能源局特高压交流研究课题6——全国电力流向研究

蒙定中 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

2015年6月30日

前言

我国能源资源分布的不平衡与经济发展不相适应，需要西电东送和内蒙北电南送的电力流配置。电力流是电力系统运行的实际数据，未来的电力流必需经过电力系统规划才得出的结果。电力流应区别是交流还是直流，应区别它的输送距离和合理的电压水平，应区别不同输送距离的交、直电力流的安全性和经济性，应区别甚么样的电力流最安全，甚么样的电力流会造成世界曾发生的重大停电。总而言之，祗有合理的电力系统规划，才能具备合理的电力流。

一、运行和规划的电力流都应经历安全、经济论证

有史以来世界发生25次重大停电（负荷损失大于800万千瓦），我国除台湾一次外从不发生重大停电，因为1981年以来贯彻了《电力系统安全稳定导则》，

按导则<分区>规定我国已分六大区，任一区故障，因区间主要用直流联网，都不会波及邻区。按导则<分层>规定“应避免和消除严重影响电网安全稳定的不同电压等级的‘电磁环网’”，‘电磁环网’指不同电压线路的两端都经高低压变压器相联而环网运行，我国历史上最严重的2006年7月1日华中电网事故就是500/220kV电磁环网造成的。导则还规定<分散外接电源>“外部电源宜经相对独立的送电回路接入受端系统，--每一组送电回路的最大输送功率所占受端系统总负荷的比例不宜过大”，上述规定从理论上构成最为简明又安全稳定的一机对无穹大系统(也俗称点对网)的格局，从多年实践分析，任一外接电源/送电回路输送功率一般不应超过受端总负荷的10%，一旦有问题，其他外接电源皆为受端系统的后盾，确保安全。

南方电网的交流500kV电力流东西近2000公里，又不安全的和直流并列运行，一旦直流故障，负荷转移到交流就会发生失稳停电，但南网按《稳定导则》以直流隔离再分2-3个大区，广东再分东、西两个小区，使原长距离交流500kV线路有的改为直流输电，其它缩短为中、短距离；还彻底解决广东的短路电流超标和多回直流馈入的安全问题。说明交流电力流距离愈短愈安全可靠，需要长距离输电则祗应由直流输电解决。

华东交流500kV电网范围由西到东、再由东到南长达1700公里，随着电源和负荷的发展，宠大的交流电网必然难确保安全，国网公司反而采用世界经历棄用的交流特高压2339公里线路构成一个网球球拍式网架。根据华东长远规划，安徽煤资源不足，电力难以外送，各省市包括接受远方直流输电电力流的电源都自给自足满足负荷发展需要；“十二五”三华交流特高压联网根本不批准，远方来的电力流祗应靠直流，现有的500kV电网足够应用，而且有很大裕度。为了解决短路电流超标，保证更多直流馈入的安全，最安全有效的办法就是按蒙工建议采用直流将整个华东电网分四个大区，更使交流500kV电力流缩短距离，甚至有的输电不受暂态稳定限制，按热稳定限制就大大提高其输送能力，现有线路输送裕度更大了。华东以直流隔离分四大区的投资仅为华东交流特高压工程的十二分之一，分区将长远解决一切华东电网发展需要和安全运行问题，交流特高压构成的球拍式网架相当作废了。

从上述南方电网和华东电网的电力流分析，再分区的交流电力流缩短后，不旦输电能力增大，而且更安全更经济。长距离电力流祗应由直流输电承担，华东将来各区（包括直流馈入）电源、负荷基本平衡，交流特高压网架能有电力流吗？

二、从电力流判别交流特高压和直流输电的安全性和经济性

国网公司违反现行《电力系统安全稳定导则》规定，要将我国经历30多年已确保安全而以直流隔离的五大<分区>，以世界弃用既不安全又极其浪费的交流特高压合成一个自由联网的世界首位宠大交流大区。又因交流不适应远距离输电，交流特高压线路输电不得不违反《稳定导则》<分层>规定，每隔约300公里必须经1000/500kV电磁环网，每回才能送300万千瓦。对600公里内，应用超高压线路最安全又经济，对600公里外、从下表交、直电力流经济比较，证明则应用直流才是最为经济，何况经多年运行证明直流输电最为安全。

表1 远距离交流特高压和直流输电电力流的经济比较

从交流特高压实际工程和±800kV和同塔双回±660kV直流输电工程按同等电力流的单价比较为5.38/1.52=3.54倍；和±500kV直流输电工程的单价比较为5.38/2.33=2.31倍。可见输电距离愈长，交流特高压愈不经济。

三、结论

从电力系统电力流向研究，中、短距离的电力流应用交流超高压输送，根本不需要交流特高压。长距离的电力流祗应由直流输送，如采用交流特高压输送的电力流单价确为±800kV直流输送的3.54倍和±500kV直流输送的2.31倍；而且严重违反现行《稳定导则》<分层><分区>和<分散外接电源>规定，必将使30多年来我国已列入世界安全首位局面改变，南方电网仍保持安全首位，但国网公司必将步入世界重大停电道路。

从远景规划研究，现有的六大超高压分区电网，各分区应按南方电网的再分区经验而以直流隔离实行更多的分区，既解决短路电流超标问题又保证直流输电馈入的安全，在原分区电网相当再缩短交流电力流距离，愈短愈可靠。同时应充份发挥现有线路的输送潜力，提高现有线路输送电力流的效率。