一、 欧美俄日曾研究应用交流特高压失败,联合国文件又作了结论,
为什么要重走世界已失败的道路?
回顾上世纪欧美俄日等曾为“远距离输电”而长时大规模研究交流特高压,前苏联为实现交流1200kV的长距离(1905公里)输电,从1972年起步,4年后建成1公里试验线路,8年后建成设备,10年后才完成调试和开始建设实际工程,13年后才正式投运。在1985~1994的9年运行中,雷击跳闸特多,电晕损耗特大,过电压问题特严重,不得不在线路上都装设100%补偿的并联电抗器,结果最多只能送160万千瓦,实践证明前苏联经历22年也不能解决其技术风险,又极浪费投资,不得不永远降压500kV运行了。
日本东京电力在1992~1999年建成交流1000kV线路共426公里,但未建变电站,只能500kV运行;国网公司在国家发改委2005年北戴河召开的“特高压输电技术研讨会”报告称:“根据东京电力的预测,2010年期间南岩木特高压干线有必要升压运行”。而在2007年底【国际大电网委员会】在日本大阪召开的《电力系统发展会议》时,蒙工(蒙定中)作为会员作大会报告,以中国(除台湾一次外)从不发生重大停电的经验来论证不应采用交流特高压的问题,从东京电力代表得到的回答是:“接受了教训,不再升压了。”
上世纪在直流输电技术上成功地应用可控硅代替了水银整流器,从而既安全又经济地达到了“远距离输电”的目的,结果交流特高压在世界上确无实用价值了。
2005年联合国经济社会部在纽约发表的报告(Multi-DimensionIssuesinInternationalElectricPowerGridInterconnections)指出“Voltagesashighas1200kVhavebeenusedinRussiaforsomelong-distancelinesacrossSiberia.Above1000kV,however,thepracticaldifficultyandexpenseofequipmentandinsulationthatcanwithstandsuchhighvoltagesbecomesprohibitive.交流1200kV曾在俄罗斯的西伯利亚长线路使用,无论如何,超出1000kV伏时,能承受如此高电压的实际难度、设备和绝缘的代价,都过高而难以采用。”联合国文件所指包括两个风险:一个是技术难度风险,另一个是经济代价风险,这是世界上从技术经济上判别交流特高压失败的结论。
此外,联合国文件还从电网结构上指出:“长距离输电应用直流,和交流比较,超出600公里都是直流输电的经济距离,而且直流输电比较安全、可靠,有优良的特点。”联合国文件还指出不同交流电网通过直流联网,可以避免同步网本身运行出现的很多技术问题。又引证损失7000万千瓦的2003年美加大停电事故,任何一处故障都影响整个同步网,同步网愈大、线路愈长、电压崩溃和稳定问题愈严重,更会连锁反应导至全网大停电。
2003年美国能源部召开两次“国家电网预想会议”,研究了美国电网
Grid2030年预想计划,主要是建立由东岸到西岸,北到加拿大,南到墨西哥的跨越全国的主要采用超导体技术和直流输电骨干网架,特别是采用直流将东西区内分更多的区,缩小每区的范围,而且认为现有超高压电压已满足发展需要,不需交流特高压。2008年美国电科院和直流联网公司曾研究了美欧重大停电,建议将美国东部网应用直流隔离分为四个交流区,同时也适用于美国西部网和西欧,这可以说是在电网结构上解决重大停电的重要策略。
2005年欧盟成立欧洲智能电网技术平台,2006年发表了“欧洲电网的未来展望和策略”提出,欧洲2020年和将来主要运用直流输电,根本不考虑采用比现有交流400kV更高的电压,更不用经历失败的交流特高压了。更值得注意的近年具备世界上最宠大交流电网的欧洲却接受了改造电力系统结构经验,采用直流分区;目前已应用42套直流作隔离设施,将欧洲分很多“分区”,以提高电力系统的可靠性和防止系统大停电。这说明中国电网结构的安全经验已得到世界的重视。
1965年以来世界上曾发生了25次电网重大停电(每次电力损失800万千瓦
以上),电力容量占世界首位的美国重大停电最严重,发生6次;欧/(北)美号称技术先进,但重大停电共14次,负荷损失过半,占54.2%。
中国电力容量现已占世界首位,除台湾地区一次外,为什么从不发生重大停电?上世纪70年代末,电力部工作组不仅调查分析国内事故,还分析了全世界大停电,认为:“连锁反应造成大停电的原因——不受控制的系统结构和保护”,所以制定了《电力系统安全稳定导则》。改革开放以来,建立了可靠的交/直流、分层、分区的电网结构,分散的外接电源结构和三道防线,系统失稳可能偶而发生,但不能造成大停电;而且由于区间为直流联网,任一区故障/失稳都不会波及邻区。但“三华交流特高压联网”就完全违反《稳定导则》分层、分区和分散外接电源的规定;另一个主管部门——南方电网公司决定不采用交流特高压,继续按《稳定导则》以直流隔离将南网分2~3大区,再将广东分东、西两个小区,交流500kV远距离输电有的改为直流输电,有的改为中、短距离,特别解决交直流并列运行的不安全问题,又长远解决广东交流500kV系统的短路电流超标并保证更多直流输电的安全馈入,这才是我国电网英明的决策。
二、交流特高压线路和设备最难抗冰雪灾害和地震
从2008年初我国南方冰雪灾害和2008年5月12日四川汶川里氏8级大地震灾害结果证实,交流电压愈高的线路倒塔和变电站设备损坏愈严重。因此,可按线路倒塔和变电站设备损坏的原因分析,交流特高压线路和设备最难抗冰雪灾害和地震。
1.冰雪灾害
2008年初春的冰雪灾害,造成了长时间大面积电力中断。多年来国内关注重点都放在大电网、大机组、高电压、西电东送/南北互供等长距离输电,但这一庞大的重点系统在这场冰雪灾害却表现如此脆弱,难以防止大面积的上亿人口受停电灾难。交流电网范围愈大、一旦受灾,波及范围愈大;不能光靠大电网电压愈高的线路,输电距离愈长、河山跨越愈险,一支塔倒,全线停电。
线路导线覆冰是倒塔的杀手,2008年1月12日以来,受强冷空气影响,我国长江中下游及其以南地区出现入冬以来最大幅度的降温和雨雪天气。据有关报道,此次冰雪灾是该地区近50多年来最严重的一次,湖北、湖南、江西、安徽、贵州、云南、广西、广东等地区的电网均遭受了最严重的覆冰灾害,其中贵州和湖南两省遭受的损害最为严重。线路设计覆冰厚度一般为10~15mm,但这次冰雪灾中大多数都超过了30mm,有的超过50mm。
交流电压(kV) 110 220 500 1000
每个铁塔的导线数 三相中每相分裂导线数 1 2 4 8
单回线塔导线总数 3 6 12 24
同塔双回导线总数 6 12 36 48
平均塔高度(公尺) 35 45 65 105
下表列出不同电压线路的数据,可见电压愈高的输电线路,三相中每相的导线就愈多,覆冰愈严重,而且它的塔也愈高,塔距也愈长,覆冰后更易倒塔。
17年前加拿大魁北克一回230kV线路在冰灾时倒塔,修复时覆冰设计从45mm提高到65mm水平时,称将增加三倍设计负载,如果将每相2分裂改为单导线,就解决问题,可见分裂导线数愈多,愈易因覆冰倒塔。
这次冰暴中如浙江省的倒塔数:500kV–167;220kV-43;110kV-23。湖南华润500kV线倒塔401基,双回线倒塔占75%,贵州500kV线倒塔严重等,说明500kV线每相为4分裂导线,单回共12、双回共24分裂导线,倒塔最严重;而且塔更高,塔距更长,以致倒塔更严重。
交流特高压1000kV线不仅每相为8分裂,一回线共3×8导线,现在都应用同塔双回,共48导线,而且为降低环境干扰,每相不得不选粗大又昂贵的8×630导线,它比500kV线路所取的4×400导线不仅数量多一倍,而且每根导线更重更粗,同样的覆冰厚度,重量更重,影响更严重。且平均塔高77公尺(约为两倍500kV塔高),塔距又长达530公尺(加拿大735kV伏线塔距冰灾后由原450公尺分别缩短为410和370公尺),更易受风冰影响倒塔损毀,最不安全。
2.地震
2008年5月12日四川汶川发生里氏8级特大地震时,电压最高的500kV
变电站的瓷柱、瓷套根部断裂严重,包括变压器的高压套管根部断裂、避雷器
底座断裂、瓷柱式断路器瓷套断裂、隔离开关支柱瓷瓶断裂等等。因为都是
不粗大的瓷柱、瓷套过高造成头重脚轻,一旦发生强烈地震,使其震动摇摆,
造成根部断裂,不可修复,只能更新。220kV设备的瓷柱、瓷套损坏不严重,
因为其高度不高。
特高压变电站更难抗地震,特高压示范工程1100kV设备瓷套更高达11.3
公尺,相当于500/220kV瓷套高(4.6/2.5公尺)的2.5/4.5倍,头更重脚更轻,地震时更易根部断裂。
特高压南阳变电站1100kV设备瓷套高立/头重脚轻
四川电压愈高的铁塔在山体滑坡时,愈易倾倒;交流特高压线路更难抗地震,因为铁塔更高,在山体滑坡时更易倾倒。
三、以交流特高压构成庞大自由联网必将走上世界重大停电的道路
1965年以来,世界上共发生25次重大停电(每次负荷损失≥800万千瓦),其中电力容量占世界首位的美国重大停电最多(6次),最严重(负荷损失占全部的29.6%);号称技术先进的美/加/欧共发生14次,次数和负荷损失分别占全部的56%和54.2%。从原因分析,重大停电大都发生在区域庞大的交流电网结构。
中国电力容量现已占世界首位,除台湾一次外,为什么么从不发生重大停电,因为35年来贯彻了《电力系统安全稳定导则》。按导则建立了〈分层〉〈分区〉〈分散外接电源〉的〈三分〉电网结构,特别建立了六大区域都不大的分区,区间主要用直流联网,完全防止了重大停电,成为世界上最安全可靠的电网结构。
下表从世界近半个世纪的实践分析,交流电网是否合理分区是造成或防止重大停电的关键,那些电网区域过大,又自由联网,一有故障即连锁反应全区而造成重大停电;我国装机容量不少,但用直流分区后,各区范围不大,构成坚强负荷中心,更分散外接电源,而不是自由联网,结果很安全。
交流电网规模宠大己造成重大停电的事实
国家
装机
(万千瓦) 电网面积(万平方公里) 东西距离(公里) 南北距离(公里) 重大停电
电网结构分析
次 损失
(万千瓦) 占比
例(%)
美
国 南区 7270 59 701 841 - - - 交流区域小-很安全
东区 75500 551 1870 2945 3 10100 19.7 不用直流分区(或分区不足)使交流区域过大;更难以分散外接电源构成点对网的分区结构;结果成为一旦故障即连锁反应全区的宠大自由联网结构
西区 20000 328 1169 2805 3 5042 9.9
欧洲 84500 1016 5200 3400 4 7161 14.0
巴西 8900 851 3200 3200 5 9687 19.0
印度北方 11000 216 1800 1200 3 9673 18.9 分区区间以交直流并列相联,不起分区作用
中
国 东北 6305 73 600 1280 - - - 主要用直流分区,各区范围不大,现行电压既可构成负荷中心和相互联系的骨干,并作为分散电源的点对负荷中心输电(远距离则用直流),并解除电磁环网,成为可控制故障连锁反应的安全电网结构
华北 15202 112 1060 1100 - - -
华中 17473 131 1650 1250 - - -
华东 17706 57 500 1140 - - -
华南 17473 120 2020 800 - - -
西北 5751 135 1930 1050 - - -
台湾 2009负荷 4 135 324 1 1550 4 不分散外接电源;低频减载/低频切机不配合
三华
特高压联网 50381 300 2350 2530 ? ? ? 从装机/范围/自由联网走上美国道路;且交流特高压更不如美国超高压安全/经济
但国网要破坏30多年已经历世界安全第一的五大分区结构以<交流特高压联网>成为当前世界最宠大的交流电网结构,从区内装机/电网范围/自由联网方式都走上北美不安全道路;特别不同却更危险的是【交流特高压比美国现有超高压更不安全】,可见后果更为严重。
我国现行《电力系统安全稳定导则》规定:“合理分区,…采用交流或直流方式互联应进行技术经济比较。”如过去500kV网由黑龙江经华北、华中联到四川就发生低频振荡,影响东北的北电南送暂态稳定水平降低50万千瓦,2008年底东北-华北间投入背靠背直流就彻底根除了这个问题。交流特高压示范工程将华北-华中相联就出现低频振荡问题,因为两侧发电机群愈多、等价转动惯量愈大、振荡频率愈低、阻尼更弱,低频振荡功率高达20%,只能降低其输送容量到160万千瓦运行,相当500kV线输送容量。
按中国经验采用直流联网将庞大的交流系统分为若干区,它不仅达到正常联网效益,还可控制联网潮流;防止一个区的故障/频率崩溃/电压崩溃/失稳振荡波及相邻区;更将大区范围固有的动态和暂态稳定、低频振荡或“连锁跳闸”等一系列复杂问题彻底解决。根据2006年7月1日华中电网失稳事故的大量故障录波分析,华中唯一对华北的交流联网在事故过程的坏作用,不仅促进了华中电网的失稳,而且延误了再同步和恢复运行的时间。所以,区间联网必须用背靠背或长距离直流输电,个别交流联网只是暂时性措施。
(1)大区范围应再以直流分区办法长远保证安全
在直流联网的条件下,多大的交流区域比较合适?它和采用的最高一级电压有关,如交流500kV输电远可达500~600公里,常用200~400公里,由它首先构成一个或几个负荷中心,然后扩及全区。根据上表数据,东西或南北最长的距离:最长是华南2000公里、西北1930公里;其他都为1100~1650公里。怎样从长远解决一个大区的安全输电问题?华南电网就应用直流再分2~3个大区,广东再分两个小区,就完全解决交流远距离输电一系列安全问题。本人研究华东电网建议采用直流再分四个大区,既解决短路超标问题,又缩小大区范围也是最安全最经济的合理措施。一个大区的东西/南北距离不宜过远,如有条件再用直流再分区以缩小其范围,不少固有的交流远距离输电和短路电流超标问题都得到解决,更保安全。
(2)加强负荷中心/骨干网架
大区内负荷中心应有坚強环网和大机組支持,增大短路容量和惯性;联络各负荷中心的骨干主要是加強大区总体结构,使外接电源对大区接近单机对无穷大;骨干应作负荷中心电力交換,不应长期作单方向的大容量电力传送。
(3)分散外接电源
在负荷中心或区外的远方电源(包括交、直流)不应在电源侧相联,一般应独立直送负荷中心,每一输电走廊电力一般不应大于受端负荷的10%,任一外接电源/线路出问题或失稳,形成单机对无穷大系统的振荡,仅此单机处于送端,其他送端电源皆成为受端,作为受端电源的后盾,使电网更可靠/快速恢复正常运行。
预想将来我国大区还宜再有分区,既满足发展需要,将会解决短路电流过大等一系列问题,更为安全可靠;由于历史证实区域不应扩大,有的维持现有范围,有的还将缩小其范围,所以现有的超高压电压完全满足发展需求。对于各大区的外接电源,不超过600公里的外接电源可采用现有交流超高压的点对负荷中心输送;超过的采用直流输电。因此,作为网架或外接电源输送都完全没有必要采用交流特高压,何况它在技术原理上有致命弱点,极不安全;在同等距离和输电容量的经济投资比较上,它为交流500kV输电的2.8倍(600公里),极为浪费。总之,我国六大区电网的发展趋势是增加分区,更不应建「交流特高压联网」反而违背《电力系统安全稳定导则》<分区>的规定扩大交流网区域而减小了分区。
四、中国电网安全经历国际首位,不应为国网极度浪费的交流特高压
联网破坏
1.北戴河会议以来交流特高压联网之争
国内交流特高压之争已经历十年,随着其示范及华东工程的经历,证明它确实既不经济,又是世界弃用且中国实践的落后技术。回想十年前,即2005年6月发改委能源局为研讨国网公司报请构建<交流特高压国家级电网>,在北戴河召开<特高压输电技术研讨会>。会前国网一位领导(现任总经理)来蒙工房间给予<高级顾问>为条件,但首先要求蒙工支持交流特高压。在讨论会上本着为国家负责的精神,蒙工不为国网优惠所动,按照会议安排作为第一位发言人,仍按原准备的报告进行了一个多小时发言,主要内容为:“上世纪世界研究和实践交流特高压输电技术失败了,而直流远距离输电取得了成功;有史以来世界上90%的重大停电(每次损失>800万千瓦)都发生在庞大又自由相联的交流电网结构中;我国(除台湾一次外)为什么从来没有发生重大停电?因为三十多年来我国电网贯彻了现行《电力系统安全稳定导则》,全国电网基本以直流隔离为六个大区,任一区事故都不影响邻区;如将全国联成一个交流特高压同步电网,严重违反《稳定导则》[分区]规定,就会重走世界上其他国家经历的失败道路,不但造成严重的浪费,而且必然会发生重大停电事故”。
北戴河会后南方电网公司做了认真、深入的科学研究,确认了远距离输电应采用直流,根本不应采用既不经济又极不安全的交流特高压。在此情况下,国网公司为了巩固垄断,即使明知构建特高压电网违反《稳定导则》,将构建<交流特高压国家级电网>改为<交流特高压三华电网>。
十年以来,经我们老专家有科学实践理由的大力反对,“十二五”时间过半,三华联网道路受阻、规划未批。2013年7月8日,发改委能源局召开标有“特急”字样的<促进电网科学发展座谈会>,时隔八年,再次邀请我们老专家参会,发改委能源局新领导听取我们老专家的意见。
南方电网由于继续认真贯彻《稳定导则》,在2013年7月能源局召开的南网“十二五”规划审查会上汇报了<南方电网2013-2020年规划研究报告>的结论:“南方电网未来西电东送发展主要采用直流输电技术。同时,“十二五”期以后不再对各省间电网的交流断面加强。远景南方电网将以省区电网为基础,逐步分解为2~3个同步网格局”。南网再分2~3个区的结论仅讨论了一天就得到专家们一致认可,由能源局成文下达执行。
2.中国电网安全经历世界首位,交流特高压破坏安全又极度浪费
30多年来我国除台湾外从不发生重大停电,主要是贯彻了《稳定导则》的「分层」「分区」「分散外接电源」规定,但“三华”特高压联网完全违反《稳定导则》的三分规定,必然走上美、印度、巴西重大停电的不安全道路。何况交流特高压比目前世界上所用的超高压,在技术原理上更有致命弱点,极不安全,又极其浪费。
国网刘振亚领导在2014年4月专访时,仍宣传交流特高压的输电功率约500万千瓦,是500kV交流输电的5倍,所以号称交流特高压输电节约投资又节省线路走廊。从特高压示范/起步工程表现它输送能力还不到500kV线的两倍,而且它每段线不能长(约300公里),必需靠500kV网联接支持才能多送电,构成不安全的电磁环网。从基本原理上对同塔双回的1000kV2回线路和两个同塔双回紧揍型的4回500kV线路的计算分析,证实它输送能力真不到500kV线的两倍,和500kV线输电相比,它极不安全,更极其浪费。在同等距离和输电容量的经济投资比较上,它为交流500kV输电的2.8倍(600公里),为直流输电的2.84倍(1000公里)和4.24倍(2000公里),极为浪费。作为外接电源输送、即使国网现在宣传的西部煤电凤电东送,采用直流东送既安全又特别经济,都完全没有必要采用交流特高压,由于交流特高压在基本原理上存在致命弱点,又极其浪费,根本没有实用价值。
3.〈三华交流特高压联网〉为远输电不得不违反《稳定导则》构成无数
1000/500kV<电磁环网>,更不安全
到底一回交流特高压线路输送能力能否达到500万千瓦?如仅为单回线按导则规定经历单相瞬时故障时,近距离300公里是勉强达到。三华联网规划却全部是同塔双回线,按规定要保持一回线故障跳闸后的稳定,则300公里也达不到了。
三华联网更是2000公里以上,每隔300~400公里必须靠500kV网支撑,才能远输电,结果不得不违反现行《稳定导则》的〈分层〉规定,构成无数1000/500kV电磁环网,但仍不能多送电,因为一旦1000kV线路故障,原输电力就转移到500kV电网,电力稍大就会造成稳定破坏事故。
我国历史上最严重的2006年7月1日华中电网失稳事故就是两回500kV线路因保护误动跳闸,178万千瓦电力通过500/220kV〈电磁环网〉转入220kV网造成稳定破坏。构成电磁环网是违反《稳定导则》,国网在事故后不得不将华中的环网解环。明知电磁环网违反《稳定导则》,为了推行交流特高压,仍错误使用数十处1000/500kV〈电磁环网〉,不仅极其浪费,平均一回也只能送300万千瓦,仍然永远达不到国网公司一贯宣传的500万千瓦输送能力,更严重的是埋下了数十处重大停电灾害的〈电磁环网〉隐患。
4.中国电源严重缺乏调峰、国网不负责解决、反而以此虚伪宣传交流特高压
2014年3月24日中央电视台主持<激辩特高压>会,为给交流特高压造势,《对话》“激辩特高压”就发生一个不可原谅的导向错误——唯有发展交流特高压,才能解决“弃风、弃光”问题——将中国发展新能源引入企图。薛禹胜先生提出“要更大规模地去开发风电资源和光伏资源,那就一定要打造一条电的高速公路”。王益民先生指出“新能源发展这个空间还远远沒有打开,解决办法一是发展特高压技术,另一是发展智能电网技术。”因为辩论无对立方参与,王益民先生和薛禹胜先生的关于“消除弃风、弃光,唯有发展特高压”的高论,成了《对话》节目向全国公众展示特高压优越性的“辩论”成果。遗憾的是,《对话》完全脱离中国电网实际,不顾风电和光伏发电间歇性的基本特性,将中国风电、光伏发电等新能源的发展引入歧途,更解决不了公众关心的弃风、弃光问题。
2014年底我国风电并网容量达10064万千瓦,居世界首位,占全国装机的7.5%,主要集中在东北、华北和西北,约共占88%。但其年利用小时居世界末位,说明风电发展问题严重,2014年全国风电利用小时仅为1893,尚比2013年的2080降低了67小时;关键是在电源结构上缺调峰电源配合。
建议政府部门理解、重视解决二十多年来积累至今在电力工业存在的严重<调峰>问题,作为重启电力改革从长远解决的重要决策之一,不是单纯的技术问题,而是在电厂方面改革水/煤/核/气/风/光电的合理布局、贯彻节能减排决策;在电网方面应创造条件,大力发展应有的调峰能力,保证尽快恢复电力工业合理的安全可靠/经济/合格排污运行。国网王益民先生和薛禹胜先生的关于“消除弃风、弃光,唯有发展交流特高压,甚至与治理雾霾扯到一起”,完全是脱离实际、违反科学的谬论。
五、交流特高压输电技朮毫无持续发展的活力和生命力
国家能源局原局长张国宝为了力挺交流特高压,发表过一篇《交、直流之争的历史和现实趣闻》的文章,讲述130年前爱迪生公司坚持直流输电和西屋公司坚持交流输电的繁杂争论,结果爱迪生以失败告终。他说,这一争论提醒人们,“再伟大的科学家也不是神,不可能要求他们事事都是权威、正确。科学技术日新月异,新理论、新技术、新产品层出不穷。历史从来都是长江后浪推前浪,不能凭老经验、老知识去当九斤老太,武断阻止新技术的发展和推广应用。对新东西要允许试、允许探索,而不是一棍子打死。有些看来不可能的事情后来却成了技术的主流。”并称“有趣的是这场交直流之争的历史公案在130年后又在中国上演了。”张姓局长告诉公众,“有些看来不可能的事情后来却成了技术的主流。”这技术主流当然是指交流输电了,更具体的说就是现在他力挺的国家电网公司的交流特高压输电了。张姓局长就是这样向世人宣布,如今反对交流特高压的那几个人如同当年爱迪生一样是“凭老经验、老知识,武断阻止交流特高压这一新技术”发展和推广应用的“九斤老太”。
看来这位局长是在坚持130年前“交流战败直流的真理”,殊不知这样一来却成了一位不折不扣的“九斤老太”局长。
130年后,随着新材料及电力电子技术的不断发展,特别是高压大功率电力电子器件在电网中的广泛应用,直流输电已成为比交流输电更灵活高效的主流输电技术。这才是“有些看来不可能的事情后来却成了技术的主流。”
国内外大电网发展的实践已经充分证明,超过600公里以远的远距离输电,无论从输电容量大小、建设和运行的经济性、对全球暖化的潜在影响以及对大电网的安全性的提高,同交流输电相比,超高压和特高压直流都是远距离、大容量输电的首选方案。
2010年国际大电网会议CIGRE肯定了特高压直流技术是远距离大容量输电的主流技术:当输电距离超过600~800公里时,单回不加串补的交流输电线路的输送容量不可能超过其自然功率500万千瓦;而当输电距离超过1600公里时,即使考虑50%的串联补偿,特高压交流输电线路的输送容量也不可能超过其自然功率500万千瓦;因此对于超过500万千瓦、1600公里特大容量、超长距离输电任务,采用特高压直流输电几乎是唯一的选择。
2013年12月25日南方电网建成投运世界首个多端柔性直流输电工程是我国继±800千伏特高压直流输电工程之后,在国际直流输电领域取得的又一重大创新成果,为远距离大容量输电、大规模间歇性清洁电源接入、多直流馈入、海上或偏远地区孤岛系统供电、构建直流输电网络等提供安全高效的解决方案,推动国际直流输电技术实现了新突破,对推动我国电力工业和装备制造业发展,保障电力安全可靠供应具有重要意义。±500千伏、容量数百万千瓦的柔性直流背靠背联网2~3年内就会成为现实。
国际最具影响力的科技媒体之一《麻省理工技术评论》(MITTechnologyReview)评选出2013突破性科学技术。其中大功率电路断路器可以让直流电源网格更加实用。意味着组建高压直流超级电网即将成为现实。
高温超导技术更是现代电网最具发展潜力的新技术,而且在未来的5~10年内必将获得规模性的广泛应用。美国电力改革的纲领性文件——《电网2030-电力下一个100年国家愿景》(GRID2030)明确提出,以大容量高压直流输电线路及高温超导输电系统建立跨接美国东西海岸骨干环形网及其联接支路的宏伟计划,从而解决美国百年来形成的复杂交流自由联网结构无法解决的根本问题。这是对现有同步电网结构进行的最具革命性的改造,必将极大地降低现代电网的复杂性和脆弱性,增强电网运行的安全性和可靠性。美国能源部将超导技术视为“21世纪电力工业唯一的高技术储备”。
正是由于大容量的高压直流输电技朮、多端柔性直流输电技术和极具发展潜力的高温超导技术的成熟和逐步推广应用,欧美各国、日本和前苏联,由于其经济性和输电新技术的发展,20世纪末各国都无限期或放弃了建立交流特高压输电系统的计划。
六、结论
国网公司为了实现“三华交流特高压联网”,根本不允许从科学技术/经济/环保等各方面作民主客观分析,又以直流特高压的优越/可行性来掩盖交流特高压的固有缺陷,对长距离西电东送本应用直流最经济又安全,国网反而要用交流特高压,因为有了三华交流联网就实现了永久性的权力《垄断》,完全违背了2002年国务院5号文件〈关于电力体制改革方案〉的“打破垄断、引入竞争”精神。鉴于这是关系国家长远战略布局,希望政府领导必须高度重视,如果不按国家规定必经的审批程序,不按科学发展观经由不同观点的专家充份论证,民主讨论,就批准交流特高压线路工程再走一步,不仅对安全掩下严重稳患,而且必将使国家经济蒙受重大损失。应继续坚持贯彻30多年来对我国电网安全起重要作用的现行《电力系统安全稳定导则》,慎重决策,避免将来难以挽回的决策失误而造成宠大交流特高压电网瓦解重大停电隐患和上万亿元的国家损失。