刘国强：建分布式系统

中国科学院电工研究所刘国强
2008年1月中旬至2月上旬，一场罕见低温、雨雪、冰冻灾害袭击了我国南方大部分地区，给群众的生产、生活和服务造成了严重的影响。特别是，电力设施所受到的严重损伤进一步加剧了灾害的影响范围和影响程度。据有关报道，这次冰雪灾害造成成百上千座高压铁塔倒塌、万余条电力线路和700余座变电站损坏，致使部分城市甚至个别省份大面积长时间停电。

事实上，早在2007年12月，国务院应急办就印发《关于开展暴风雪应对准备工作检查的紧急通知》，针对2008年初有可能袭来的暴风雪，要求有关地区和部门按照预案要求，提前做好各项预防工作和应急准备工作，并先后发布9次预警信息，提醒各有关地区和部门做好防范工作。然而，由于这次灾害是五十年乃至百年一遇的重灾，并且灾害恰逢我国一年一度的最繁忙的春运期间，灾害所造成的破坏和影响也是十分严重的。
在这场突如其来的自然灾害面前，党和国家领导人高度重视、周密部署，并亲自到重灾区视察和指挥救灾工作，全国上下众志成城、齐心协力、投入到抗灾救灾中去。我国经过多年努力形成的全方位、多层级、宽领域的应急预案体系，也经受住了考验，发挥了重要作用。目前，绝大部分区县已经恢复了供电，大部分电力设施也得以修复并恢复运行，交通和通讯系统等也已经逐步恢复正常。

虽然这次灾害已经基本过去，群众的生产、生活和服务已经逐渐恢复正常。但是，它仍然留给我们很多思考的空间。为此，中国科学院电工研究所于2月10日召集所内部分专家就提高电力系统应对雨雪冰冻灾害能力的问题进行了讨论，并形成了以下几点建议：

一、进一步提高电力系统的安全性
1.进一步提高南方地区电网的电力设施（如高压铁塔、输配电线路和变电站等）抵抗冰雪灾害的机械强度设计标准，并在新建的电力设施中尽快予以实施。以往，南方地区的电力设施的设计可承受的覆冰厚度为10毫米，这次冰雪灾害，致使电力线路和铁塔的覆冰厚度达到40-60毫米，所以安全设计标准需要进一步提高。但是，由于电力设施的一般设计使用寿命约为三十年，而这次灾害乃五十年甚至百年一遇，所以，安全设计标准的选取要组织专家认真分析和论证，并要参考气象部门对气候的变化统计规律和对未来气候的中长期预计，合理确定安全设计标准。

2.进一步改善电网结构，并在关键线路上，增设地下管道输配电线路作为备用线路，以便于在部分设施和输配电线路受到损坏时，仍然能有效地对用户供电，且一旦发生严重的灾害或者战争，地面设施受损，仍然可以借助于地下备用设施供电。地下备用线路方案也可以用作部分电气化铁路的备用供电线路。

3.增加提高电网安全稳定性的有关设施。在出现电力线路因覆冰过厚倒塌造成接地短路时或电力线路中断时，有效地实时短路电流限制措施（限流器）或瞬态功率补偿措施（储能系统或柔性交流输电装置），以提高电网的安全稳定性，避免电力系统解列运行。这些设备不仅可以用于应对冰雪灾害对系统所造成的影响，也对电力系统的日常稳定运行具有重大意义。

二、增加应急与备用设备
1.积极采用电力设施覆冰厚度自动检测设备，以便于在控制检测中心实时观测覆冰情况，为采取措施提供依据。应加强对此类新型设备的研究开发力度，尽快研制出相关产品，投入使用。
2.积极采用现有的用于输配电线路除冰融冰技术，有效地除去覆冰，保障电力设施的安全。同时，应认真分析现有融冰除冰技术的局限性，加强对新型（用于线路和铁塔除冰融冰）的自动化设备研究开发力度，尽快研制出相关产品，投入使用。

3.在目前已关闭或拟关闭的小火电站中，根据国家防灾或应急的需要，保留部分小火电站，作为备用电源。尽管小火电站排放较高、效率也较低，但因自然灾害或战争造成供电中断或电力供应紧张时，局部的小火电站作为备用电源可以发挥很大的作用。目前，我国的小火电站已经逐步停止运行，有的甚至被强行推毁。建议国家保留这些小火电站甚至可以在重要城镇建设这样的备用小火电站，以便于在关键时刻发挥应有的作用。国家可以进一步完善小型火电站启用和停运的机制，将节能减排与应急支援有机结合起来，并通过立法予以保障。同时，建议对于高效低排放的小型火电站技术开发予以支持和鼓励。
4.建立用于重要用户或小区的基于微型电网的分布式电力系统。目前，我国电网的特点是：大容量集中发电、远距离输电、全国联网。这种方式效率很高，也很适合于我国能源资源与负荷资源分布不一致的特点。但是，一旦出现重大灾害或战争，这种方式的缺陷就会体现出来。所以，可以鼓励建设以可再生能源发电、小型水电、微型燃气轮机发电或备用柴油机发电的分布式电力系统，分布式电力系统是大型电力系统的补充和应急供电的有效手段。有关部门，要加大对分布式电力技术的研究开发力度，尽快研制出实用化的产品。
5.增加电力储能设备，作为应急供电的手段。例如，在城市附近建设抽水储能系统，或者对于重要用户，建立基于电池、超级电容器、飞轮储能等电力储能系统。储能系统不仅可以用做应急备用电源，也是调节峰谷差和提高电力质量的有效手段。有关部门，要加大对分布式电力技术的研究开发力度，尽快研制出实用化的产品。

三、加速在南方地区建设核电站
这次冰雪灾害，北煤南运受到了严重的考验，南方地区的火电站的正常运行受到了挑战。针对这一情况，应考虑加速在南方地区建设更多的核电站。

四、制定新的电网运行应急预案
根据本次灾害的实际情况和应对经验，建立全国电网应对类似极端天气或战争的新的应急预案。
以上建议，仅供参考。
同时，请关注天气转暖后融雪可能造成的洪涝灾害及泥石流的影响。
2008年2月10日于中关村