老曾博客55

论文21

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

（之  二）

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”

事实胜于雄辩。综合分析我国各类输电方式、各个电压等级输电工程的建设和设计实践，用其投资效果的数据说话是最能说明问题的。

（一）　交流特高压输电工程

1、 晋东南－南阳－荆门特高压交流试验工程，输电距离645千米，工程扩建前，总投资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，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资为4.68元/（千瓦·千米）；工程扩建后，线路串补40%，总投资104.7亿元，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，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资为4.41元/（千瓦·千米）；

    2、 淮南~皖南~浙北~上海交流特高压工程，输电距离656千米，线路同塔双回路，总投资191亿元，在只有单永故障考核的稳定水平情况下，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资为6.33元/（千瓦·千米）；

3、 锡盟~北京东~济南~徐州~南京北交流特高压工程，输电距离1433.4千米，线路同塔双回路，锡盟～北京东段40%串补，总投资331.5亿元，在只有单永故障考核的稳定水平情况下，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资为5.28元/（千瓦·千米）；按三永故障考核的稳定水平情况下，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资则高达为8.69元/（千瓦·千米）；

4、 雅安~乐山~重庆~万县~荆门~武汉交流特高压工程，输电距离1297千米，线路同塔双回路，总投资337.6亿元，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资为5.88元/（千瓦·千米）。

    从以上交流特高压工程实例得到，输送单位千瓦输电能力至单位千米距离的投资为（4.41~8.69）元/（千瓦·千米）；同时可以看出，交流特高压工程的投资水平随输电距离、系统条件、稳定水平的差异，有着较大的分散性。

（二）　特高压直流输电工程

1、 ±800千伏楚雄~穗东云广直流工程，输电距离1373千米，输电规模500万千瓦，总投资131亿元，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资为1.91元/（千瓦·千米）。

2、 ±800千伏复龙~奉贤向上直流工程，输电距离1907千米，输电规模640万千瓦，总投资182.2亿元，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资为1.49元/（千瓦·千米）。

3、 ±800千伏西昌~苏南直流工程，输电距离2059千米，输电规模720万千瓦，总投资222.1亿元，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资为1.5元/（千瓦·千米）。

4、 ±800千伏哈密~郑州直流工程，输电距离2208千米，输电规模800万千瓦，总投资226.2亿元，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资为1.28元/（千瓦·千米）。

从以上直流特高压工程实例得到，输送单位千瓦输电能力至单位千米距离的投资为（1.28~1.91）元/（千瓦·千米）；同时可以看出，直流特高压工程的投资水平随输电距离、输电规模不同，有一定的变化；总体上，输电距离越远、输电规模越大，其经济性越好。

（三）　超高压直流输电工程

1、 ±660千伏宁东（宁夏银川东）-山东青岛直流工程，线路1333千米，输电规模400万千瓦，静态总投资103.85亿元，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资为1.95元/（千瓦·千米）；

2、±500千伏龙泉~政平直流工程，线路860千米，输电规模300万千瓦，总投资51.44亿元，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资为1.99元/（千瓦·千米）；

3、±500千伏江陵~广东直流工程，线路941千米，输电规模300万千瓦，总投资59.6亿元，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资为2.11元/（千瓦·千米）；

4、±500千伏三峡~上海直流工程，线路1055千米，输电规模300万千瓦，总投资68.95亿元，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资为2.18元/（千瓦·千米）；

5、±500千伏呼盟~辽宁直流工程，线路908千米，输电规模300万千瓦，总投资54.33亿元，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资为1.99元/（千瓦·千米）；

6、 溪洛渡右岸电站送电广东±500千伏双回直流工程，输电容量2×320万千瓦，输电距离1286千米，工程投资171.78亿元，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资为2.09元/(千瓦·千米)；

7、 贵州送电广东第二回±500千伏直流工程，输电容量300万千瓦，输电距离1194千米，工程投资79.5亿元，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资为2.22元/(千瓦·千米)。

从以上超高压直流工程实例得到，输送单位千瓦输电能力至单位千米距离的投资为（1.95~2.22）元/（千瓦·千米）；同时可以看出，超高压直流工程投资水平的分散性相对较小。

（四）　综合比较以上输电工程的投资水平，显而易见，直流工程具有突出的经济优势，交流特高压工程的投资为直流特高压工程的3.45~4.55倍，为直流超高压工程的2.26~3.91倍，与±800千伏哈密~郑州直流工程相比则高达3.5~6.8倍。

对于交流超高压工程，其投资水平同样随输电距离、系统条件、稳定水平的差异，有较大的分散性。按交流特高压试验工程所在系统的可比条件下计算，只需花费不到交流特高压试验工程投资三分之一的费用，实现晋东南与河南电网的500千伏联网，适当加强现有豫鄂500千伏电网结构，就可满足特高压交流试验工程扩建后同样的输电功能；也就是说，交流1000千伏输电工程的投资是500千伏的3.5倍。

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、大容量输电，其单位千瓦输电能力、输送单位千米距离的投资指标还将要在试验工程基础上成倍的增加，这与直流远距离输电的投资经济效果是无法比拟的。

可以这样认为，晋东南~荆门交流特高压试验工程和皖南~上海交流特高压输电工程的建设，既验证了1000千伏交流输电的设备运行技术可行性，同时也充分证明了特高压交流输电相对于其他输电方案在经济上的不可行性。

电网企业不进行电网不同构建方案的技术经济比较，花费巨额投资强势推出以交流特高压工程构建“三华”同步电网，在各大区域较强的500千伏电网之上叠加一级1000千伏电压，对于山西、锡盟、蒙西、陕北等的煤电和风电就近输送到华北电网和华中电网的河南、湖北、重庆等地区消纳的大量电力，四川送往近邻重庆的电力，以及对于位于经济较发达地区、距离供电负荷中心很近的东中部核电基地的大量电力，都采用一升一降的特高压方式输送，耗费巨额投资，造成巨额经济损失。相比采用超高压和直流输电组合的电网发展格局方案，交流特高压电网方案要浪费国家资金近4000亿元。

交流特高压电网在500千伏电网基础上叠加一个帽子，对500千伏电网都没有任何替代作用，增加了大量线路走廊和站址占地，造成宝贵土地资源的惊人浪费，对经济社会发展和环境的不良影响同样是不可忽视的。仅仅对于华东淮南~南京~上海交流特高压工程一个项目而言，输变电占用基本农田就达469公顷，合7035亩；同时，特高压输电线路下的大面积地域合理利用受到严重限制，对所在地区的环境、生态、社会及地区规划带来不利影响。

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。”——以上是刘振亚在《中国电力与能源》一书中的典型表述。

电网安全风险是一个概率事件，不同电网格局安全性的差异体现在对重大安全事故能否避免发生、或发生概率、造成灾害范围等的差别上；电网结构越复杂，故障概率越大；任何电压等级的同步电网都存在发生不可预见连锁反应事故的概率，其结构本身在概率上就埋下了无法消除的安全隐患，这是不容置疑的。按照国网公司的交流特高压电网规划，到2020年将建成“五纵六横”或“五纵五横”的“三华”同步电网，将我国华北、华东、华中三大核心区域电网强捆绑在一起，形成“共存亡”的复杂电网，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；交流特高压电网在500千伏电网基础上叠加一个帽子，形成所在电网众多1000千伏和500千伏电磁环网，跨地区输送电力穿越途中地区电网，电网结构太复杂，运行关系太复杂，运行方式变化频繁，潮流控制太复杂，短路电流普遍增加，抑制联络线功率振荡、保持同步运行稳定性的技术措施太复杂，自然灾害引起超设防故障明显增大，电网应急调度处理困难，提升大电网的掌控能力代价巨大，对全国电网安全稳定运行非常不利，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完全丧失殆尽。

对于“三华”特高压同步电网这样一个棋盘式结构的复杂电网，电网企业反复宣称“我们进行了五、六百种情况的仿真试验，电网的安全稳定性是有保障的”；在许多场合和不少报道中，一些“名士”、“要人”也往往跟着说教，以作过多少、多少仿真计算为由来宣扬“三华”交流特高压同步电网的高安全性。

随着仿真技术的不断进步，电力系统仿真软件的计算功能及其误差基本能够满足电力系统常规计算分析的要求，已经在我国得到了广泛应用；但电力规划设计中的一个基本常识是：系统研究的任何一项安全稳定校核计算，包括复杂电网多重严重故障，都只能局限在假定的事故、假定的事故处置方式下进行，一个计算电网，成千上万个接点，稳定计算扫描一次就有几百个结果，“进行了五、六百种情况的仿真试验”都只是常规的计算，据此说明没有安全风险完全是自欺欺人之谈；特别在时下电网研究学风被严重扭曲的环境下，人们更不能盲目轻信各类研究结论，而要更多的关注仿真计算基础条件和论证过程，通过分析思考作出正确的判断，避免误中“圈套”，轻信所谓计算研究结果，将后患无穷！

电网瓦解大事故的传导过程都是在数秒内发生的，在事故状态中几乎所有的应急预案都是通过自动化设备和人工尽快将区域之间解列，将还没有受到波及的电网解列运行，以免被事故拖跨；电网遭遇不可预见或突发事件连锁反应事故在系统研究常规稳定计算中是无法计算出来的，寄希望于先进的安控装置也是不可能的。国际上不断发生的重大停电事故，都是无法通过仿真试验计算还原事故状况的。解剖2006年7月1日华中（河南）电网发生的电网事故就可见一斑，那次完全不该发生的重大电网事故，起因于河南电网的一座变电站，不该动作的保护误动作、该动作的安控装置拒动，事故迅速扩大，导致系统形成N-4以上的故障，造成多座火电厂的发电机组和多条500千伏线跳闸、损失负荷、系统大范围大幅度功率振荡、同步电网解列；而就在同时，直流联网（包括直流背靠背联网）的电网则不受影响。不同规模电网遭遇不可预见连锁反应事故的机率就不可能一样，这已经被国际上的重大电网事故所证实。电网企业以偏概全的错误误导，完全掩盖了“用交流特高压构建的‘三华’同步电网发生重大安全事故的概率及其造成灾害的范围大大增加、存在严重安全高危风险隐患”的客观事实。

华东、华北、华中区域总面积300万平方公里，人口九亿，包括北京、上海等政治经济中心在内的中、东部17个省（市），到2020年，电网总装机容量将超过10亿千瓦。把“三华”交流特高压同步电网这样一个运行状况十分复杂的超级同步大电网作为中国经济、政治中心区域的骨干网架，一旦发生不可预见的事故或突发事件的连锁反应故障，导致电网崩溃，将给国家电网安全乃至国家安全酿成重大灾难性的损失，严重后果将不堪设想。

我们应当注意到，无论是欧洲联合电网、美国区域电网、日本区域电网的骨干网架都是超高压电网，这是技术最成熟、经济最高效的电网，都遵循确保大电网安全稳定的分层、分区原则，长距离、大容量输电的发展趋势是采用直流输电，区域超高压同步电网之间一般采用直流背靠背互联，既可以相互支援，也可以在事故状态下迅速隔离，避免事故向其它区域电网扩大。日本国土面积并不大，但日本将全国电网分为七大区域电网，出于安全的考虑，区域电网之间不联结或弱联结。在欧洲联合电网，各国在调度和管理上有相当大的独立性和权威性。当前世界上没有一个国家计划将1000千伏交流输电网作为国家或区域主干网架，特高压交流同步电网已经被全世界学术界公认为不安全与不经济，都弃之不用。 

大电网的安全还受到自然界各种极端地质、气候状况的影响，如雷电、地震、台风、海啸、磁暴、洪水、冰冻、污闪、雾闪、鸟害等不可抗拒因素以及外力破坏、违章操作等人为因素影响，还有设备设计、制造质量引起的故障，更有计算机病毒以及外敌破坏等因素引发重大事故，这些随时都有可能引发特大电网瓦解事故。

大电网一旦发生重大瓦解事故，其社会经济影响和破坏力将会以几何级数放大。在电力系统，发生事故是绝对的，不发生事故是相对的，我们并不能避免电网大事故的发生，那么我们要做的就是将电网结构按分层、分区来规划和建设，尽量减少事故的发生，或在事故发生后避免事故扩大，把事故范围限制在最小，并迅速恢复供电。

根据历史的经验，科学论证要把各种可能都设想到，穷尽各种“万一”，排除决策盲区，不能放任电网企业把本部门的垄断利益凌驾于国家安全利益之上。

（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。