一、认识特高压交流特高压与直流特高压不能混为一谈
电网特高压是指交流电压等级1000千伏及以上、直流电压等级±800千伏及以上的电压,交流特高压和直流特高压两种输电技术的技术经济特性存在本质差别。交流具有输电和构建网架的功能,特高压电网就是由交流特高压输变电工程为骨干网架构成的电网;直流的优势是输电和用于异步联网,目前还不能形成网络。
我国在如何发展特高压输电技术问题上,存在重大分歧。国家电网公司为建立作为电网垄断管理体制的物质基础,竭力推进建设从两纵两横、三纵四横、五纵七横的三华(华北、华中、华东)特高压同步电网到全国十二纵十三横交流特高压一张网;国网公司推行的交流特高压发展技术路线,违反电力系统的基本规律和电力规划的基本原则,缺乏科学论证依据,理所当然地遭到了能源、电力行业内外专家的强烈抵制和反对,不同意见争论已历经十年。国家十二五规划纲要明确要求发展特高压等大容量、高效率、远距离先进输电技术。有比较才能有鉴别,任何输电技术的具体应用必须通过不同电网格局输电方案的技术经济比较,科学、客观论证,用数据说话,选择安全可靠、经济合理的方案付诸实施,提高电网的发展质量和投资经济效果,这是电力工业落实科学发展观的基本原则。截止2015年底,我国已成功建成投产3项交流特高压输电工程和6项直流特高压输电工程,并已开展了大量的后续工程前期研究工作,积累了丰富的工程实践经验,基本上全面掌握了直流、交流特高压输电的技术经济特性,参照世界各国在发展特高压输电技术上的规划、研究和工程实施的成果,全面总结经验教训,我们完全有条件对发展交、直流特高压输电技术的得失作出客观的评价。国网公司为了推行以特高压电网为纲的发展路线,极力混淆交流特高压和直流特高压两种不同的输电方式,把交流特高压捆绑直流特高压而通用特高压来说事,在电网建设中又进一步要把交流特高压和直流特高压捆绑建设;一说发展特高压输电,就尽在特高压电网上作文章。当前在规划研究电网发展技术路线时,为防范决策风险,摈弃将交流特高压和直流特高压混为一谈的错误倾向,严格区分交流特高压和直流特高压两种不同的输电方式,这是我们辩析特高压是非问题的基础。
二、交流特高压输电技术没有安全、经济的适用范围,是必须淘汰的落后输电方式
(一)交流特高压工程输电能力和经济性最差,输电效率低下。为便于客观评价输电工程的输电效率,统一采用单位输电造价指标来衡量,该指标为输送单位千瓦电力至单位千米距离所需要的投资,用表示。
1、直流输电工程直流输电工程的投资水平随电压等级、输电距离、输电规模不同,有一定的变化;总体上,电压等级越高、输电距离越远、输电规模越大,其经济性越好。
2、交流特高压输电工程交流特高压输电工程的输电能力随稳定水平校核采用的故障形态、系统条件、输电距离不同而存在较大的差异。必须指出,交流特高压输电工程因其电气特性和安全运行要求,当输电距离超过一定长度时,都需要在线路中间分段设置中间开关站或变电站;该工程的输电能力不能取用某一输电线段的数据,而应采用全线各输电线段的加权平均值。
3、综合比较根据以上输电工程的投资效率水平,显而易见,直流工程具有突出的经济优势,交流特高压工程的单位输电投资为直流特高压工程的3.7~5.4倍,为直流超高压工程的2.8~4.1倍,与±1100千伏准东~皖南直流工程相比则高达5.9~8.6倍。
(二)特高压电网存在重大安全风险隐患按照国网公司的特高压电网规划,采用交流特高压将我国核心区域电网强捆绑在一起,形成共存亡的大同步电网,完全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,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丧失殆尽,使电网遭遇严重故障概率成倍增加,潜伏着巨大的安全风险隐患。在各大区域较强的500千伏电网之上叠加一级交流特高压电网,形成众多高电压电磁环网,电网结构及其保持同步运行稳定性的技术措施复杂,系统短路电流大大增加,潮流和安全稳定控制及应急调度处理困难,对电网安全运行造成极大威胁。特高压电网一旦发生不可预见的重大事故或突发事件的连锁反应故障,将给国家安全和国计民生带来无法估量的灾难性损失和破坏,后果不堪设想。没有电网安全就没有国家安全,这不是危言耸听。当鸡蛋都放入一个篮子,风险之大可想而知;同步电网的脆弱性又是有目共睹的。全球历史上发生的25次电网特大事故的惨重教训必须警钟长鸣!
(三)超高压电网能够很好地适应电网发展和构建全球能源互联网的需要,这已是全球业界的共识超高压电网是指由交流330千伏及以上~1000千伏以下电压等级输变电工程构成的电网。国内外电网发展实践和规划研究成果表明,超高压电网具有很大的发展潜力,构建合理的电网格局,优化电网结构,能够很好地满足电网发展的需要,保障较高的安全稳定运行水平,对电网发展不确定性因素的适应性强。能源发展方式转变、新能源输送与消纳、治理雾霾、智能电网发展、特高压直流输电和多直流输入电网、推进第三次工业革命、实施互联网+计划、构建全球能源互联网、推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求等等行动,与特高压电网都没有丝毫必然联系;以上各项实施方案,通过不同方案的技术经济比较,按照提高电网发展质量和投资经济效果的标准衡量,交流特高压都是不可取的。世界各国,无论是欧洲联合电网,还是美国、日本、加拿大、印度、巴西等较大的区域电网都是超高压电网,都无一例外地选择优化发展超高压电网主网架,都没有提出发展特高压电网的任何计划;俄罗斯更是将已经投运多年的交流特高压输电工程降压运行,将交流特高压输电技术弃之不用。综上所述,交流特高压输电技术尽管在设备制造、工程建设和运行上是可行的,但从输电能力、经济性、安全性等诸方面分析,交流特高压在近、中、远距离输电各种应用范围内,与超高压交、直流和特高压直流等输电方式比较,都没有竞争力,工程耗资巨大,输电效率低下,经济性非常差;而用交流特高压构建庞大紧密的三华乃至全国同步电网,不仅输电经济效果差,更潜伏着严重的高危安全风险隐患。从技术经济全面考量,交流特高压输电是最差的输电技术,没有安全、经济的适用范围,根本没有推广应用的价值;换句话说,在满足同样的电网发展需要、实现同样的系统稳定运行和安全供电功能、考虑同样的技术水平的可比条件下,交流特高压输电方式在经济上将造成巨大的资金浪费。特高压电网不必要、不安全、不经济、不环保、不符合世界电网已弃用交流特高压的发展趋势和规律,在优胜劣汰中,交流特高压是必须淘汰的落后输电技术。
三、直流输电技术具有无可争辩的技术经济优势
直流特高压输电是大容量、远距离、高效率先进输电技术的必然选择随着设备制造水平的提高和技术进步,直流输电技术在技术经济上的优势凸显,已经在全世界得到了越来越广泛的应用。为适应水电、火电以及风电和光伏发电等新能源大规模跨区、乃至跨国输电的要求,按照输电规模和输电距离,结合各个电网的网架结构实际,优化选择采用超高压直流输电或特高压直流输电方案,这是合理建设输电通道的唯一正确途径。直流输电和直流背靠背工程是区域电网和全球跨国电网之间互联与复杂电网分区异步联网的重要手段,为大电网避免灾难性事故提供了可靠的安全保障。