老曾博客22

业界同仁稿件选登(8)

（报刊文稿转载） 

能源思考

月刊2012-05总第65期

《中国能源网研究中心》主办

《中国能源网》编辑部出版

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世界交流特高压历史和重大停电事故

证明“三华联网”存在重大停电隐患

原电力部生产司教授级高工,国际大电网委员会CIGRE和美IEEE会员

蒙定中

  一、前言

  上世纪北美、欧、俄、日为了“远距离输电”,曾经历过“交流特高压输电”失败,却研究应用“直流输电”成功。然而北美、欧、巴西没有从安全上认真研究并改造电网结构，结果造成多次损失严重的重大(≥800万千瓦)停电事故灾难。

  上世纪八十年代至今，我国电力发展快速，已占世界第二位。特别在安全上，由於总结吸取了国内外大停电的经验教训，在1981年由时任电力部长李鹏主持颁发了《电力系统安全稳定导则》，2001年又由国家经济贸易委员会作为国家标准继续发布。由於全国从电力建设和运行上认真贯彻此《导则》，特别是建立了“分层”、“分区”、“分散外接电源”的电网结构，使我国除台湾外从未发生重大停电，成为电力安全的世界第一位。

  现在，国网公司却要用上世纪国外早经实践失败的“交流特高压输电”，从结构上将华北、华中、华东三个“分区”合成一个与北美东部电网规模范围相当的一个“三华联网”大区。为了能远距离送电，不得不构成无数的不安全100/50万伏电磁环网；而且远方电源都难以分散向各个负荷中心送电；完全违反现行《导则》在电网结构上的“三分”规定。除了浪费上万亿元投资外，在安全上必将步入北美、欧、巴西重大停电的道路，严重破坏我国电网30年来的安全基础。

  二、国外发展特高压的历史演变

  上世记为了发展“交流特高压输电”,美国曾经设三处试验基地进行研究，意大利更建成试验线路研究,结果认为难保安全又极不经济,美欧决定永不采用。

  前苏联为实现交流120万伏的长距离(1905公里)输电，从1972年起步，在1985～1994的9年运行中,由于过电压问题严重,不得不在线路上装设100%补偿的并联电抗器,结果最多只能送160万千瓦。实践证明，前苏联经历22年也不能解决其技术风险,加上送电能力差，既不安全，又极度浪费投资,不得不永远降压50万伏运行。

  日本东京电力在1992～1999年建成交流100万伏线路共426公里, 但未建变电站,只能50万伏运行。国网公司在2005年北戴河“特高压输电技术研讨会”称“根据东京电力的预测, 2010年期间南岩木特高压干线有必要升压运行”。2007年底“国际大电网委员会”在日本大阪召开会议，作为会员的蒙定中报告了中国防止大停电经验和“交流特高压”问题后，东京电力对此问题的回答是“接受了教訓，永远不再升压了”。但国网公司现仍宣传日本会在2015年升压运行，既然第一次宣传不实，为什么还要再作不实宣传呢？。

  为了实现远距离输电，美欧俄日在研究“交流特高压”同时,也研究“直流输电”, 由于成功地应用可控硅代替了水银整流器, 实现了既安全又经济的远距离输电的目的, 自然就淘汰了“交流特高压”。

以上就是上世纪至今，国外发展“交流特高压”历史的演变过程。

  因此，必须认清“交流特高压”根本不是先进技术, 而是多个国家经历试验和运行证实的失败技术。国网公司从来都将“直流特高压”的先进技术掩盖“交流特高压”的失败技术，将两者用“特高压”一词混为一談，这种无视历史事实、违反科学发展观、误导舆论又是何目的？

  2005年，联合国经济社会部在纽约发表的报告已有明确的定论“交流120万伏曾在俄罗斯的西伯利亚长线路使用，无论如何，超出100万伏时，能承受如此高电压的实际难度、设备和绝缘的代价，都过高而难以采用”。联合国文件所指包括两个风险：一个是技术难度风险，另一个是经济代价风险，这是世界上从技术经济上判别交流特高压失败的结论。

  联合国文件同时指出：“长距离输电应采用直流。与交流比较，超出600公里都是直流输电的经济距离，而且直流输电比较安全、可靠”。联合国文件还指出“不同交流电网通过直流联网，可以避免同步网本身运行出现的很多技术问题”。又引证2003年美加大停电事故, “任一处故障都影响整个交流同步网, 同步网愈大, 线路愈长, 电压崩溃和稳定破坏愈严重, 更易连锁反应造成整个电网大停电”。

  美国在经历多次重大停电事故后，开始从电网结构上研究怎样保证电网的安全问题。2003年，美国能源部两次召开“国家电网发展预想会议”,研究了美国电网〈Grid 2030〉年预想计划,主要是建立由东岸到西岸,北到加拿大,南到墨西哥的跨越全国的主要采用超导体技术和直流输电骨干网架，特别是对东、西各个特大网区，采用直流隔离变成更多的“分区”,缩小每区的范围,而且认为现有超高压已满足发展需要,不需要交流特高压。2008年美国电科院曾研究了美欧重大停电，建议将美国东部特大网区应用直流隔离分为四个交流“分区”,同时也适用于美国西部网区和西欧。这可以说是在电网结构上解决重大停电的又一重要策略。然而这仅是研究，至今也没有实现改造；因此现在美、欧电网结构仍然存在重大停电事故隐患。

  2005年，欧盟成立欧洲智能电网技术平台, 2006年发表了“欧洲电网的未来展望和策略”提出，欧洲2020年和将来主要运用直流输电，根本不再考虑提高现有的交流40万伏电压, 更不用经历失败的交流特高压了。

  三、30年来我国电网的安全经历

  自1981年的30年来，我国按《导则》建立了“分层”、“分区”、“分散外接电源”的“三分”电网结构,主要运用“直流”隔离建立了六大“分区”电网, 从而通过建立合理的电网结构，完全防止了重大停电事故。

  中国电网的安全经历曾多次在国际会议介绍，在1988年巴黎国际大电网(CIGRE)会议发言后，世界闻名的美国Dr.Chares Concordia立即以书面(见附件)表达这“中国经验”是用简单方法解决了复杂问题,并即时邀请参加CIGRE 38.03“电力系统可靠性分析”工作组。针对2003年美加重大停电，在2004年巴黎CIGRE会议的不同大会作了５次发言。在2004年纽约的美IEEE电网会议发言后,北美电力可靠性委员会(NERC)工程总监专门来访,曾建议北美采用中国《导则》规定的三道防线,可避免大停电。2007年CIGRE主持在日本大阪召开的电网发展会议,曾将防止大停电的“中国经验”和“三华交流特高压联网”问题作了大会报告。

  2006年7月1日华中电网事故，是由于未按《导则》的“分层”规定解除“电磁环网”造成的。两回50万伏线路输送的178万千瓦负荷，在跳闸后全部经“电磁环网”转移到多回22万伏线路，造成华中全网失稳振荡。这次是我国历史上最严重的电网停电事故，损失380万千瓦负荷，但仍不到世界重大(≥800万千瓦)停电的一半。事故之所以未能波及华东, 华南, 西北网区，正是因为区间都用直流联网，再次证明我国分区电网结构的科学合理性。

  预想我国将来有的大区按《导则》还宜再“分区”, 既可以满足发展需要，又利于解决短路电流过大等一系列问题, 将会更为安全可靠。同时继续发挥直流输电的作用，一是用作直流联网, 二是远距离输电。这是最安全又经济的办法，根本不需要交流特高压。

  四、“三华交流特高压联网”必将重蹈国外重大停电事故的覆辙

  2005年，在发改委主持的“特高压输电技术研讨会”上,国网公司宣传“国家级交流特高压联网”,会上便遭到老专家们的大力反对。后来南方电网公司经慎重的科学研究论证后决定不采用交流特高压,国网公司不得不改为“三华交流特高压联网”。

  有史以来，世界共发生了23次电网重大(≥800万千瓦）停电。除日本外，北美、欧、巴西等发生的21次重大停电的关键是电网结构问题造成。惨痛的教训一再证明：一个国家或地域的电网结构由于未采用直流分区(或分区不足)使得交流区域过大，更难以分散外接电源构成点对网的分区结构，结果在庞大、不可控的自由联网结构上一旦故障跳闸，即自然造成负荷转移，不断的连锁跳闸，直到重负荷转移到高阻抗的回路上，系统失稳，就必然会波及全网而造成重大停电。

  我国装机容量不少,由于采用直流分区,各区范围不大,构成坚强负荷中心,更分散外接电源,又不是自由联网，结果很安全。但“三华联网”的电网结构，从网内装机/电网范围/自由联网方式都走上北美不安全道路；而更加危险的是，“三华”交流特高压比北美现有的超高压更不安全, 更浪费, 可见重大停电后果将会更为严重。

  南方电网公司决定不采用“交流特高压”, 远距离输电又充分发挥了“直流特高压”输电的功能, 实为英明的决策。

  五、结语

  1、上世纪国外经历过交流特高压输电的失败和直流输电的成功，这已是不争的事实。但国网公司的很多报道只宣传“特高压”,不分“交流”和“直流”,想用直流特高压的成功技术掩盖交流特高压的失败技术,蒙蔽不易分清“交流”和“直流”的领导及社会公众；更违背科学实践，宣传称没有交流特高压就不能支持直流特高压运行，即所谓“不交不直”。实践是检验真理的唯一标准，南方电网早已投运的远距离直流特高压输电，根本不需要交流特高压支持,投运以来运行良好，实践证明了国网宣传“不交不直”是错误的。

  2、“三华联网”输电是虚、联网是实。国网公司违反科学发展观，无视国外经历交流特高压输电的失败教训，利用其垄断强势地位和掌控资源，以高压手段压制反对意见，更以虚假手段应对政府。2005年以来，国网一直宣传交流特高压线路可送500万千瓦，后来也成为政府批准条件之一。2011年12月，国网宣布长治-南阳-荆门交流特高压示范工程“试验成功”。实际上500万千瓦只能经362公里从长冶送到南阳中间站,不能经全线644公里输送到荆门终点站，从科学论证角度这就是试验失败。至今国网不敢公开试验相关数据，并越过主管部门直报中央，谎称示范工程试验成功。这种通过领导批示的方式压制不同意见、同时给发改委、能源局施加压力的做法，也更表明了国网公司的虚弱心态。

  2012年4月9日，国网公司官方网站报道“山西省一季度电力外送成绩”：由于上网电价调整提高了发电企业积极性，一季度山西经交流特高压送华中电量为44.59亿度。按此90天2000余小时测算，晋东南-南阳-荆门试验工程的平均输送容量仅为200万千瓦左右，年送电180亿度，远未达到国家发改委核准该扩建工程文件明确的“项目扩建后应满足向华中地区长期稳定输送500万千瓦电力的要求，年输送电量不低于250亿千瓦时（详见发改能源【2010】3056号）”的要求，扩建工程将如何验收呢？国网公司又会说是因为山西无足够的电量可送，这就更加证明“三华联网”存在低效率输电甚至无电可送的危险，因为各省各地的经济发展和资源需求是变化的，是由市场配置的，而不是“人为想当然”去配置的。

  3、国网公司严重违反现现行国家标准的《电力系统安全稳定导则》

  违反“分区”： 国网反而将华北、华中、华东三个大区合为一个特大区；

  违反“分层”： 国网为“三华联网”能远距离输电,不得不构成数十个100/50万伏“电磁环网”,而我国最严重的华中电网事故就是因为“电磁环网”造成的；

  违反“分散外接电源”：“三华联网”把所有电源都捆起来，一旦输出线路故障，负荷转移，造成系统失稳，必将波及整个三华联网而造成重大停电灾难。

  4、综上所述，恳请政府领导和主管部门认真重视，对“三华联网”必须按科学发展观进行实事求是和严格的论证，听取和总结南方电网不用交流特高压而只用直流特高压的成功经验，充分听取老领导、老专家、教授们的不同意见，“不唯书、不唯上、只唯实”。否则，“三华联网”一旦实施，不仅在经济上造成上万亿元的人民财产损失，而且为将来造成严重的重大停电灾难埋下致命隐患，更难以向人民交代。

  附件一、二（略）

  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。