一、全國(guó)一張網(wǎng)在技術(shù)上的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?
所謂優(yōu)點(diǎn),通常國(guó)網(wǎng)公司對(duì)外宣稱的優(yōu)點(diǎn)有四條。
1)根據(jù)電源分布、負(fù)荷布點(diǎn)、輸送電力、電力交換等實(shí)際需要構(gòu)成國(guó)家特高壓骨干網(wǎng)架。也就是shawn同學(xué)說(shuō)的優(yōu)化全國(guó)電力資源配置。
2)輸電能力大、覆蓋范圍廣、網(wǎng)損小、輸電走廊明顯減少。
3)交流同步電網(wǎng)越堅(jiān)強(qiáng),同步能力越大、電網(wǎng)的功角穩(wěn)定性越好。(稍微專業(yè),不影響理解意思)
4)適時(shí)引入1000kV特高壓輸電,構(gòu)建高一級(jí)電壓等級(jí),解決目前很嚴(yán)重的500kV層面短路電流問(wèn)題。
缺點(diǎn)見(jiàn)下一部分。
二、專家為什么反對(duì),處于經(jīng)濟(jì)性還是技術(shù)性?
根據(jù)個(gè)人的工作經(jīng)驗(yàn)和專家培訓(xùn)交流,總體來(lái)說(shuō)基本是所有技術(shù)口專家都在反對(duì)交流特高壓,言辭也很激烈,個(gè)人總結(jié)了一下就是:既不經(jīng)濟(jì)、特別不安全、更不環(huán)保。
先說(shuō)安全:
安全是特高壓交流最大的問(wèn)題,而不是像魏碧智知友所說(shuō)反而改善了安全穩(wěn)定狀況。
1)自由聯(lián)網(wǎng)問(wèn)題。所謂自由聯(lián)網(wǎng)就是電力潮流可以任意的通過(guò)電網(wǎng)送電網(wǎng)。四十多年世界上最嚴(yán)重的電網(wǎng)大停電,都發(fā)生在復(fù)雜自由聯(lián)網(wǎng)的交流同步電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。而我國(guó)一直以來(lái)都是堅(jiān)持的分層分區(qū)原則發(fā)展起來(lái)的六大區(qū)域電網(wǎng),已經(jīng)證明了六大區(qū)域電網(wǎng)通過(guò)適當(dāng)交換容量的直流聯(lián)網(wǎng)完全可以發(fā)揮全國(guó)聯(lián)網(wǎng)效益、包括錯(cuò)峰、調(diào)峰、水火互濟(jì)、跨流域補(bǔ)償。(下圖為美國(guó)吸取大停電經(jīng)驗(yàn)規(guī)劃的2030年網(wǎng)架圖,取消了自由聯(lián)網(wǎng),以直流區(qū)域聯(lián)網(wǎng)替代)
下面的就稍專業(yè),可以略過(guò):一個(gè)自由聯(lián)網(wǎng)的交流同步網(wǎng),線路故障必然引起負(fù)荷轉(zhuǎn)移、增大無(wú)功損耗、又疊加在聯(lián)系阻抗增大的回路上,造成電壓崩潰/失穩(wěn)振蕩。這些問(wèn)題在分層分區(qū)和遠(yuǎn)方電源分散接入的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)就自然得以避免。(六大分層分區(qū)的結(jié)構(gòu)承受的沖擊能力非常強(qiáng),例如分散的遠(yuǎn)方電源線路故障,在結(jié)構(gòu)上等於自然的切機(jī),避免負(fù)荷轉(zhuǎn)移,有很大的抗沖擊能力;而特高壓聯(lián)網(wǎng)反而難以承受沖擊,因?yàn)樗峭ㄟ^(guò)電網(wǎng)經(jīng)電網(wǎng)長(zhǎng)距離送電,任何線路故障都避免不了負(fù)荷轉(zhuǎn)移,結(jié)果將連鎖反應(yīng)不斷地轉(zhuǎn)移,直至造成電壓崩潰/失穩(wěn)振蕩)。
交流自由復(fù)雜的同步網(wǎng)愈大,線路愈長(zhǎng),愈會(huì)出現(xiàn)復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題,電壓崩潰和失穩(wěn)問(wèn)題愈嚴(yán)重,一旦發(fā)生將立即波及全網(wǎng),有發(fā)生整個(gè)同步網(wǎng)大停電的高風(fēng)險(xiǎn)。直流輸電不受交流同步網(wǎng)失穩(wěn)振蕩影響,如2003年8月美加大停電事故中,直流輸電使紐約長(zhǎng)島很快恢復(fù)用電。
2)穩(wěn)定校核原則。為了特高壓電網(wǎng)的安全穩(wěn)定,國(guó)網(wǎng)校核穩(wěn)定僅僅以正常方式下單一故障(有的加開關(guān)拒動(dòng))條件來(lái)驗(yàn)算,認(rèn)為是安全的。實(shí)際上世界上嚴(yán)重的大停電都不僅僅是正常方式下單一故障造成的,所以安全穩(wěn)定導(dǎo)則規(guī)定三道防線,正常方式下單一故障祗屬於第一道防線。
如果對(duì)特高壓聯(lián)網(wǎng)從針對(duì)失穩(wěn)振蕩的第三道防線來(lái)驗(yàn)算,一旦發(fā)生失穩(wěn)振蕩,立即波及特高壓全網(wǎng),因?yàn)槭遣豢赡茉O(shè)置解列點(diǎn)的自由聯(lián)網(wǎng),是不受控制的,結(jié)果有大停電的高鳳險(xiǎn)。
3)電磁環(huán)網(wǎng)問(wèn)題。目前20多年建立起來(lái)的作為各大區(qū)安全穩(wěn)定基礎(chǔ)的500kV網(wǎng)架已經(jīng)相當(dāng)堅(jiān)強(qiáng)。而電力系統(tǒng)電壓等級(jí)之間的協(xié)調(diào)配合相當(dāng)重要。過(guò)去隨著500kV伏網(wǎng)建設(shè)強(qiáng)大、因?yàn)?lsquo;上強(qiáng)下弱’,可順利解決了50/22萬(wàn)伏電磁環(huán)網(wǎng);但1000/500kV電磁環(huán)網(wǎng)是‘上弱下強(qiáng)’因無(wú)大機(jī)組直接支持、穩(wěn)定、電壓上皆漂浮、故障風(fēng)險(xiǎn)大、又不可能那么緊密。
2006年華中電網(wǎng)事故就是河南500/220kV電磁環(huán)網(wǎng)引起的,1000/500kV電磁環(huán)網(wǎng)的特高壓電網(wǎng)帶來(lái)的電磁換網(wǎng)問(wèn)題非常不安全,也是很難解決的矛盾。
當(dāng)然,還有一點(diǎn),就是1,000kV網(wǎng)架本身比500kV網(wǎng)架有高得多的設(shè)備和線路故障風(fēng)險(xiǎn),這里也不多提,因?yàn)閲?guó)網(wǎng)為了防止這種風(fēng)險(xiǎn),實(shí)際輸送功率比設(shè)計(jì)值大大降低,這本身就是對(duì)這件事情的一個(gè)直接推翻。
再說(shuō)經(jīng)濟(jì):
1)比較運(yùn)煤和運(yùn)電的問(wèn)題
有很多專業(yè)的比較,這里不想過(guò)多闡述,基本結(jié)論就是:比較運(yùn)煤和輸電方案,用輸電方案要在缺水的北煤基地建可供8000萬(wàn)千瓦電力的空冷機(jī)組,而用運(yùn)煤方案時(shí)則在南方建可供電7288千瓦的水冷發(fā)電機(jī)組即可。僅從電廠建設(shè)投資上比較,輸電比遠(yuǎn)煤方案投資大得多,很不經(jīng)濟(jì)。此時(shí)需要南運(yùn)多少煤?按目前發(fā)電煤耗為270g/千瓦時(shí),廠用電為6%,則供電煤耗為287.2g/千瓦時(shí),每年共需標(biāo)準(zhǔn)煤為1.9~1.85億噸/年,祗運(yùn)優(yōu)質(zhì)煤(5000大卡/公斤及以上),則每年運(yùn)煤量不會(huì)大於2.59~2.66億噸。綜合經(jīng)濟(jì)性運(yùn)煤反而更好(數(shù)據(jù)可以網(wǎng)上找),更別提特高壓輸送的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)值了。
這里也要帶一點(diǎn)技術(shù)性,從事電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人大多知道,受端電網(wǎng)是非常需要一定數(shù)額的電廠支撐的。所以運(yùn)煤到南方發(fā)電,這些機(jī)組從電壓和穩(wěn)定上直接支持各受端系統(tǒng),同時(shí)大大降低遠(yuǎn)距離受電對(duì)全區(qū)電力的比例,安全性上也會(huì)好很多。
而且國(guó)家現(xiàn)在已經(jīng)批準(zhǔn)了蒙西-華中重載鐵路煤運(yùn)通道,非常龐大的工程,以后將在鐵路沿線建立非常多的大容量火電廠,這是基本肯定的,本人也在參與幾項(xiàng)以后新建如此龐大電廠對(duì)電網(wǎng)影響的項(xiàng)目,而這,與特高壓交流基本是背道而馳的。
2)比較特高壓與直流及500kV輸電的問(wèn)題
中、短距離上,交流特高壓線路遠(yuǎn)不如同塔雙回500kV緊湊型線路經(jīng)濟(jì)(在投資上,前者為后者的2.5倍以上,在走廊上,前者為后者的1.7~1.9倍)。
長(zhǎng)距離上,交流特高壓線路遠(yuǎn)不如同等輸電能力的±600kV直流輸電。(在投資上,兩者相同的經(jīng)濟(jì)距離為560公里;在輸送為1000和2000公里時(shí),前者投資為后者的1.33和1.9倍;在線路走廊寬度,前者為后者的2~2.4倍)
所以,經(jīng)濟(jì)性上也毫無(wú)優(yōu)勢(shì)可言。
最后說(shuō)環(huán)保:
和運(yùn)煤不同(鐵路長(zhǎng)途穿越我國(guó)北方的草原、沙漠和戈壁,80%以上是人煙稀少地區(qū)),特高壓80%以上將穿越華北、華中和華東的眾多城鎮(zhèn)、人口密集地區(qū),又多次跨越大江大河,對(duì)社會(huì)環(huán)境將造成惡劣的影響。環(huán)境的污染包括影響人體健康的工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)、無(wú)線電干擾、噪音和破壞自然風(fēng)景等。
國(guó)網(wǎng)公司稱建特高壓電網(wǎng)可減輕中、東部煤電建設(shè)的環(huán)保壓力。其實(shí)燃煤電廠污染是可以治理的,不管在坑口還是在沿海,二氧化碳排放影響是相同的。而海邊建電廠還可以用海水循環(huán)冷卻、其效率高又經(jīng)濟(jì)。
目前現(xiàn)況:
所以特高壓交流十二五規(guī)劃的“三縱三橫一環(huán)網(wǎng)”,目前嚴(yán)重受阻,跟別提以后的遠(yuǎn)景規(guī)劃了,本人從事電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作(500kV層面較多)對(duì)此也是相當(dāng)不爽,因?yàn)樘馗邏壕W(wǎng)架是一大邊界條件,影響相當(dāng)大,潮流、穩(wěn)定、短路計(jì)算數(shù)據(jù)庫(kù)要頻繁更改(特別是雅安-武漢什么的)。不過(guò)目前來(lái)說(shuō)特高壓交流比前段時(shí)間環(huán)境略好,但發(fā)改委對(duì)此還是相當(dāng)謹(jǐn)慎,相對(duì)而言,特高壓直流審批則要寬松很多。
責(zé)任編輯: 江曉蓓