外送的电源将有可能逐步减少。从发展和长远角度看，输电既解决不了东部地区的电力需求问题，也解决不了西部地区煤炭资源的外运问题。根本的解决办法还是要靠铁路，铁路的综合效益优于输电线路。

五、关于500KV电网的地位、作用和短路电流问题

500KV级电压随着电网规模的扩大，将逐步由输电型转为网络型，其任务就是接受和分配电能，并逐步成为区域电网和省网的基本电压，考察各国电网电压的地位和作用均为如此，不管在本地区建厂或接受外来电，都需要500KV这级电压来接受和分配。因此，不可忽视500KV电网的建设。至于区域电网之间交换，则应主要靠直流输电和背靠背方式，辅以单点交流弱联。

关于短路电流问题。目前有些电网短路电流超标63KA，主要原因是电网结构不适应电网发展造成的，通过调整电网结构是可以解决的，短路电流不是制约500KV电网发展的因素。这方面要向欧洲和日本学习，它们解决得比我们好。

2012年3月31日

注：网友参与技术交流的方式参见《博客平台改版告白—落实开博宗旨的无奈举措》的博文。