原電力部生產(chǎn)司教授級高工，國際大電網(wǎng)委員會CIGRE和美IEEE會員 蒙定中

一、前言

國內(nèi)交流特高壓之爭已經(jīng)歷多年，隨著其示范及華東工程的經(jīng)歷，證明它確實既不經(jīng)濟，又是世界棄用且中國實踐的落后技術(shù)?；叵氚四昵?，即2005年6月發(fā)改委能源局為研討國網(wǎng)公司報請構(gòu)建<交流特高壓國家級電網(wǎng)>，在北戴河召開<特高壓輸電技術(shù)研討會>。會前國網(wǎng)一位領(lǐng)導(dǎo)(現(xiàn)任總經(jīng)理)來本人房間給予<高級顧問>為條件，但首先要求本人支持特高壓。在討論會上本著為國家負(fù)責(zé)的精神，本人不為國網(wǎng)優(yōu)惠所動，按照會議安排作為第一位發(fā)言人，仍按原準(zhǔn)備的報告進(jìn)行了一個多小時發(fā)言，主要內(nèi)容為：“上世紀(jì)世界研究和實踐交流特高壓輸電技術(shù)失敗了，而直流輸電技術(shù)取得了成功；有史以來世界上90%的重大停電(每次損失>800萬千瓦)都發(fā)生在龐大又自由相聯(lián)的交流電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中；我國(除臺灣一次外)為什么從來沒有發(fā)生重大停電？因為二十多年來我國電網(wǎng)貫徹了現(xiàn)行《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》，全國電網(wǎng)基本以直流隔離為六個大區(qū)，任一區(qū)

事故都不影響鄰區(qū)；將全國聯(lián)成一個交流特高壓同步電網(wǎng)，嚴(yán)重違反《穩(wěn)定導(dǎo)則》“分區(qū)”規(guī)定，就會重走世界上其他國家經(jīng)歷的失敗道路，不但造成嚴(yán)重的浪費，而且必然使我國電網(wǎng)發(fā)生重大停電事故”。

日本“東京電力”在1992—1999年建成的1000kV交流特高壓線路共426公里，但未建變電站，只能降壓到500kV運行。國網(wǎng)公司在北戴河會議報告稱：“根據(jù)東京電力的預(yù)測，2010年期間南巖木特高壓干線有必要升壓運行”。而“國際大電網(wǎng)委員會”在2007年底日本大阪召開＜電力系統(tǒng)發(fā)展會議＞上，本人作為會員作大會報告，既介紹了中國防止重大停電的《穩(wěn)定導(dǎo)則》經(jīng)驗，又以此來論證交流特高壓是不可行的。當(dāng)時從“東京電力”代表得到的回答是：“接受了教訓(xùn)，不再升壓了。”現(xiàn)日本經(jīng)歷了六年也沒再升壓，證明國網(wǎng)報告確是不實宣傳。

北戴河會后南方電網(wǎng)公司做了認(rèn)真、深入的科學(xué)研究，確認(rèn)了遠(yuǎn)距離輸電應(yīng)采用直流，根本不應(yīng)采用既不經(jīng)濟又極不安全的交流特高壓。在此情況下，國網(wǎng)公司為了鞏固壟斷，即使明知構(gòu)建特高壓電網(wǎng)違反《穩(wěn)定導(dǎo)則》，將構(gòu)建<交流特高壓國家級電網(wǎng)>改為<交流特高壓三華電網(wǎng)>。

八年以來，經(jīng)我們老專家有科學(xué)實踐理由的大力反對，“十二五”時間過半，三華聯(lián)網(wǎng)道路受阻、規(guī)劃未批。今年7月8日，發(fā)改委能源局召開標(biāo)有“特急”字樣的<促進(jìn)電網(wǎng)科學(xué)發(fā)展座談會>，時隔八年，再次邀請我們老專家參會，發(fā)改委能源局新領(lǐng)導(dǎo)聽取我們老專家的意見。

南方電網(wǎng)由于繼續(xù)認(rèn)真貫徹《穩(wěn)定導(dǎo)則》，在2013年7月能源局召開的南網(wǎng)“十二五”規(guī)劃審查會上匯報了<南方電網(wǎng)2013-2020年規(guī)劃研究報告>的結(jié)論：“南方電網(wǎng)未來西電東送發(fā)展主要采用直流輸電技術(shù)。同時，“十二五”期以后不再對各省間電網(wǎng)的交流斷面加強。遠(yuǎn)景南方電網(wǎng)將以省區(qū)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，逐步分解為2～3個同步網(wǎng)格局”。結(jié)論僅討論了一天就得到專家們一致認(rèn)可，由能源局成文下達(dá)執(zhí)行。

二、南方電網(wǎng)貫徹《穩(wěn)定導(dǎo)則》的決策

南網(wǎng)公司很重視《穩(wěn)定導(dǎo)則》，2012年9月召開的〈電網(wǎng)安全穩(wěn)定技術(shù)研討會〉，在6位院士報告后，首先邀請我們《穩(wěn)定導(dǎo)則》編制專家作報告，本人按《穩(wěn)定導(dǎo)則》的〈分區(qū)〉和〈分散外接電源〉規(guī)定，建議南網(wǎng)采用直流再分三個大區(qū)、廣東再用直流分區(qū)的方案，解決當(dāng)前西電東送的8回500kV交流和4回直流線路的并聯(lián)運行問題以及5回直流饋入珠三角的安全運行和短路電流超標(biāo)問題，以及負(fù)荷發(fā)展需求。因為內(nèi)容切合實際，值得深入研究，南網(wǎng)公司特別安排本人第二天在其公司大樓對近百技術(shù)骨干作了近2小時報告，報告結(jié)束后有多人提問，啟發(fā)本人意識到邊工作必須邊學(xué)習(xí)南網(wǎng)多年的的實踐經(jīng)驗，才能研究出準(zhǔn)確有效的解決辦法。

按“電力規(guī)劃設(shè)計總院、西南、中南、廣東設(shè)計院、廣東電網(wǎng)研究中心”聯(lián)合于2012年10月提出的<南方電網(wǎng)中長期網(wǎng)架結(jié)構(gòu)研究>報告，南方電網(wǎng)也根本不需要交流特高壓，而主網(wǎng)架格局將應(yīng)用直流隔離將〈云南〉〈貴州/廣西〉〈廣東〉分為三個大區(qū)，解決交直流并列運行的西電東送問題。

南網(wǎng)公司2013年3月26日召開<云南電網(wǎng)與南網(wǎng)主網(wǎng)異步聯(lián)網(wǎng)方案研究報告>專家評審會議，我們6位專家和全體參會代表一致贊同應(yīng)用“直流背靠背使云南和主網(wǎng)異步聯(lián)網(wǎng)”，這是南網(wǎng)公司按《穩(wěn)定導(dǎo)則》實行再〈分區(qū)〉的第一步。在2013年3月27日的<南方電網(wǎng)受端目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)研究〉專家評審會中，南網(wǎng)科研院也提出以“直流將廣東分兩區(qū)”的方案，和本人建議基本相同。

本人認(rèn)為南方電網(wǎng)東西跨度近2000公里，以4回直流(1280萬千瓦)和8回500kV交流(約750萬千瓦)線路并聯(lián)西電東送，不符合《穩(wěn)定導(dǎo)則》“分散外接電源”的(點對網(wǎng))規(guī)定，包括多回直流密集珠三角地區(qū)以及短路電流超標(biāo)問題，都需要從電源/電網(wǎng)結(jié)構(gòu)長遠(yuǎn)規(guī)劃研究解決。

1.南網(wǎng)結(jié)構(gòu)改進(jìn)的第一步設(shè)想

(1)云南以直流東送結(jié)構(gòu)如圖1所示，相當(dāng)于通過直流和受端聯(lián)絡(luò)，這種結(jié)構(gòu)不存在交流的復(fù)雜穩(wěn)定問題，可增大東送電力、運行簡單、靈活可靠。

(2)由于不存在原直流閉鎖使潮流轉(zhuǎn)移到500kV交流線路而失穩(wěn)的問題，云南以直流送出的機組皆不需要弧島運行，祗圖1南網(wǎng)結(jié)構(gòu)改進(jìn)初步設(shè)想是在送出直流閉鎖時連鎖或高頻切部分機組，云南本區(qū)運行也靈活可靠。

(3)加裝背靠背后的交流線路可按熱穩(wěn)定輸送電力，例如一回500kV常用的400×4導(dǎo)線就可送277萬千瓦(250C)或224萬千瓦(400C)，大大超過原來的輸送容量。此外，裝了背靠背的交流線路，可將原來的串補電容設(shè)施提供他處使用，簡化了結(jié)構(gòu)，也提高了可靠性。

(4)按南網(wǎng)電科院“云南電網(wǎng)與南網(wǎng)主網(wǎng)異步聯(lián)網(wǎng)方案研究”報告，按圖1的兩個直流背靠背容量共為450萬千瓦，總投資為45億元(按高岑背靠背二期則為36億元)。它將從結(jié)構(gòu)上將云南的西電全改為直流東送，是最有效又簡單可靠的辦法，且運行靈活，完全避免重大停電危險，從經(jīng)濟上也是值得的。

2.南網(wǎng)結(jié)構(gòu)改進(jìn)的第二步廣西原有8回交流和廣東聯(lián)接，怎樣和廣東分區(qū)？使南網(wǎng)分為三大區(qū)。按『南方電網(wǎng)中長期網(wǎng)架結(jié)構(gòu)研究』的再利用方案2(圖2)，即將藏東南和伊江送來的兩個直流逆變站分別裝設(shè)在廣西原8回交流聯(lián)絡(luò)線的始端，然后分別各以4回

交流送廣東，這就等于廣西和廣東圖2廣西/廣東通過直流輸電分區(qū)

經(jīng)直流隔離分區(qū)。所以本人認(rèn)為南網(wǎng)第二步分三個區(qū)是合理的。上述兩廣經(jīng)直流隔離分區(qū)不需要增用直流聯(lián)接背靠背，而是使西電東送廣東的兩回直流逆變站裝設(shè)在廣西的東部邊緣，并利用了原8回都不長的交流聯(lián)絡(luò)線送廣東。一方面使廣東的直流落點可減少兩回，另一方面也減少了廣東西部故障時原由廣西交流線約為15～20%的短路電流。從后文論述的廣東的直流安全饋入和短路電流超標(biāo)問題角度看，這個“再利用方案2”也是安全經(jīng)濟的有效辦法。

上述兩個方案是解決南網(wǎng)不安全的交直流并列西電東送的有效措施，建議加強具體方案的研究，按實際需要適時實施，進(jìn)一步優(yōu)化南方電網(wǎng)主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

3.防止珠三角電網(wǎng)電壓崩潰、保持多回直流安全饋入及解決短路電流問題

南網(wǎng)分三大區(qū)后，南方電網(wǎng)500kV交流線路電氣距離由長距離改變?yōu)橹小⒍叹嚯x，廣東電網(wǎng)交流系統(tǒng)的安全重點已由“防止暫態(tài)失穩(wěn)”轉(zhuǎn)為“防止電壓崩潰”，防止電壓崩潰即能保證交流系統(tǒng)安全，特別是保持愈來愈多的直流輸電饋入珠三角的運行安全。

2009年11月10日巴西大停電主因之一，是依泰普(Itaipu)水電站送出的兩回±600kV共630萬千瓦的直流逆變站受端交流電網(wǎng)電壓崩潰全停。目前有五個逆變站密集落點于珠三角地區(qū)，總?cè)萘窟_(dá)1565萬千瓦，占廣東負(fù)荷的21%，密集的秤諶居世界首位。當(dāng)前和將來的關(guān)鍵是防止長時間持續(xù)低電壓，否則會像巴西那樣造成多個直流全停，導(dǎo)致全部直流輸送功率全部轉(zhuǎn)移到并聯(lián)的交流500kV線路上而使整個南網(wǎng)失穩(wěn)全停。即使按本報告上述分區(qū)的建議將不再會出現(xiàn)交直流并列方式，但廣東電網(wǎng)也有全停危險，因此怎樣支撐直流多落點，現(xiàn)已成為世界、特別是中國關(guān)注的重大問題。

2014年廣東將新增糯扎渡±800kV直流和溪洛渡雙回500kV直流逆變站，要可靠的防止多回直流輸電集中珠三角的大停電，關(guān)鍵是防止由于故障造成廣東500kV電網(wǎng)長時電壓崩潰。直流輸電技術(shù)上有如下的規(guī)律：一是網(wǎng)上不論單相/兩相/三相故障，不論切除時間長短，都會造成瞬間換相失敗(不是閉鎖全停)，但換相失敗的秤諶和其交流側(cè)母線的電壓降/相位變化有關(guān)，三相比單相故障嚴(yán)重，故障切除時間愈長愈嚴(yán)重，故障點電氣距離愈近愈嚴(yán)重。二是只有當(dāng)故障時保護(hù)/開關(guān)拒動、系統(tǒng)又缺乏足夠的動態(tài)無功儲備，引起長時電壓崩潰及直流逆變站的低電壓保護(hù)又整定不當(dāng)時，才會動作造成全停。目前500kV電網(wǎng)短路電流己近50～60千安水平，說明系統(tǒng)保持了足夠的動態(tài)無功儲備，特別是廣東繼電保護(hù)快速切除后，系統(tǒng)電壓立即恢復(fù)正常，各直流逆變站都迅速恢復(fù)運行，不會造成事故，上述情況在實際不可能出現(xiàn)。2009年11月10日巴西重大停電，就是三回交流765kV線路連續(xù)故障造成受端系統(tǒng)失穩(wěn)/電壓崩潰時，兩回整定不當(dāng)?shù)?plusmn;600kV直流輸電低電壓保護(hù)(整定為電壓0.48p.u.，時間2秒)動作跳閘全停。所以保證多直流饋入的交流系統(tǒng)運行安全的關(guān)鍵是加強500kV電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、繼電保護(hù)、無功補償和發(fā)電機勵磁系統(tǒng)水平，一旦故障，首先可靠快速切除，同時各發(fā)電機組具備瞬時輸出緊急無功的能力，并有充裕的動態(tài)無功功率儲備，防止長時電壓崩潰導(dǎo)致全部直流全停。

(1)初步設(shè)想應(yīng)用直流將廣東電網(wǎng)再分兩個小區(qū)

對于廣東分區(qū)，可以從以下幾個方面考慮保證系統(tǒng)安全運行：一是控制500kV電網(wǎng)短路電流水平，既保持足夠的動態(tài)無功儲備，又不超標(biāo)，同時適應(yīng)今后更多的新建發(fā)電廠投入運行。二是合理的使各直流輸電落點于不同的交流分區(qū)，不由交流全部聯(lián)在一起，任一區(qū)故障祗影響本區(qū)直流，以適應(yīng)將來更多的直流饋入。三是考慮容量最大的一回直流雙極閉鎖停運，但同時有其他直流和區(qū)間背靠背支援，綜合損失的電力不超過目前規(guī)定的旋轉(zhuǎn)備用6%，不會影響正常運行。

廣東電網(wǎng)再分東西兩個小區(qū)有多個方案，本人提出的兩個方案(圖3)，南網(wǎng)科研院已提出以〈直流將廣東分兩區(qū)〉的方案(圖4)，可提供研究選擇。

圖3廣東500kV電網(wǎng)用直流分兩小區(qū)(方案一和二)

圖3廣東500kV電網(wǎng)用直流分兩小區(qū)(方案一和二)

圖4南網(wǎng)科研院提出以〈直流將廣東分兩區(qū)〉的方案三

下表列出廣東分區(qū)后，一回最大容量直流全停時的數(shù)據(jù)分析。

表1以直流將廣東分東西兩小區(qū)的可行性分析數(shù)據(jù)

(表內(nèi)負(fù)荷、電源數(shù)據(jù)來自南網(wǎng)科研院“南方電網(wǎng)遠(yuǎn)景受端目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)研究第二卷”)

注1:表內(nèi)未列入直流可暫時(3～10秒)輸出更大的支援過載30～50%的容量

注2:表內(nèi)未列入背靠背可在約20秒后反方向輸電，共輸出更大的支援為其容量的10～200%，

如將來應(yīng)用柔性直流背靠背則可瞬間反方向輸電

注3:饋入直流假定都滿載，僅10%過載作為支援，如非滿載，則相應(yīng)增大支援；背靠背的支援

容量則與原電力流量/方向不同，所以兩者綜合后以大～小范圍表示。

注4:末考慮廣東西區(qū)使用同塔雙回的溪洛渡2×320萬千瓦直流的同塔雙回線同時故障，如

萬一發(fā)生，則西區(qū)2015/2020年一回最大直流全停占4.7%～9.9%/3.5%～7.5%。

在研究分區(qū)時必須考慮一回最大容量直流一旦全停時，分區(qū)應(yīng)能承受而不造成事故。直流輸電還有特別的優(yōu)點，因為在其控制系統(tǒng)中配置功率快速升降功能，當(dāng)區(qū)內(nèi)有一回直流全停時，其他在運行的直流輸電和作為聯(lián)網(wǎng)的背靠背都可以快速輸出且持續(xù)短期(2小時)的1.1倍直流額定值，并可在暫時(3～10秒內(nèi))輸出更大的1.3～1.5倍直流額定值(表1未列入此支援)，作為支援以補償一回最大直流全停時的負(fù)荷損失，保證直流分區(qū)的安全。上表皆假定它們?yōu)闈M負(fù)荷下祗增10%作為支援，如不是滿負(fù)荷則有更大的支援，可見有很大裕度。

《穩(wěn)定導(dǎo)則》規(guī)定<每一組送電回路的輸送功率所占受端系統(tǒng)總負(fù)荷的比例不宜過大，具體比例可結(jié)合受端系統(tǒng)的具體條件來決定>。根據(jù)DL/T5429-2009“電力系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程”和SD131-84“電力系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則”和南網(wǎng)運行規(guī)定：負(fù)荷(旋轉(zhuǎn))備用不低于最大負(fù)荷的2%；事故備用為最大負(fù)荷的8%~12%，按SD131-84導(dǎo)則規(guī)定，其中至少有一部分(例如50%)為旋轉(zhuǎn)備用，據(jù)此旋轉(zhuǎn)備用至少應(yīng)有4%~6%，兩者疊加的旋轉(zhuǎn)備用則為6%~8%。表1所示為高峰負(fù)荷時的旋轉(zhuǎn)備用，如在低谷期間，旋轉(zhuǎn)備用自然大得多。上述計算已考慮最不利的條件：指區(qū)內(nèi)全部直流和背靠背(最不利電力流向)都是滿載時，最大一回直流閉鎖全停，當(dāng)系統(tǒng)全部的旋轉(zhuǎn)備用符合規(guī)定6%都保證安全。即使罕有出現(xiàn)表1的直流全停比例為7.4%時，系統(tǒng)頻率短時下降也不影響運行。

根據(jù)《電力系統(tǒng)自動低頻減負(fù)荷技術(shù)規(guī)定》，低頻減負(fù)荷規(guī)定設(shè)5輪：整定頻率分別為49Hz/48.8Hz/48.6Hz/48.4Hz/48.2Hz；每輪切除系統(tǒng)負(fù)荷的5～7%。按上述條件約切去第一輪負(fù)荷時就平衡了。即使旋轉(zhuǎn)備用在不滿足規(guī)程要求的時候，依靠低頻減載也防止出現(xiàn)嚴(yán)重事故后果。

在廣東分區(qū)的研究過程，有專家提出以內(nèi)/外環(huán)分兩區(qū)建議，可以較靈活的將負(fù)荷/電源/直流落點平均分配，必要時也可適當(dāng)變更，內(nèi)/外環(huán)可選擇適當(dāng)?shù)攸c背靠背相聯(lián)，同樣發(fā)揮分區(qū)的作用，所以可共有四個分區(qū)方案進(jìn)行研究選擇。

廣東電網(wǎng)分區(qū)后的優(yōu)勢：

“a”分區(qū)解決了短路電流超標(biāo)的問題

分兩區(qū)后，500kV電網(wǎng)各處短路電流降低約5～15kA，保持為正常的40～55kA水平，解決了短路電流超標(biāo)的問題。還免去了將大多數(shù)斷路器由50kA更換為63kA的費用(特別是GIS站)，更不需要裝設(shè)短路電流限制器、串聯(lián)電抗、高阻抗的升/降壓變壓器等設(shè)備，如已裝設(shè)有的反而對運行起負(fù)作用。

“b”提高多回直流饋入的安全水平

以直流分區(qū)后隔離了鄰區(qū)的故障，鄰區(qū)故障不影響本區(qū)直流運行，特別適合于直流愈來愈密集的珠三角地區(qū)。

“c”分區(qū)后更提高交流線路的穩(wěn)定水平和輸送能力

分區(qū)后等于縮短500kV線路運行距離，很多線路運行條件由暫態(tài)穩(wěn)定變?yōu)闊岱€(wěn)定更安全，能多送電又經(jīng)濟，更永遠(yuǎn)不存在交流遠(yuǎn)距輸電的低頻振蕩問題。

“d”廣東以直流分區(qū)第一/二/三方案的投資約為30/12/40億元，可研究決定。

(2)充分發(fā)揮繼電保護(hù)作用防止電壓崩潰

從表2分析廣東500kV電網(wǎng)近7年從沒有發(fā)生三相短路，兩相故障發(fā)生的次數(shù)僅占4.4%的，且均能在50ms內(nèi)切除，既確保特別是多回直流饋入的安全，又可以有根據(jù)的充分發(fā)揮現(xiàn)有和將來規(guī)劃的500kV電網(wǎng)輸電潛力。

表22006～2012年廣東500kV電網(wǎng)故障類型和切除時間分析

a.線路單相故障還來不及發(fā)展為多相，即快速切除，所以單相故障占95.6%；

即使倒塔，還末等全部導(dǎo)線接地即快速切除，對系統(tǒng)穩(wěn)定也相當(dāng)無三相短路。

b.由于故障快速切除，所以重合成功率高達(dá)76.2%。

c.上世紀(jì)八十年代實現(xiàn)‘保護(hù)四統(tǒng)一’時，線路暫態(tài)穩(wěn)定輸送能力按0.1秒切

除出口三相短路確定；現(xiàn)已改為0.09秒；建議根據(jù)保護(hù)實際切除故障的水平

穩(wěn)步縮短仿真計算用的切除時間，以充份發(fā)揮現(xiàn)有電網(wǎng)輸送的潛力。

d.對輸電容量受暫態(tài)穩(wěn)定限制的線路，即使不按三相短路計算輸電容量，而萬

一因而發(fā)生的失穩(wěn)也會短時恢復(fù)同步運行，影響不大，可從調(diào)度規(guī)程研究。

電網(wǎng)的繼電保護(hù)水平對防止直流逆變站密集的珠三角因電壓崩潰而大停電起到至關(guān)重要的作用。

(3)無功分層分區(qū)就地補償-提供巨大的無功緊急儲備

主要的目的是為電網(wǎng)提供巨大的緊急無功儲備，特別適合珠三角電網(wǎng)的直流受電需要，同時在科學(xué)上達(dá)到最合理的降低線損的目的。根據(jù)1981年《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》和1989年《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》都規(guī)定無功補償應(yīng)分層分區(qū)就地平衡，在原則上己明確電網(wǎng)各層各區(qū)各地的力率應(yīng)為1.0。但后一導(dǎo)則卻允許力率有較大的靈活性，如220kV為0.95～1.0，35～110kV為0.9～1.0，不同用戶可在0.8/0.85/0.9以上，很多電網(wǎng)按其規(guī)定的低力率執(zhí)行，結(jié)果增大有功和無功電力的損耗。

表3低力率造成的有功、無功損耗

力率Cosj 1.0 0.95 0.9 0.85 0.8

時I2R和I2X增加的比例 以此作為比較的基準(zhǔn) +10.8% +23.4% +38.5% +56.3%

近年廣東的用戶力率有可能提高一些，但如按力率為0.9時估算，按2012年夏天廣東8000萬千瓦負(fù)荷，假定線損率為5%，線損約為400萬千瓦，祗要將力率由0.9↗1.0，就可以節(jié)省94萬千瓦損失，使線損率由5%約減小為3.9%。

真正實現(xiàn)分層、分區(qū)的合理無功就地補償，可留靠發(fā)電機在事故時緊急送出無功，以防止電壓崩潰。怎樣作到嚴(yán)格無功分層就地平衡？低谷時500kV線路負(fù)荷如低于自然功率(100萬千瓦)，則線路的剩余無功，送端應(yīng)由發(fā)電機吸收，目前祗有沙角C/B廠和兩大抽水蓄能電站可進(jìn)相運行，即可在事故時可輸出更多無功功率，防止電壓崩饋；而受端應(yīng)由500kV變電所低壓電抗器吸收。高峰時500kV線路負(fù)荷如超出自然功率，送端應(yīng)由發(fā)電機送出無功補償送端的線路無功損耗，受端應(yīng)由500kV變電所投切電容補償。各級電壓的變壓器抽頭和配備的自動投切電容器/電抗器都應(yīng)按就地?zé)o功完全補償(原則上無功也盡量不通過變壓器)，不應(yīng)將無功電力送給用戶。

(4)防止電壓崩潰的后備措施-低壓減載(UVLS)和有載調(diào)壓閉鎖(VQC)

2003年美加大停電的事故報告分析，如事故始發(fā)地區(qū)事前有150萬千瓦低壓減載(和當(dāng)?shù)乜傌?fù)荷相比為12.4%)，就可能避免此次事故，可見它的重要作用。

UVLS的切除負(fù)荷量：針對防止暫態(tài)電壓崩潰和長時電壓崩潰計算得出，但

它是總的后備保護(hù)，要有相當(dāng)裕度。UVLS的電壓整定：應(yīng)低于正常運行的最低運行電壓，廣東220kV電壓偏差規(guī)定為額定值的-3%～+7%，實際電壓從不低于-3%，應(yīng)在電壓達(dá)到崩潰邊緣前動作，原整定0.8～0.85p.u.可能不起作用，因為根據(jù)世界重大停電的錄波，電壓崩潰前的電壓邊緣：美加-0.88p.u.;法國-0.93p.u.;東京-0.92p.u.;瑞典-0.90p.u.;錄波顯示一旦低于崩潰邊緣值時，電壓即急速下降，建議研究整定值提高為0.92～0.95p.u.。(1p.u.相當(dāng)于100%)

供電變壓器在電壓低時即閉鎖VQC有載調(diào)壓的整定值，應(yīng)稍低于正常最低運行電壓，但盡量提前閉鎖，原整定0.85～0.9p.u.過低，建議提高為0.95p.u.或

根據(jù)現(xiàn)場的實際情況比正常最低電壓值再低0.01～0.02p.u.就可以了。當(dāng)電力系統(tǒng)低電壓時，提前把VQC設(shè)備調(diào)節(jié)變壓器分接頭的功能閉鎖掉是有好處的。

(5)充份發(fā)揮發(fā)電機勵磁系統(tǒng)瞬時輸出緊急無功的能力

根據(jù)上述世界重大停電從錄波得出電壓崩潰前的電壓邊緣為0.88～0.93p.u.，勵磁系統(tǒng)的強勵啟動值應(yīng)由目前的0.85p.u.提高到0.9～0.93p.u.，具體數(shù)值可按各個電力系統(tǒng)的情況區(qū)別對待，特別是讓勵磁系統(tǒng)在防止系統(tǒng)電壓崩潰，并為多回直流安全饋入發(fā)揮應(yīng)有作用。我國大機組大都采用<自并勵可控硅勵磁系統(tǒng)>，由發(fā)電機出口經(jīng)變壓器及可控硅整流后直供轉(zhuǎn)子電流，結(jié)構(gòu)簡單，和過去旋轉(zhuǎn)的勵磁機比較，這種勵磁系統(tǒng)在電壓下降起動強行勵磁時反應(yīng)迅速。而常規(guī)勵磁系統(tǒng)有勵磁機（無論是直流勵磁機或是交流勵磁機）增加了調(diào)節(jié)過程中的時間常數(shù)，強行勵磁反應(yīng)稍慢。按2010年廣東60萬千瓦及以上機組總計2100萬千瓦，其中應(yīng)用自并勵可控硅勵磁系統(tǒng)為1407.2萬千瓦，占67%；建議各系統(tǒng)將來增大此比例。

4.<南方電網(wǎng)2013-2020年規(guī)劃研究報告>再次否定交流特高壓

南網(wǎng)報批報告再次對現(xiàn)行直流和交流特高壓方案作比較，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上采用直流將南網(wǎng)劃分2～3交流區(qū)，簡化網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)清晰，完全控制交流電網(wǎng)規(guī)模，既解決了交、直流線路併列東送風(fēng)險，又將交流遠(yuǎn)距離改為中、短距離輸電，而徹底解決原有的穩(wěn)定和低頻振蕩問題，從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上大大提高安全可靠性。

遠(yuǎn)距離輸電采用直流比交流特高壓更為安全可靠，世界重大停電經(jīng)歷證明，龐大交流電網(wǎng)必然會出現(xiàn)連鎖反應(yīng)，如嚴(yán)重的美加重大停電經(jīng)歷了N-14連鎖反應(yīng)才造成失穩(wěn)大停電。但直流輸電就避免連鎖反應(yīng)，如直流本身問題只會出現(xiàn)一回直流雙極閉鎖全停(相當(dāng)于N-2)，由于交流系統(tǒng)故障僅影響直流短時換相失敗，不可能造成雙極閉鎖全停(相當(dāng)于N-0，詳見后面分析)，因此交流特高壓無法和高度安全可靠又更為經(jīng)濟的直流相比。

采用交流特高壓相當(dāng)一個龐大交流電網(wǎng)，既違反《穩(wěn)定導(dǎo)則》<分區(qū)/分散外接電源>，又必然違反<分層>規(guī)定，要靠1000/500kV電磁環(huán)網(wǎng)才能最多送到300萬千瓦(不是宣傳的500萬千瓦)，龐大交流電網(wǎng)一旦故障，必將引起連鎖反應(yīng)，造成全停風(fēng)險。而且南網(wǎng)證明采用交流特高壓在經(jīng)濟上也嚴(yán)重浪費，總投資3067億元，而直流方案祗為1968億元，所以再次否定交流特高壓的采用。

三、華東應(yīng)學(xué)南網(wǎng)經(jīng)驗，外來電力靠直流輸送，“分區(qū)”解決短路電

流/直流饋入問題，各區(qū)電源/負(fù)荷平衡、根本不需要交流特高壓

2012年3月國網(wǎng)領(lǐng)導(dǎo)劉振亞著＜中國電力與能源＞書中(第177～179頁)，已提出了構(gòu)建三華特高壓電網(wǎng)的必要性：“有利于大規(guī)模接受外來電力”；“采用三華特高壓同步方案，既能從根本上解決短路電流大面識超標(biāo)問題，又徹底解決了因交直流系統(tǒng)相互作用而引發(fā)的華東500千伏電網(wǎng)不穩(wěn)定的問題”。

中國國際工程咨詢公司受政府委托邀請20多位專家評估華東交流特高壓輸變電工程。2013年5月29～31日在上海召開了“華東四省一市國民經(jīng)濟及電力發(fā)展規(guī)劃研討會”，2013年9月24～25日在北京召開了“淮南～南京～上海特高壓交流輸變電工程評估會”。國網(wǎng)公司提交＜華東電網(wǎng)發(fā)展情況調(diào)研材料＞和國網(wǎng)公司華東分部提交＜華東電網(wǎng)發(fā)展情況匯報＞和該工程必要性等論證報告，包括其代表發(fā)言，皆按國網(wǎng)領(lǐng)導(dǎo)劉振亞提出的三大必要性作為構(gòu)建華東交流特高壓工程的主要理由：

(1)華東建設(shè)交流特高壓電網(wǎng)就是為了接受區(qū)外交流特高壓來電。

(2)華東500kV電網(wǎng)不能承受多回直流同時閉鎖的沖擊，特別是不能承受將來更

大的直流(如±1100kV、1100萬千瓦)閉鎖的沖擊，祗能靠交流特高壓電網(wǎng)。

(3)華東500kV電網(wǎng)不能解決短路電流超標(biāo)問題，祗能靠交流特高壓電網(wǎng)。

1.采用交流特高壓的必要性

歐美俄日曾為“遠(yuǎn)距離輸電”研究應(yīng)用交流特高壓失敗，為什么國網(wǎng)公司要重走世界已失敗的道路？回顧上世紀(jì)前蘇聯(lián)為實現(xiàn)交流1200kV的長距離(1905公里)輸電，在1985～1994的9年運行中，電暈損耗特大，過電壓問題特嚴(yán)重，不得不在線路上都裝設(shè)100%補償?shù)牟⒙?lián)電抗器，結(jié)果最多只能送電160萬千瓦，實踐證明前蘇聯(lián)經(jīng)歷多年也不能解決其技術(shù)風(fēng)險，又極浪費投資，不得不永遠(yuǎn)降壓500kV運行了。日本東京電力曾建1000kV線路，但未建變電站，只能500kV運行。

上世紀(jì)世界各國為“遠(yuǎn)距離輸電”，對直流輸電成功地應(yīng)用可控硅代替了水銀整流器，從而既安全又經(jīng)濟地達(dá)到了“遠(yuǎn)距離輸電”的目的，結(jié)果同為“遠(yuǎn)距離輸電”而研究的交流特高壓在世界上確無實用價值了。

1965年以來世界上曾發(fā)生了25次電網(wǎng)重大停電，我們?yōu)槭裁磸牟话l(fā)生？上世紀(jì)70年代末，電力部工作組不僅調(diào)查分析國內(nèi)事故，還分析了全世界大停電，認(rèn)為：“連鎖反應(yīng)造成大停電的原因-不受控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和保護(hù)”，所以制定了《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》。改革開放以來，建立了可靠的交/直流、“分層”“分區(qū)”的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，“分散外接電源”的電源結(jié)構(gòu)和控制不同故障的“三道防線”，系統(tǒng)失穩(wěn)可能偶而發(fā)生，但不能造成大停電;而且由于區(qū)間為直流聯(lián)網(wǎng)，任一區(qū)故障/失穩(wěn)都不會波及鄰區(qū)。但采用交流特高壓聯(lián)網(wǎng)就完全違反《導(dǎo)則》“分層”“分區(qū)”和“分散外接電源”的規(guī)定，所以必然步入重大停電的道路。

輸送容量決定于全系統(tǒng)從送端到受端的全阻抗，因為電源和負(fù)荷都在500kV電網(wǎng)，應(yīng)用交流特高壓必須疊加1000/500kV的升/降壓變壓器，就增大了總的聯(lián)系阻抗，差不多抵消了交流特高壓線路電抗的減少。實際以600公里輸電計算證明，2回1000kV線路輸電的靜態(tài)穩(wěn)定祗相當(dāng)于4回500kV線路；而暫態(tài)穩(wěn)定還不如4回500kV線路輸電。即使多投資采用串聯(lián)電容補償，一個同塔雙回特高壓線路的輸電能力，只能與2個同塔雙回的500kV線路相當(dāng)。根本不是國網(wǎng)公司宣傳的一回1000kV線路輸送能力可達(dá)到500kV線路的4～5倍。

交流特高壓線路和設(shè)備更不安全，從2008年初我國南方冰雪災(zāi)害和2008年5月12日四川汶川里氏8級大地震災(zāi)害結(jié)果證實，交流電壓愈高的線路倒塔和變電站設(shè)備損壞愈嚴(yán)重。因此，可按線路倒塔和變電站設(shè)備損壞的原因分析，交流特高壓線路和設(shè)備最難抗冰雪災(zāi)害和地震。

從華東電網(wǎng)負(fù)荷、裝機報告指出一次能源資源匱乏，需要從區(qū)外受入大量電力。采用交流特高壓輸電的致命弱點必將帶來停電災(zāi)害，又極其浪費，600公里內(nèi)線路投資為交流500kV的3.8倍以上，700/1000/2000公里線路投資為直流的2.4/2.84/4.24倍。因此，不論輸電距離遠(yuǎn)近，應(yīng)用交流特高壓都是不可取的，區(qū)外遠(yuǎn)距離受電主要靠直流輸電，經(jīng)多年實踐證明既經(jīng)濟又安全。

2.華東多回大容量直流饋入根本不需要交流特高壓支持

2015年南網(wǎng)珠三角/華東長三角的直流落點分別是2720/3980萬千瓦，落點面積分別為40000/96000平方公里，每平方公里相當(dāng)落入直流為680/416千瓦，可見珠三角的直流密集秤諶比長三角還高，南網(wǎng)早經(jīng)科學(xué)論證多回直流饋入和交流特高壓毫不相關(guān)。多年實踐證明，造成直流閉鎖停運有兩種原因。

(1)因直流本身設(shè)備/線路問題造成全停的雙極閉鎖祗能發(fā)生在一回直流輸電上

如五回直流饋入珠三角從2009～2012年來，祗是在2010/2011年各有一回直流發(fā)生雙極閉鎖全停，相當(dāng)每回直流經(jīng)歷四年以上才發(fā)生一次雙極閉鎖全停。一旦發(fā)生，對應(yīng)上海/江蘇/浙江，相當(dāng)損失3～4%的電源，即使將來分區(qū)，電網(wǎng)都能承受一回最大直流雙極閉鎖的沖擊。但國網(wǎng)公司卻以兩回、甚至三回直流輸電同時閉鎖全停來宣傳交流特高壓的必要性，從國內(nèi)外有史以來的直流輸電運行實踐證明，因直流本身問題從末造成過所宣傳的兩回、甚至三回直流輸電同時雙極閉鎖全停。

(2)即使有更大容量直流送到華東也不需要交流特高壓

國網(wǎng)公司最近又宣傳華東500kV電網(wǎng)特別是不能承受將來特大的直流

(±1100kV、1100萬千瓦)閉鎖的沖擊，祗能靠交流特高壓電網(wǎng)。

表4一回特大容量直流(1100萬千瓦)全停占原供電比例

注1:表內(nèi)未列入直流可暫時(3～10秒)輸出更大的支援過載30～50%的容量；饋入直流假定都滿載，僅10%過載作為支援，如非滿載，則相應(yīng)增大支援

從表4分析，一回特大容量直流全停占原供電的比例遠(yuǎn)小于調(diào)度規(guī)定6%的旋轉(zhuǎn)備用，因此即使有更大容量直流送到華東也不需要交流特高壓。由于受端負(fù)荷都在500kV電網(wǎng)，如直流送到1000kV電網(wǎng)，則必須花大量投資去建1000/500kV降壓變電站，若按輸送1100萬千瓦估算，則浪費約60億元，也使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，增大輸電阻抗和不必要的變電損耗。世界上直流換流變壓器從未逆變?yōu)榻涣?000kV，這么高電壓的換流變壓器及交流側(cè)所有輔助設(shè)備在技術(shù)上都沒有解決，風(fēng)險太大，且大增投資，毫無必要。

(3)從我國多年實踐證明交流系統(tǒng)故障不可能造成多回直流閉鎖同時停運

交流系統(tǒng)故障會造成故障點附近多回直流輸電同時瞬間換相失敗（不是閉鎖停運），國內(nèi)500kV網(wǎng)所有故障都可在0.1秒內(nèi)快速切除后、再經(jīng)0.15秒直流即恢復(fù)運行；即使開關(guān)拒動，故障也可在0.3秒切除，直流再經(jīng)0.25秒恢復(fù)運行，很可靠的不會造成本身直流低電壓閉鎖保護(hù)動作停運。如2012年8月11日廣東增穗線C相接地，遠(yuǎn)近不同的五回直流皆短時換相失敗，直流功率分別跌至故障前的0/0/39/65/70%，因切除故障快使其持續(xù)時間為40～80ms，故障切除后70～170ms時、直流功率即恢復(fù)到故障前的90%，180～320ms完全恢復(fù)100%。說明故障切除快，遠(yuǎn)低于直流低電壓保護(hù)的整定值，就不影響運行。華東和廣東都采用相同的國產(chǎn)繼電保護(hù)和開關(guān)，切除故障的能力相同，對防止直流逆變站密集的長三角和珠三角因電壓崩潰而大停電同樣起重要作用。

故障切除后，如華東直流受電的500kV網(wǎng)短路電流為50千安上下，相當(dāng)保持足夠的動態(tài)無功儲備，各直流逆變站都可迅速恢復(fù)運行。如系統(tǒng)缺乏動態(tài)無功儲備，嚴(yán)重故障后引起長時間電壓崩潰，直流逆變站的直流低電壓保護(hù)又整定不當(dāng)，才會動作造成閉鎖全停。巴西2009年直流受端電網(wǎng)過弱(缺發(fā)電機組支持、短路電流低水平)，三回交流750kV來電線路故障全停后，長時電壓崩饋，兩回直流共四套直流低電壓保護(hù)(整定直流電壓0.48p.u.；2秒)又整定不當(dāng)，陸續(xù)閉鎖全停，才造成了巴西重大停電。

經(jīng)多次和南瑞繼保電氣公司和中電普瑞電力公司的高級科技專家們研究，直流站已具備相當(dāng)耐受交流側(cè)低電壓的能力，原來的直流低電壓保護(hù)的整定值可以相適應(yīng)的改進(jìn)，只要逆變站接入的交流電網(wǎng)不出現(xiàn)長時間電壓崩潰，就可完全避免直流站閉鎖全停。中電普瑞電力公司制造的世界電壓最高(±800kV)、容量最大(720萬千瓦)、由錦屏送到江蘇蘇南的直流輸電設(shè)備，其整流/逆變站直流電壓降到0.1p.u.(10％)時可承受178秒，這相當(dāng)可取消其直流低電壓保護(hù)，就等于不存在巴西式的直流閉鎖停運問題。經(jīng)南網(wǎng)初步和其他直流設(shè)備制造部門(包括西門子、許繼)研究，現(xiàn)有直流逆變站的電壓整定可改為電壓0.3p.u.或更低，時間4秒或更長，也不易因電壓大幅度降低而跳閘。

南瑞回答認(rèn)為直流低電壓保護(hù)判據(jù)主要考慮交流系統(tǒng)長時間異常，單純的低電壓對直流設(shè)備并不會造成危害。因此，我們可以按現(xiàn)有各直流站設(shè)備條件，進(jìn)一步降低其直流低電壓保護(hù)定值(0.1～0.3p.u.)，增大其整定延時(4～8秒)。對于新建的直流工程，可以要求其直流低電壓定值為0.1p.u.，增大其整定時間為8秒以上，作為采購的技術(shù)條件之一。

3.罩上交流特高壓網(wǎng)必將使500kV電網(wǎng)短路電流有增無減

罩上交流特高壓網(wǎng)相當(dāng)縮短500kV電網(wǎng)各處間的電氣距離，必然增大其短路電流，國網(wǎng)稱可降低500kV電網(wǎng)短路電流完全是錯誤宣傳，實際上是怎樣降低呢？從國網(wǎng)2013年5月“華東電網(wǎng)發(fā)展情況調(diào)研材料”報告稱“通過交流特高壓電網(wǎng)發(fā)展，為長三角500kV電網(wǎng)解環(huán)和分片運行創(chuàng)造條件，可從根本上解決短路電流超標(biāo)問題”。可見國網(wǎng)的回答還是要靠500kV電網(wǎng)自行解環(huán)、分片才能解決。實際上靠羽毛球拍式的薄弱1000kV網(wǎng)架，將原有堅強的500kV電網(wǎng)解環(huán)、分片來解決短路電流超標(biāo)問題，嚴(yán)重降低運行可靠性。變電站所有變壓器可能分裂成單組運行，降低了主變壓器的利用率，降低了運行的經(jīng)濟性。下面提出按《穩(wěn)定導(dǎo)則》采用直流將〈華東分四大區(qū)域電網(wǎng)〉的設(shè)想，才是從500kV電網(wǎng)本身最安全又經(jīng)濟的全面解決短路電流超標(biāo)問題。

4.按《穩(wěn)定導(dǎo)則》采用直流將〈華東分四大區(qū)域電網(wǎng)〉的設(shè)想

(1)從華東2015/2020年電源/負(fù)荷規(guī)劃研究合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)國網(wǎng)公司2012年12月和2013年5月《華東“十二五”電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃》等三個報告，從2015/2020年華東各省市負(fù)荷需要和電源規(guī)劃證明，將來各個省市、包括安徽省都缺電，怎樣解決呢？一是繼續(xù)靠遠(yuǎn)方直流輸電，二是在各城鎮(zhèn)負(fù)荷中心附近建新電源，各自作到電源/負(fù)荷基本平衡，互相之間不需要大規(guī)模輸電，現(xiàn)有500kV電網(wǎng)已滿足要求，根本不需要交流特高壓聯(lián)網(wǎng)。為了解決由于增設(shè)發(fā)電機組必然出現(xiàn)短路電流超標(biāo)問題和保證更多直流饋入的安全問題，最經(jīng)濟有效和安全可靠的辦法，還是貫徹《穩(wěn)定導(dǎo)則》，按今后實際需要，釆用直流逐步將華東電網(wǎng)(隔離)異步互聯(lián)分為四個分區(qū)。各區(qū)事故互不影響，更不可能同時發(fā)生失穩(wěn)/電壓崩潰/瓦解事故。

以國網(wǎng)公司三個報告中的負(fù)荷和電源規(guī)劃為基礎(chǔ)，怎樣規(guī)劃電網(wǎng)呢？下表列出一是繼續(xù)靠遠(yuǎn)方直流輸電，二是在各城鎮(zhèn)負(fù)荷中心附近建新電源，完全可以作到各省市電源/負(fù)荷基本平衡，確定華東分為四個區(qū)域電網(wǎng)的可行性和必要性。

表5通過負(fù)荷和電源規(guī)劃確定四省一市分為四個區(qū)域電網(wǎng)的可行性

注：普通字體(如3453/4423)是來自「國家電網(wǎng)公司」為建設(shè)華東交流特高壓聯(lián)網(wǎng)提供的三個報告；如600字是為滿足負(fù)荷需要而增加裝機和直流饋入容量。

(2)華東電網(wǎng)的發(fā)展設(shè)想

華東電網(wǎng)應(yīng)怎樣發(fā)展？按國網(wǎng)公司規(guī)劃就要浪費740億元投資、覆蓋一個交流特高壓電網(wǎng)，祗是短時不必要的從煤電倒流的安徽輸出祗占全網(wǎng)2.2%的電力，嚴(yán)重浪費。如將來隨電源、短路電流增大而需要用直流分四大區(qū)，各區(qū)電源負(fù)荷基本平衡，區(qū)間潮流不大，原有500kV電網(wǎng)已足夠應(yīng)用，建成的交流特高壓設(shè)施無電可送，甚至違反導(dǎo)則〈分區(qū)〉功能，祗能作廢了。

建議繼續(xù)認(rèn)真貫徹《穩(wěn)定導(dǎo)則》，既結(jié)合當(dāng)前又從長遠(yuǎn)來合理解決電源/電網(wǎng)/負(fù)荷發(fā)展需求，使實際的長距離大容量輸電祗留靠直流線路，將來全部500kV交流線路，包括以直流分區(qū)后的區(qū)內(nèi)和區(qū)間聯(lián)絡(luò)線都祗是中短距離輸電，這才是最可靠、有效、且最經(jīng)濟地解決全網(wǎng)的安全穩(wěn)定問題。

(3)〈分區(qū)〉的基本條件

“a”以直流分區(qū)時，要考慮分區(qū)后，每區(qū)保持一定的短路電流水平(約50千安)主要目的是在事故時為電網(wǎng)提供相當(dāng)緊急無功儲備，特別適合直流受電需要。分區(qū)后不希望短路電流過低，所以不應(yīng)特意采購增大短路阻抗的500kV變壓器，串聯(lián)電抗器、短路電流限制器等，因為一旦分區(qū)，它們有的都起負(fù)作用、等于作廢了。

“b”以直流分區(qū)時，要考慮分區(qū)后，一旦容量最大的一回直流閉鎖停運，失去的電力被區(qū)內(nèi)其他直流和分區(qū)背靠背支援的電力沖抵后，其值不應(yīng)超過原供電的6%?？紤]最大的1100萬千瓦直流各1/2分別落于不同區(qū)，更可靠的滿足上述要求。

按表6可見，將上海和浙江合為一個區(qū)才滿足要求。因此，建議華東電網(wǎng)將<浙江/上海><江蘇><安徽><福建>分四個區(qū)，提供研究。

表6以直流將華東分區(qū)的可行性分析數(shù)據(jù)

(表內(nèi)負(fù)荷、電源數(shù)據(jù)來自國網(wǎng)公司2012年12月“華東區(qū)域”＋二五”電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃”)

假定區(qū)內(nèi)其它直流都滿載，即可快速支援持續(xù)2小時過載10%時的容量(萬千瓦)(注3) 221.5 85.0 326.0 250.0

背靠背快速支援按它原電力流量/方向不同，為其容量的10～100%(萬千瓦)(注4) 255～525

 55～280 255～525 55～280

區(qū)內(nèi)其他直流和背靠背快速支援供電(萬千瓦) 476.5～

746.5 140～365 581～851 305～530

有支援時一回最大容量直流全停占原供電比例 0.05～4.9% 3.5%～5.7% 0%～1.5% 4.2%～5.8%

注1.2:考慮最大的1100萬千瓦直流各1/2分別落于不同區(qū)

注3:表內(nèi)未列入直流可暫時(3～10秒)輸出更大的支援過載30～50%的容量

注4:表內(nèi)未列入背靠背可在約20秒后反方向輸電，共輸出更大的支援為其容量的10～200%

(4)怎樣〈分區(qū)〉？

“a”第一種是應(yīng)用直流背靠背分區(qū)

我國早已應(yīng)用的“西北－華中”“東北－華北”和“中－俄”黑河背靠背運行可靠，具備良好分區(qū)功能。圖5按華東省市間2012年夏季高峰/2013年冬季高峰調(diào)潮流(來自國網(wǎng)報告)研究直流背靠背的位置和容量，隨著電源/負(fù)荷的發(fā)展，所有省市間潮流應(yīng)有減無增，以選擇其容量。

圖5華東五省市間電力潮流和背靠背分區(qū)條件

(裝設(shè)7個直流背靠背、容量共775萬千瓦)

“b”第二種是應(yīng)用直流受電逆變站實行分區(qū)(圖6、7)

如接受溪洛渡直流遠(yuǎn)距離輸電的浙江省武義逆變站，將來按浙江/福建所需電力分兩部分受電，即達(dá)到〈分區(qū)〉目的(現(xiàn)有的寧雙兩回500kV交流聯(lián)絡(luò)線適當(dāng)時改為背靠背運行)，因為將來兩省都缺電，不需多投資就可得到〈分區(qū)〉安全/經(jīng)濟效果。

圖6用直流分區(qū)圖7直流逆變站分區(qū)接線

將來用直流隔離分為四大〈分區(qū)〉的總投資不超過62億元，約為華東交流特高壓聯(lián)網(wǎng)靜態(tài)投資(744億元)的十二分之一(8.3%)，且運行安全可靠，又經(jīng)濟。

(5)〈分區(qū)〉更保障多回直流饋入的安全運行

將來華東以直流隔離分四大區(qū)后，直流分別饋入各區(qū)，任一區(qū)故障，只有在保護(hù)拒動和發(fā)生長時(和直流低電壓保護(hù)的時間整定比較)的電壓崩潰(和直流低電壓保護(hù)的電壓整定比較)時，在理論上才會使區(qū)內(nèi)直流跳閘。但直流隔離的鄰區(qū)不受電壓崩潰影響，所以，直流分區(qū)后更能保證直流輸電的安全。

(6)〈分區(qū)〉徹底解決短路電流超標(biāo)問題

根據(jù)2010年華東500kV電網(wǎng)的短路電流計算：上海為51～56千安、江蘇為47～63千安、浙江為47～62千安、安徽為53～58千安、福建為51～55千安水平。隨電網(wǎng)的發(fā)展，短路電流是有增無減的，必須采取合理有效的措施徹底解決。

將來華東500kV電網(wǎng)按《穩(wěn)定導(dǎo)則》〈分四大區(qū)〉后，將可以徹底解決短路電流超標(biāo)問題，各區(qū)都保持40～50千安的安全水平；50千安斷路器不再需要更換為63千安了(上述經(jīng)濟比較尚未包括此投資)。原來為限制短路電流而裝設(shè)的電抗器、限流器、增大變壓器阻抗等都不再需要，如裝了有的反而起負(fù)作用了。

(7)將來〈分區(qū)〉更確保華東電網(wǎng)完全實現(xiàn)〈分層〉

500kV電網(wǎng)上再罩上交流特高壓必需有大量1000/500kV電磁環(huán)網(wǎng)才能送電，違反《穩(wěn)定導(dǎo)則》〈分層〉，也必然帶來重大停電。華東電網(wǎng)的電壓層為500/220/110/35/10(20)kV，110kV以下電網(wǎng)已完全實現(xiàn)〈分層〉，〈分四大區(qū)〉后更可使500/220kV電網(wǎng)由‘大部分’〈分層〉改進(jìn)為‘完全’〈分層〉，將可以避免我國過去嚴(yán)重的電磁環(huán)網(wǎng)事故。

(8)按《穩(wěn)定導(dǎo)則》〈分散外接電源〉規(guī)定改革/優(yōu)化華東各區(qū)的電源佈置

將來分區(qū)以后，各區(qū)負(fù)荷中心組成500kV環(huán)網(wǎng)，向此環(huán)網(wǎng)輸電的電源，不論是區(qū)內(nèi)的電源或區(qū)外遠(yuǎn)方來的交/直流電源，都應(yīng)按〈分散外接電源〉，俗稱「點對網(wǎng)」的方式送電，完全避免了多點并列/環(huán)網(wǎng)送電會在故障時負(fù)荷轉(zhuǎn)移而全停的危險；一旦故障跳閘，綜合損失的電源不應(yīng)超過受端的分區(qū)總負(fù)荷的6％，不致影響運行，這既是《穩(wěn)定導(dǎo)則》規(guī)定，又是30多年來國內(nèi)外事故經(jīng)驗教訓(xùn)。

四、結(jié)語

南方電網(wǎng)貫徹《穩(wěn)定導(dǎo)則》的決策值得借鑒，云南以直流輸電東送外，所有500kV交流也通過直流背靠背東送，采用直流隔離分云南、貴州/廣西、廣東三個大區(qū)，徹底解決長距離交直流併列東送風(fēng)險，將原近2000公里輸電的500kV交流線路經(jīng)直流隔離，縮短為中、短距離線路，也徹底解決原有的穩(wěn)定和低頻振蕩問題。初步設(shè)想廣東用直流背靠背再分兩個小區(qū)，直流分別饋入各小區(qū)，既能控制短路容量增長，又適合于多回直流安全饋入，還將解決將來更多直流饋入和裝設(shè)更多電廠等一系列安全和短路電流問題。上述措施建議按實際需要盡快實施、才能盡早發(fā)揮其重要作用。

國網(wǎng)公司有關(guān)華東電網(wǎng)發(fā)展的主要目的就是要走出三華交流特高壓聯(lián)網(wǎng)的第一步，如果建成，就可迫使政府批準(zhǔn)三華聯(lián)網(wǎng)，否則對華東投資744億元的交特工程就等于作廢，因此，要從長遠(yuǎn)發(fā)展、重新慎重研究。

交流特高壓輸電的致命弱點必將帶來停電災(zāi)害，又極其浪費，600公里內(nèi)線路投資為交流500kV的3.8倍以上，700/1000/2000公里線路投資為直流的2.4/2.84/4.24倍。因此，不論輸電距離遠(yuǎn)近，應(yīng)用交流特高壓都是不可取的

國網(wǎng)宣傳“華東500kV電網(wǎng)不能承受多回直流同時閉鎖的沖擊，祗有靠交流特高壓電網(wǎng)”，實踐證明直流本身問題造成閉鎖停運，祗可能發(fā)生在一回直流上，不是國網(wǎng)報告所稱的2～3回同時發(fā)生。國網(wǎng)又宣傳500kV電網(wǎng)不能承受特大的1100萬千瓦直流饋入，祗有靠交流特高壓電網(wǎng)，實際上華東現(xiàn)有500kV電網(wǎng)、即使將來分區(qū)都可安全承受，反而交流特高壓電網(wǎng)難以承受，世界上直流逆變站從未解決這樣的承受難題，何況極度浪費。此外，交流系統(tǒng)故障會造成多回直流瞬間換相失敗(不是閉鎖停運)，我國現(xiàn)有條件在故障切除后、直流能立即恢復(fù)運行，不需要交流特高壓支持。國網(wǎng)又宣傳“交流特高壓電網(wǎng)發(fā)展可根本解決短路電流超標(biāo)問題”，實際上罩上交流特高壓網(wǎng)必將使500kV電網(wǎng)短路電流有增無減，還是需要依靠500kV電網(wǎng)自身解決。

從2015/2020年華東各省市負(fù)荷需要和電源規(guī)劃證明，將來包括安徽省都缺電，各個省市通過繼續(xù)靠遠(yuǎn)方直流輸電和在各城鎮(zhèn)負(fù)荷中心附近建新電源，各區(qū)都各自作到電源/負(fù)荷基本平衡，互相之間不需要大量交換電力，現(xiàn)有500kV電網(wǎng)已滿足要求，建成的交流特高壓設(shè)施面臨無電可送，能有電力流嗎？相當(dāng)作廢了！

為了保證華東500kV系統(tǒng)的安全，解決短路電流超標(biāo)問題和適應(yīng)更多直流饋入，將長距離的交流輸電改為中、短距離，最經(jīng)濟有效和安全可靠的辦法，就是學(xué)習(xí)南網(wǎng)經(jīng)驗，按《穩(wěn)定導(dǎo)則》提出〈華東分四大區(qū)域電網(wǎng)〉的設(shè)想，將來可隨電源和短路電流發(fā)展需要逐步實現(xiàn)四大〈分區(qū)〉，總投資不超過62億元，為華東交流特高壓聯(lián)網(wǎng)靜態(tài)投資(744億元)的十二分之一(8.3%)。

因此，華東應(yīng)學(xué)南網(wǎng)經(jīng)驗，“分區(qū)”既解決短路電流/直流饋入問題，各區(qū)電源/負(fù)荷平衡、根本不需要交流特高壓。建議政府對已批準(zhǔn)的華東交流特高壓工程應(yīng)慎重從新審議，末作出決定前現(xiàn)立即停工。因為此工程實際是三華交流特高壓工程的一個組成部分，因為原來多年本來安全可靠的華北、華中、華東三個分區(qū)，由違反科學(xué)的交流特高壓聯(lián)成三華聯(lián)網(wǎng)，嚴(yán)重違反《穩(wěn)定導(dǎo)則》的〈分區(qū)〉〈分層〉〈分散外接電源〉規(guī)定，必將構(gòu)成更極度危險又極其浪費，且難以挽回的嚴(yán)重后果。