何善瑾：特高压的深入论证后的见解

 用输电进行大量能源搬迁在所难免

——阅读《关于特高压的深入论证》后的一些看法

何善瑾

    电网的发展是国家的一件大事，有不同的意见是值得庆幸的事。由于自己未参与这项工作，只能肤浅地谈点看法。

    温总理7月26日的指示非常好。近几年也听到关于特高压有分歧的说法，我想把交直流方案摆清楚，总能解决的。但特高压给人的感觉是，工作还需深入。上世纪70年代论证500千伏和380千伏时，几个大区电力设计院都根据本区本网的情况，做实际方案比较，经汇总后由领导决策。对特高压的分析，建议在大家确认的、同一的、各种指标的基础上，让基层有经验的规划设计单位实事求是地进行分析比较。这样便于形成一致看法。领导决策就建立在广泛的、多方案的、多方面分析比较的基础上。

一、关于联网

电网电压等级不断升高，是负荷需要，是能源输送的需要。正像220千伏之上需要高一级电压500千伏（或380千伏、750千伏）一样，500千伏上叠加1000千伏是很自然的。虽然电压高带来了很多技术问题，但不至于被否定，特高压直流也是这样。

现有的一些交流联网易发生振荡，我觉得是因联网联得太单薄。如东北、华北联网，一、两回500千伏线路怎么够，线路有好几百公里，负荷又送得多，首末端角度一拉大，两侧系统有一点风吹草动，联网线路必然受到很大影响而使系统摇摆，甚至两系统振荡解列。华北如果向东北送电，电源主要在山西蒙西，即使送到沈抚本鞍也有1200千米，对500千伏线路来说是力不从心的。反过来，东北富裕的电源主要在吉黑两省，要向京津唐送电至少也有1000千米。输送电力1000千米，用500千伏线路把华北、东北两系统联起来是不行的。联网通道的通过能力至少是其中小网最大负荷的15％～20％。否则连接不强，正常运行只能送少量负荷，以留出送电能力应对两系统运行中引起的潮流波动。

特高压送电容量大，如负荷1亿千瓦的系统联网按15％负荷计，为1500万千瓦，需要两条双回路1000千伏线路联网。

根据我国分区系统远景规模看，我觉得建设统一电力系统可能性小，联合电力系统可能性大。其中一个重要原因是各大分区系统容量很大，要形成统一电力系统用交、直流500千伏电压等级不经济，特高压1000千伏交流和特高压直流可以，需要多条线路来加强系统间的连接，才能保持系统间强联网。但联络回路数多必然造成网络的连接不清晰，不利于全系统的统一调度和安全运行。而联络线路少，分区系统以弱连接方式联合，正常保持同步运行，分区调度，分区平衡，各系统保持一定的独立性，事故影响范围也小，可靠性比较高。

二、自然功率和电磁环网

自然功率实际上在系统规划中一般不起什么作用，只是一个输送容量的参考值，随着电压等级升高，其参考价值也降低了。1000千伏线路的自然功率虽然有400万～500万千瓦，是500千伏线路的4～5倍。但实际上线路的送电能力决定于包括发电机、升压变压器、线路在内的系统全阻抗。电压越高线路标么电抗越小，而发电机、升压变的电抗，却相对地随单台设备容量的增加而增大，所以电压等级升高使线路的阻抗在全阻抗的比重趋向减小。线路电抗对系统稳定的影响不如低电压大。

随电压等级提高，线路电抗值不是成线性减小，而是非线性。规划中感觉电压等级高的线路不顶用了，造成在电磁环网中潮流往往是压向低电压等级的线路，所以电磁环网必须解环，这是其原因之一。

三、关于经济分析

特高压线路的造价指标，值得商榷。在东北院时我曾请线路室同志分析过，认为相同截面1000千伏线路是500千伏线路造价的1.8倍， 500千伏紧凑型线路投资不会省很多，因为导线投资要占总投资的50％以上，铁塔重量减轻不会影响这么大，表（编者注：指蒙定中文中表）中数字是否为不同截面的数值？变电所的比较不清楚，投资差太多，好像输送容量不等价。如果拿1000千伏电网基本发挥的输电容量来比较，就不是这个结果。就同500千伏电网初期输电容量小，经济上分析肯定比不过220千伏送电一样。

四、关于清华大学的方案是否落实

清华大学论证两回500千伏同塔双回线路可送400万～600万千瓦电力，如按中间值500万千瓦计，功率因数0.9，相电流为6415安，电流密度取0.7（高电压输电电流密度小，节能），需要9164平方毫米的导线截面，合一回线每相6根800平方毫米导线。

（1）这么大的容量仍以500千伏送电，已经超出500千伏电压等级的经济范围，短距离尚可考虑，长距离输电不可行。根据国内外资料特高压用8分裂导线800平方毫米截面，国内500千伏紧凑型为6分裂，6×800最大输电容量约6000兆伏安 ，说明在一回线故障另一回送全负荷时（N－1）线路能力已用足，500万千瓦勉强，600万千瓦过不去。

（2）N－1单回路运行时，要送全部容量，由于负荷电流很大，断路器、隔离开关、电流互感器是否能落实厂家，目前设备额定工作电流最大4000安，提到6400安是否要特殊制造，价格会不会影响方案抉择？

（3）500千伏大容量输送网损很大，与1000千伏不好比，与节能政策相悖。

五、关于我国电力能源的安排和对电网的影响

我国面临从“三西”向华东、华南大量转移煤炭能源的局面，不可避免要付出很大通道建设费用和输送能耗。但是如果国家统筹安排，加速在沿海发展核电和气电，尽可能降低“三西”煤炭能源的输出，对降低电网建设的投资和减少能源损耗是极有益的。不论是输电还是输煤都可以大大减轻“三西”能源外送的压力，可减少长距离的超高压交、直流输电线路的回路数。对国家煤炭资源来说也提高了利用率。我写了一篇文章《我国电力能源流动及电源建设的思考》，发表在《中国能源》2006年9期上。

六、关于“交流特高压存在重大隐患”

（1）500千伏之上的特高压，对电网分区运行限制短路电流来说是有利的，这也是电网从低电压发展到现在的500千伏、750千伏电压等级所证明了的客观规律。对东北、华北、华中、华南几个大型、特大型电网，用500千伏电压等级来分区很困难。一个220千伏分区系统容量宜控制在500万～800万千瓦，一个500千伏分区系统容量宜控制在3000万～4000万千瓦为好。现在华东电力系统容量有1.4亿千瓦，迫切需要把500千伏电网分区，但500千伏线路已经是纵横交错难分难解，在短路电流严重的逼迫下，只能采取削弱电网结构的措施，成环套环网。如双回线同时断开运行，减少变电站的500千伏进出线等。如果有1000千伏电压等级，就可以按照电网发展规律对500千伏电网进行分区，电网结构就清晰了。至于用特高压直流还是交流分区，那只是人为采用的方案不同，认为有特高压1000千伏就完全破坏了电网分区结构，这个说法不好接受。可以说电压等级步步提高是电网发展的自然规律，分区则是人为的行为，如果设备制造能满足电网发展的需要，继电保护自动装置能不会误动和拒动，分区是否就不会被这么看重了？

（2）对于“特高压联网带来难以解决的电磁环网问题”，与上一点看法一样，我认为电磁环网是人的行为，与电压等级关系不大。500千伏初期单回线运行时也有同样的问题，单回线电磁解环运行，线路故障跳闸电网只好解列。只要能保证系统稳定，电磁环网未尝不可。如果高压是双回线并且输送能力足够，则一定要严格要求，打开低压打开电磁环网。

（3）关于“特高压联网带来复杂又危险的交直流并列问题”，我有些不理解，以前印象是交直流并列可提高系统的稳定性。现在的电力系统是历史发展过来的，电力系统绝对是以交流为主导。交流特高压一上来，就认为它给系统“带来复杂又危险的交直流并列问题”，好像很不公平。按此说法，是500千伏葛上直流工程先“带来复杂又危险的交直流并列问题”。特高压交流、特高压直流都可以联网，只是不要在两个电力系统间同时采用交直流两种线路联网。

（4）关于“北煤就地转电用交流特高压远距离输送是能源优化吗”。输煤和输电比较，我在东北院时曾分析过，印象是输煤比较经济，因像大秦线这样的专用输媒铁路，运量大（一条运煤专用复线年运量可达3亿吨，相当于12条同塔双回1000千伏线路的输电量），车厢封闭，装卸次数少，煤输送的损耗少，还是电气机车牵引。所以长距离输送经济性更好。而输电电能损耗可观，如果再加上是空冷机组发电，那坑口建电厂输电是很不经济的。但是完全用输煤方式输能，铁路通道紧张，在负荷区建厂环保要考虑，厂址没有“三西”容易安排。所以输煤和输电会并存，相辅相成。由于“三西”能源输出量级很大，输电方案只能在特高压交流和特高压直流方案中选择。

七、关于紧凑型线路

何善瑾：能否用输电进行能源搬迁紧凑型线路的一个重要电气特性是电抗和被阻抗要小一些，应用在长距离主干输电线路上比较适宜。在华东长三角、京津唐、珠三角、沈抚本鞍等500千伏密集型电网的地区，短路电流比较大，如长三角电网不采取措施的情况下甚至高达63千安以上，密集型电网虽然短路电流大，稳定性却比较好。在比较坚强的电网中采用紧凑型的线路，对降低短路电流的措施来说是背道而行的。

八、对1000千伏电压等级的展望

日本、意大利搞1000千伏是根据负荷和电厂规模的需要。近十几年日本发展很慢，经济不景气，负荷上不来，预留的1000千伏线路也没能升压。俄罗斯搞1150千伏是能源搬迁的需要，为将近2000千米的能源输送需要而建设的，由于苏联解体负荷上不来，也闲置了。我国人口多，用电水平低，刚刚接近世界平均水平，电网发展还有很大空间，即使多搞核电，大量能源搬迁也在所难免，用输电来输能是必然的，只是采用直流还是交流的问题。

特高压交流和特高压直流各有优缺点，如果直流输电优点很多，交流比不了，那直流也早就会得到广泛采用。因此特高压交流和特高压直流共存的局面回避不了，对于长距离输能的线路特高压直流方案会占上风，对于短距离输能、联网、为500千伏电网分区做依托，特高压交流方案有很大市场。对于联网大量采用背靠背直流方案，值得很好比较，背靠背联网方式的投资是很大的，经济上是否合算，换流站的投资能折成多少公里的交流线路。近距离联网用交流还是直流背靠背在经济上值得分析，如西北华中110千伏背靠背，投资5亿只有36万千瓦；如果用来建设500千伏交流线路，则可建170～200千米，送电能力是背靠背的很多倍。（作者系原上海电力设计院教授级高工）