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业界同仁稿件选登(22)

 

1000千伏交流特高压电网是中国电网发展的大倒退

——交流特高压电网是寄生在超高压电网上的怪胎

(续  一) 

 

丁道齐

(原国家电力调度通信中心副主任)

二、 交流特高压问题突显国家重大项目决策机制的弊端,并已造成不良后果

交流特高压输电在中国的应用刚露头角、大规模建设尚未展开之际,即陷入观点尖锐对立的争议,但并未引起国家相关部门的重视,预示其发展前景必将面临明显障碍与不确定性,其主要原因在于国家在交流特高压重大项目上决策机制的弊端。

电网新的更高电压等級的选择,不仅是电力长远发展规划的重要问题,更是影响国家社会和经济发展安全的重大战略问题。但是,正是在交流特高压这一重大项目的决策上,几乎未经任何国家级的论证,国家几乎陷入了被国网公司“绑架”的境地,背离了以国家为主导的、科学化、民主化决策机制。

1、 中国500千伏电压等级的出现是国务院根据经济发展的需求和技术可行性,多方论证、科学决策的成功典范。

1978年,武汉钢铁集团1.7米轧机即将投产,试车要求电网拥有300万千瓦出力以承受其冲击负荷,而当时湖北全省的发电装机总容量仅254.38万千瓦。在此背景下,国家批准建设河南平顶山姚孟发电厂至湖北武昌凤凰山500千伏输变电工程,以确保湖北电网的安全稳定运行。

1981年,中国第一条横跨长江的平武500千伏交流输电线路竣工投产,使中国成为当时世界上第8个拥有500千伏输电线路的国家。平武500千伏交流输电线路的试验成功,满足了社会经济发展的需求,坚定了国家发展500千伏电网的决心。19844月,国务院召开超高压输电电压等级论证工作会,会后正式发文,确定了500千伏电网将作为国家最高一级骨干电网。此后,配合元宝山电厂二期工程60万千瓦机组的投运,东北电网第一个500千伏超高压输变电工程-元锦辽海工程,于1985年全线投运;配合葛洲坝水电厂的投运,中国第一条±500千伏葛洲坝至上海南桥直流输电工程1985年开工建设,1989年单极投运,1990年双极投运,实现了华东与华中区域的异步联网。至此,中国全面进入500千伏超高压大电网时代。

值得关注的是,在500千伏输电线路投入电网运行的同时,都有大机组直接经超高压线路送入电网,使500千伏超高压电网具有足够的电源支撑,增强了超高压电网运行的稳定性。

2、 总体规模超过“三峡工程”的交流“特高压”工程,不经过民主决策程序,更多的是依靠院士专家编造依据,制造舆论,没有进行国家級决策认证。

2014年底,家电网公司提出的投资数倍于三峡工程的特高压项目,堪称建国第一大工程,但该工程的经济性、安全性和决策过程遭到了专家的强烈质疑。20053月,中国投资协会连续3次举行十几位专家参与的民间讨论会,专家一致认为,国家特高压电网建设必须首先做好规划,然后科学论证,质疑在现有的500千伏的电网上再搞一个1000千伏级的电网,是否必要,是否安全。从20055月开始,专家们数次上书中央,要求仿照三峡工程,对特高压这种投资巨大的工程进行公开论证,确保科学、民主的决策。200562 1日至23日,国家发改委按照国务院一位领导要求组织专家讨论的指示,在北戴河召开了来自工程院、大学的32位学者参与的“特高压”电网工程启动以来的第一次研讨会。对这种投资超高、数倍于三峡工程的特高压巨大工程,比照对三峡工程进行的公开论证的范围和程序,这次研讨会根本算不上是论证会。在尚存较大分歧的北戴河会议之后,20059月下旬,国家电网公司将《晋东南—南阳—荆门1000千伏交流特高压试验示范工程可行性报告》上报国家发改委,环境影响报告以及水土保持方案相继上报给了环保总局以及水利部,因各项报告国家电网公司只邀请和自己立场一致的专家参与论证,鼎力支持“特高压”项目,都顺利地通过了审批。此后,以建设“三华”交流特高压电网为核心的交流特高压输电线路建设,在以“路条当认证”的方式下得以不断推进。这样一个关乎环境资源、公共利益,甚至国家安全的重大投资项目不进行国家认证,排斥不同观点的专家参与,怎么能保证决策的科学性、合理性和代表性呢?又怎能及时发现决策实施中的重大问题、有效地避免重大漏洞?对此情况,20121020日,国务院原领导人发出了“关于反对用超万亿投资建设‘三华电网’问题,建议已经提出很久,材料我已看过好几次。然至今未见任何国家级的论证。难道这样重大的项目,也可以一手遮天,先斩后奏吗?” 振聋发聩的告诫。

3、 因交流特高压项目决策机制的弊端,国家电网公司随意扭曲国家发展特高压和国家电网的定位和技术方向。

关于特高压应用最权威的确认,当是在20113月全国人大会议批准发布的、具有法律效力的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》(下称“十二五”规划)。

 “十二五”规划中提出:中国电网发展的战略目标是“适应大规模跨区输电和新能源发电并网的要求,加快现代电网体系建设,进一步扩大西电东送规模,完善区域主干电网,发展特高压等大容量、高效率、远距离先进输电技术,依托信息、控制和储能等先进技术,推进智能电网建设,切实加强城乡电网建设与改造,增强电网优化配置电力能力和供电可靠性。”这是中国政府对国家电网发展战略方向做出的具有法律效力的原则表述。
 由此,“十二五”规划确立了国家发展特高压的定位和技术方向。“十二五”规划将发展特高压定位于“输电技术”领域,而不是特高压电网。“十二五”规划确立的发展特高压的技术方向是“大容量、高效率、远距离的先进输电技术”,是采用交流特高压还是直流特高压,那就看哪种特高压输电技术能满足这个技术方向了。“十二五”规划对国家电网发展的定位确立为“推进智能电网建设”、“完善区域主干电网”。这就从国家法律层面否决了构建“三华”交流特高压的可能性。

国网公司违背国家“十二五”规划的法律规定,坚持发展效率低下的交流特高压输电,混淆智能电网与特高压电网的本质区别,以“坚强智能电网必须以特高压电网的基础” 的混乱逻辑推进特高压电网建设,肆意将“完善区域主干电网”窜改为建设安全风险极大的跨区域的“三华”交流特高压国家电网,未经任何国家级的论证,耗资上万亿元,以电网企业为主导,由相关部门批给“路条”加以实施,是严重违背国家“十二五”规划的违法行为。

4、 因交流特高压项目决策机制的弊端已造成不良后果。

已持续十年争议的事实说明,由国网企业主导並获国家支持的“中国创新、中国引领”的交流特高压技术将现代电网发展的规律、当代输电技术的进步和电力工程规划设计的评估标准完全搞乱套了。具体表现为:国网硬是要拆散中国规模适当、结构清晰、复杂性程度不高、发生800万千瓦以上规模损失的大停电事故的概率几乎为零的原有异步或弱连的500千伏六大区域超高压国家电网格局;虽然八条交流特高压输电系统的设计和建设都证明其投资要比直流或超高压输电贵出一倍,但国网无视经济效益评估结果,硬要推广效率低下的交流特高压输电;虽然包括直流特高压在内的高压直流输电技术已经成功地在国内外获得广泛应用,是实现远距离、高效率、大容量、既安全又经济还环保的最佳输电技术,但国网在强交强直、不交不直、先交后直的口号掩饰下,将直流输电技术作为陪衬,仍专注于交流特高压的推广;虽然国家能源局批准了否定交流特高压的南方和内蒙电网规划方案,但国网仍强调“区域差异”、“口味不同”,背离“国家十二五规划” 的法律规定,坚持构造安全风险极高的“三华”交流特高压电网;虽然已建的两条交流特高压线路的运行功率不到设计能力的一半,但仍罔顾事实,一再宣称已达到设计标准,.....。一句话,只要涉及交流特高压工程,国网企业没有不错的。

限制同步电网规模、降低电网复杂性、发展同步电网间异步互联,是当今世界(包括中国南方电网)在安全、经济和环保等条件制约下发展大电网的主流趋势,但国网无视世界大电网这一发展趋势,顽固地推行“三华”交流特高压大电网的建设,开始可能是认识模糊,后来是以错掩错,甚至通过所掌控的科研和规划设计部门,按国网意图编造科研、规划设计报告为领导背书,以影响舆论及中央决策。

现仅举一个按国网意图编造科研、规划设计报告为领导背书的典型案例说明之。

中国电力科学研究院提交的《国家电网构建及安全性研究》的报告中,提出要按照先交后直的原则构建强交强直三华特高压交流电网的结论。在强烈的反对舆论影响下,张国宝退职后的国家能源局組织专家对该报告的可信性进行了独立的研究审核,得出了截然不同的结论。

《国家电网构建及安全性研究》报告,利用被《特高压交直流电网》书中捧为世界上规模最大、综合试验能力达到国际同类实验室领先水平、技术指标国际领先的PSD电力系统分析软件”的仿真系统,表面上进行了三个方案的比较,但实质上参与比选的方案完全缺乏可比性。问题的严重性在于,研究报告预设“唯有建设三华交流特高压电网才是国家电网发展的最优模式”的结论确定为研究成果。为此,对于保持国家六个500千伏区域同步电网、网间采用直流互联的方案,仿真研究得出的结论令人吃惊:只有(花费6000多亿元)构建五纵六横交流特高压电网,“三华”地区超高压电网才可承受直流远距离输电的接入。

经过重新组织的相对独立的专家仿真研究审查后,发现中国电科院在仿真时对该方案设定的边界条件都是电网运行中不可能出现的。例如:①拿一个连n-1的标准都不可行的方案参与比较;n-2、两回直流双极闭锁等严重故障下不按《电力系统安全稳定导则》要求采取措施,任其造成恶性循环,导致系统崩溃大面积停电; 对于直流双极闭锁导致500千伏线路超过热稳定极限,不采取任何措施,任其持续发展直至引发连锁反应,导致系统失稳;不考虑动态无功支撑,任其造成电压崩溃;不予加强500千伏交流通道而制造直流闭锁引发低频振荡;不考虑优化直流落点布局,制造500千伏系统短路比不满足要求;华东电网直流双极闭锁时,不考虑电网电源旋转备用容量(仿真中将发电机的调速器都停用)和系统负荷的频率效益,造成需要大量切负荷。

经过专家独立的仿真研究及实事求是的全面的技术经济综合分析得出结论:只要按照国家十二五规划纲要要求,完善区域主干电网,合理分层分区,分散接入电源,优化电网结构,只需投入少量资金按《电力系统安全稳定导则》要求采取相应的技术措施,都有三、四亿千瓦装机规模的华东、华中、华北500千伏区域超高压电网完全可以支撑多馈入直流安全受电。国网及《特高压交直流电网》一书中提出的所谓没有坚强的交流特高压电网作基础的直流输电是不可行的结论根本是不成立的。

国网就是采用如此违背科学良知的手法,编造出貌似科学的错误结论来蛊惑人心。令人想不到的是,如此虛假仿真的结果竟被《特高压交直流电网》一书当作建设“三华”交流特高压电网的“科学”依据,被推荐为中国发展国家电网的最优模式。

对待特高压重大项目,如此轻率甚至弄虚作假的勇气来自哪里?他们的无知又是怎么练成的?根子仍在于国家对中国大电网的发展始终沒有拿出一个经过严格科学认证的国家层面的顶层设计,给相关部门和人员留下了“暗箱”操作的空间,只能被强势企业牵着鼻子走。

5希望国务院领导的关注能扭转中国大电网发展的錯误方向。

面对受电网企业错误发展路线误导而可能导致国家错误决策,酿成国家安全和经济的重大损失的最终后果,反对交流特高压的专家们多次上书国务院,陈述了反对建设交流特高压电网的原则依据,要求对交流特高压电网建设进行科学论证。而交流特高压的主导者则不顾试验工程是否成功,都执意当作“示范”工程全力推广,坚持构造安全风险极高的“三华”交流特高压电网。这就是1000千伏交流特高压这个“怪胎”的诞生陷入此伏彼起争议的根源。

国务院对专家们的多次上书十分重视。国务院原主要领导对交流特高压的应用多次批示:

2006118日:“要广泛听取意见,充分论证,科学决策。

200827日:对特高压电网建设分歧较大,要深入组织论证并通过实验,求得共识。坚持科学的态度和实事求是的精神,是处理重大项目必须把握的原则。”

200971日:特高压试验示范工程一直存在争议。建议发改委广泛听取意见,加强科学论证和对示范工程的指导。”

20121020日:“关于反对用超万亿投资建设‘三华电网’问题,建议已经提出很久,材料我已看过好几次。然至今未见任何国家级的论证。难道这样重大的项目,也可以一手遮天,先斩后奏吗?”    

在国务院领导多次批示的要求下,以及国家能源局局长的更迭,相关部门开始听取反对交流特高压专家的意见,但同时有关“三华”交流特高压电网的相关输电工程,仍能通过能源局发放路条方式高调地进行着。

201210月开始,国家能源局将有关特高压工程项目委托中国国际工程咨询公司(简称中咨公司)进行评估。但是这些事关国家电网发展战略规划的重大工程项目的评估,由于没有国家层面的顶层设计,也就沒有统一的、科学规范的依据和指导,表现出很大的主观性、分散性和随意性,使评估工作陷入十分尴尬的境地。

2013评估《淮南南京上海1000千伏特高压交流输变电工程》(下称华东特高压联网北半环工程)以来中咨公司先后组织进行了《雅安武汉1000千伏交流特高压输变电工程可行性研究》报告(下称雅安—武汉输电工程《大气污染防治行动计划重点输电通道研究论证报告》(下称华北输电通道工程)两个有关电网工程项目的咨询论证。

2013年,国家能源局相继组织了《南方电网发展规划(2013—2020年)》(下简称南方电网规划它是国内首个经国家批淮的十三五电网规划)蒙西电网2020年主网架建设规划》(下称内蒙电网规划)的专家咨询会。咨询论证会议专家一致否定了南方电网和内蒙电网规划的交流特高压方案,优选了超高压和直流输电方案。特别是南网规划会议得出的两项重大结论,在业界引发很大震荡。首先,南网认为交流特高压造价太高,且安全性存在隐患,不推荐使用;其次,出于安全性考虑,南网放弃了强化大交流同步电网的思路,决定逐步解开南网的长链式结构,改变滇黔粤桂一张网的格局。南方电网的规划方案获得了与会人员的一致认可,包括来自国网的专家。《南网规划报告》称,通过对特高压交、直流方案进行了比对,发现前者比后者投资额高出1231亿元。该报告认为交流特高压成网代价太大,面临增加连锁反应故障出现的几率出现故障时难以控制事故波及的范围工程难度大灵活性差调度运行难度大等一系列问题。因此,建议保持目前500千伏的电压等级,跨省远距离输电则采用直流输电方案。

南方电网规划说明,采用《特高压交直流电网》一书中倡导的以交流特高压进行远距输电、构建电网主网架和受端电网,都不如超高压与直流输电的组合方案,前者既不经济又不安全。这应该作为对比方案进行中国电网发展模式的优选方案比选,避免科学论证和重大工程的决策失误。

现在新组建的国家能源局现已批准了南网和内蒙两个地区的电网规划方案。而隶属国网公司的雅安—武汉输电工程和华北输电通道工程咨询会,虽然面对的是与南方电网规模和构架相当的电网,并按相同的规范设计、相同标准进行比较,也得到交流特高压方案要比超高压和直流输电方案贵出一倍的相同结果,甚至咨询论证专家的组成也相近,但对待相同结果的结论处理方式却截然不同,会议采取了意见各表作为专家评估会结论。支持交流特高压的专家表示即使经济上贵一些也应该应用交流特高压方案,这样才能满足中国未来发展的需要;反对交流特高压的专家则表示交流特高压方案不仅不经济,也不安全,而且更沒有可持续发展的前景,采用超高压和直流输电方案既经济、又安全,完全可以满足中国未来发展的需要。这种对隶属国网公司的两个工程釆取搁置争议、意见各表、矛盾上交的处理手段,无遗地给相关部门人员留出了暗箱操作的空间。值得关注的是,华东特高压联网北半环工程雅安—武汉输电工程和华北输电通道工程等评估会的前后,企业还利用其强势地位干预参与评估会专家的组成,形成电网企业相关工程规划的直接制定者为多数方、不同观点的专家为少数方的咨询组成格局,干扰论证会公正和公平程序。例如,华东特高压联网北半环工程是第一条委托中咨公司进行评估的工程,专家组由25人组成,实际到会20人,根据被评估企业方的要求,评估结论中必须写明14人赞成华东特高压联网北半环工程, 5人反对华东特高压联网北半环工程,1人弃权,突出以少数人反对、大多数赞成的表象。该结果并在传媒上大肆渲染。其实赞成的14人中有8位为国网公司在职专家,4位是国网公司委托对该工程进行设计部门的专家。显然,这样的专家组的组成是不公正、不正常的。

中咨公司受委托评估的华东特高压联网北半环工程、雅安武汉交流特高压工程、华北输电通道工程等三个项目都是在没有国家层面的顶层设计情况下,缺失国家批准的国家电网发展规划为指导,所涉及的重点输电通道更没有以华北、华中和华北三大区域电网的发展规划为依据,使得这些评审会议成为一个无根基的空中楼阁的会议。这三个项目的共同点是:以国网制定的三华电网企业规划为主导;为三华电网的“纵”、“横”重点输电通道做具体的论证;论证的原则都是以交流特高压方案为前提;这个前提实现不了,他们可以不择手段,违背电网发展的客观规律,制造假仿真,拼凑假成果,以欺骗舆论,误导决策部门和官员。

《雅安武汉1000千伏交流特高压输变电工程可行性研究》论证报告只是一份典型的命题作业说明书,更是一个粗制滥造、东拼西凑非常突出的反面例证。

国家电力规划研究中心组织相关单位编制完成的《大气污染防治行动计划重点输电通道研究论证报告》以落实《大气污染防治行动计划》的名义,打捆提出了12个输电通道建设方案。按照国家发改委、环保部等6部委联合制定的《京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则》要求,对山西省、内蒙古自治区降低细颗粒物(PM2.5)浓度提出了明确要求,但研究报告回避了山西、蒙西煤电对既定输电通道建设方案的影响,“疏忽”了对山西、蒙西地区落实大气污染防治行动计划实施方案做出分析,整个研究报告缺失真实数据的支撑,内容片面,其合理性令人质疑。

建设国家大电网是一项涉及国家和社会经济发展的重大战略工程,必须有国家层面的顶层设计和价值取向,并变成社会层面和企业层面的价值准则,才能确保中国电力工业走向健康、可持续发展的道路。

6、 对已投运的交流特高压工程进行后评价是最有现实意义的反思。通过后评价可以给争论了八年之久的“中国要不要发展1000千伏交流特高压电网”给出一个明确的科学论断,也是检验特高压论证结果是否已达到预期效益的一个重要环节。

1000千伏交流特高压争论了十年之久,至今尚未定论。在争论过程中,已建成两个交流特高压项目(晋东南经南阳到荆门试验示范工程和淮南到上海(南半环)输电工程),在建的福州到浙江交流特高压输电工程。这3个项目投资总额为472 ( 103+185+184) 亿元,接近19937月国务院三峡工程建设委员会批准的三峡枢纽工程的静态总投资500.9亿元。

投运的交流特高压工程一方面标志着中国输电设备制造及建设技术水平已处于世界先进地位;另一方面在建设和运行中取得的大量数据,也将为中国是否应该进一步发展特高压电网提供强有力的、实事求是的科学技术支撑。

公布建设、运行相关技术经济数据,与初设、核准数据进行比对分析是后评估的核心环节。如果评价结论证明核准正确,应当给予充分肯定;如果不正确或决策失误,要追究责任,汲取教训。后评价的专家应当从社会中聘请,国家电网公司和参与规划制定的电力规划设计院的在职人员只能参加会议,但不能作为评估专家。

已建成的晋东南-荆门1000千伏交流特高压工程和皖电东送淮南至上海特高压交流输电工程的实际数据已充分说明:交流特高压是既不安全、更不经济的输电技术。特高压交流输电是技术落后、效率低下的输电技术,在中国的推广应用意味着中国电网发展的大倒退。

1) 输电距离和稳定输送的最大功率是检验输电能力的2个基本要素。晋东南-南阳-荆门特高压交流试验工程正常运行稳定输电功率只有200万千瓦左右,一直未经受输送大功率工况的安全考核,稳定水平仅按单相瞬时故障考核,工程输电距离只有645公里,输电能力连设计输电规模280万千瓦都达不到,远远没有实现真正意义上的远距离、大容量输电。试验示范工程证明,这是一个耗资巨大但最终只能降低输电能力运行的不成功的气泡工程。国网公司及《特高压交直流电网》一书中,一再地宣称示范工程输电600余公里、送电280万千瓦,扩建工程可稳定输送500万千瓦都是不顾事实、践踏科学的行为。

2) 关于交流特高压输电的经济性,电网企业宣扬建设特高压电网的经济性是好的 是罔顾事实

国家核准晋东南-南阳-荆门特高压交流试验工程第一期总投资达60.4亿元。在交流特高压试验工程实际投资大大低估和只有单相瞬时故障校核的低稳定水平情况下,其输送单位千瓦、输送单位公里距离的投资即高达4.7/千瓦·公里;而且输电距离只有645公里,输电能力200万千瓦,根本算不上是远距离、大容量输电。国网公司提出能源基地与负荷中心的距离一般都在1000~3000公里甚至更远,参照有关后续工程的前期研究成果,如果用交流特高压实现实际意义上的远距离(10002000公里及以上)、大容量(400500万千瓦及以上)输电,其单位千瓦输电能力、输送单位公里距离的投资指标还将要在试验工程基础上成倍地增加;例如,为更远距离输电,将长线路化归为若干短距离输电,中间要建设开关站及增加静止无功补偿器、在中间开关站加线路串联电容补偿或线路可控串联电容补偿;为在分段点接入支撑电源,建设相应的1000/500千伏输变电系统等。而由于1 000 千伏输电线路电抗占整个输电系统电抗的比例相对于超高压输电要小,串联电容补偿对提高输电能力的作用远沒有超高压输电那么大。在交流特高压输电系统中,送端发电机及输变电工程的电抗和特高压升、降压变压器的电抗都占有输电系统总电抗的相当大比例,一台1000/500千伏变压器或一台1200/27千伏变压器的电抗相当于160180公里交流特高压输电线的电抗,因此增加交流特高压输电线回路数其总输电能力并不明显,从一回线增至两回线,总的输电能力大约只能增加30%左右。如果线路出口增加40%串联电容补偿,从一回线增至两回线,总的输电能力增加的更少,大约只有23%左右。总之,随着交流特高压输电线回路数的增加,新增的送电能力将会明显下降,回路数增加到三回以上时,最多可维持5%左右的增长能力。

1000 千伏输电系统的送、受端接入汽轮发电机组群,线路串联电容补偿度的确定还应进行系统次同步振荡校核,如校核时出现次同步振荡,应减少串联补偿度,或将部分串联电容改为可控串联电容补偿,以抑制可能出现的次同步振荡,这又会进一步增加投资和降低输电能力。这些与直流远距离输电的投资经济效果是无法比拟的;比如,向家坝至上海±800千伏特高压直流输电工程送电640万千瓦、距离1891公里、投资190亿元,输送单位千瓦电力至单位公里距离的投资仅1.57/千瓦·公里。其输电效率为交流特高压试验示范工程的3倍。

综合分析各类输电方式、各个电压等级输电工程的建设实践及其投资效果,在经济上显而易见,交流特高压输电沒有经济实用的输电距离,近距离不如超高压交流(500千伏),中长距离不如超高压直流(±500千伏或±660千伏),长远距离不如特高压直流。晋东南至荆门交流特高压试验示范工程验证了特高压交流输电相对于其他输电方案在经济上是不可行的。

1是根据国网的六条超高压直流输电工程(±500±660千伏)、四条特高压直流输电工程和四条交流特高压输电工程,以及东北地区的三条500千伏超高压交流输电工程的数据绘制的各种电压等级下的输电工程的单位(千瓦·公里)输电成本比较图。

 

 

1±500±660千伏超高压直流±800千伏特高压直流和500千伏、

1000千伏超、特高压交流输电线路的单位(千瓦·公里)输电成本比较

从图1可以清晰的得出如下规律:

a、交流输电的单价成本不论电压高低均随着输电距离的增加而增加;反之,直流输电的单价成本不论电压高低均随输电距离的增加而减小。

b、比较图1中交、直流特高压建设单位成本的变化趋势来看,该两条直线不可能在0600公里范围内有交点,也就是说无论输电距离多少,交流特高压的建设成本远高于特高压直流和超高压直流输电,也远高于超高压交流输电。这就验证了交流特高压输电没有经济适用的距离,这也是世界远距输电工程的普遍规律。

从图1可以看出,±500千伏及以上直流输电工程 ,输电距离从五百多公里到二千多公里,对应单价从3.45元到1.27/千瓦/公里,形成与输电距离成反向关联的单价规律。而交流特高压输电工程,其单价随输电距离呈缓慢上升趨势,1000公里以内基本上在5.5/千瓦/公里。

c、图1500千超高压交流与±500千伏超高压直流输电的单价成本变化趋势线在大约600公里处相交,该点称为交、直流输电的经济临界输送距离。这标志着输电距离在600公里以内采用500千超高压交流输电比较经济,而超过600公里应釆用超高压直流输电。当500千超高压交流输电釆用紧凑型线路送电时,500千超高压交流输电的单价成本将大为降低,交、直流输电的经济临界输送距离将会增至700公里。

如果从实用距离(600公里以上)比较,交流特高压输电的造价要比超高压直流输电至少高出约1.6 (5.57/3.45),输电到2000公里,高出4.5倍以上。而适用近距(600公里以内)的交流超高压输电的单价为1.8元到2.27/千瓦/公里,也只有交流特高压输电的32%36%。即600700公里是交、直流输电的经济临界距离,在此距离以远,直流输电更经济,而且愈远愈经济;在此距离以内超高压交流输电更经济。正因为如此,世界各国几十年前就弃用交流特高压远距离输电,而普遍采用直流远距离输电。中国的南方电网和内蒙电网规划也验证了这点,采用交流特高压输电方案比特高压直流就贵出2倍以上。

由此可见,通过对在建设和运行实踐中取得的这些大量数据分析可以看出,在远距输电和电网建设上,交流特高压技术的应用滥用了国家大量资源(涉及国内电力、机械行业的科研、制造、设计、高校等100余家单位近5万人),不仅技术不可取,经济上也处于劣势,其建设成本要比高压直流输电高出二倍以上,更严重的是交流特高压极大地增加了电网发生连锁性大停电事故的安全风险。

面对交流特高压经济性的质疑,国网辩称,电网的输电效益更重要的是体现在网络的规模效应和综合效应上。但是,当你具体解剖2020年交流特高压电网的电力流就可看到,2020年建成五纵六横”(其后又改为五纵五横”)交流特高压坚强的三华同步电网,晋、陕、宁、蒙地区大量电力是通过交流特高压就近输送到华北电网和华中电网的河南、湖北、重庆等地区消纳,通过所规划的交流特高压电网解决的主要是中、短距离送电,真正远距离输送的容量只有很少一部分;东、中部核电也都是采用交流特高压一升一降在就近地区消纳。而根据《特高压交直流电网》提供的数据仅仅是建设三华交流特高压电网,投资将达9800亿元,在中国全面推广交流特高压工程,总投资将高达12000亿元以上,耗资如此巨大,投资效益非常低下。如果代以输电直达大都市圈方案,输电距离远用直流输电,近用超高压输电,同样是输电给超高压电网,同样解决电力需求,至少可节约5000亿元。

就是这样一个需投入9800亿元巨额资金的三华特高压同步电网,其规模效应体现在哪里呢? 7、 交流特高压技术在中国的推广应用,是国家电网发展和影响国家安全的重大战略问题,必须由国家决策部门客观、公正、科学地组织独立和负责的国家级论证。

交流特高压技术是多方面的综合应用技术,不能靠没有充分研究准备的会议专家的表态或靠记者访问报导,更不可能靠相关媒体片面造势或封锁和压制不同意见的手段来解决。科学的结论和决策只能来自具体问题的具体分析后的概括和综合汇总,最后根据综合分析的研究成果数据做出决策。

1) 需要提供统一的电网基础材料,否则结果难以比较、而且脱离中国电网的工程实际。
  (2) 论证应有共同的议题和标准,如比较特高压、超高压和直流三种不同技术在输电、联网和建设电网方面的经济性和安全性。
  (3) 建立和健全交流特高压输电建设项目决策的专家咨询机制,委托研究单位应包括独立的非隶属和非利益相关的单位或个人立项研究,以便获得独立、客观、科学的结果。

4) 建设交流特高压电网是耗资上万亿元的重大项目,必须由国家决策部门组织论证,摆脱强势企业的干扰。中国超高压电网还有很大的增建发展的空间,远距离大容量的输电已有成熟的直流输电技术,国家有充分的时间组织对交流特高压技术的论证。

5) 建立和完善大型工程建设项目决策责任追究机制,从法律的角度规范和约束政府决策者,通过对行使决策权带来的不良后果承担责任,以此约束决策者慎重决策。

(未完待续)

 

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。

  

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

  

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曾德文

曾德文

83篇文章 3年前更新

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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