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现代电网不再向交流特高压电网发展,还因为交流特高压自身存在着下述几个致命的缺点:
(1)环境代价大。由于交流特高压的建设是在现有的500千伏电网之上再叠加一个1000千伏电网,升至该电网的电力送到受端后,都要先降压为500千伏再分配给220千伏电网,因此它不仅不能替代500千伏变电容量和相应的500千伏送电线路,还将使我国电网的电压层次从现有的5层增至6层(即变为0.4/10/110/220/500/1000千伏),成为世界上电压层次最多的电网。而且交流特高压的噪音、对环境的电磁污染远比超高压强,其输变电设备都是庞然大物,需要的占地面积也更大(同塔双回交流特高压线路塔高约80米,走廊宽度约70米;一座交流特高压变电站占地9~20公顷)。因此,建设交流特高压电网意味着在电网复杂性增加的同时,还要为多增加一层电网付出难以承受的环境代价(尤其在人口密集的“三华”地区问题将更加突出)。
(2)投资效益差。交流特高压从技术上看,远距离输电不如直流特高压,近距离输电不如500千伏电压,而投资却很大,是一种“性价比”很低的方案。南方电网对采用交流特高压方案与采用直流特高压加交流500千伏电网方案进行了比较,结果前者的投资比后者多600亿~1000亿元,约高1.3~1.5倍。在“三华”地区建设交流特高压同步电网的方案,比只建直流特高压加交流500千伏电网的异步联网方案,至少要多花3000亿元的投资。除会推高电价外,还意味着要消耗更多的钢铁、铝材和水泥,而这些高耗能产品的生产无疑将加重对环境的污染。
(3)两级升压,既增加能损,又降低输电能力。交流特高压输电,电源一般都要先升压汇集到500千伏变电站,再升压至交流特高压电网。由于基本没有与之配备的发电机机组直接接入,交流特高压电网实际上是一个无源的“空架子”,这种情况在其他电压等级的发展过程中是从未出现过的。电网的最高一级电压网架,对于保证整个电网的稳定运行和功率平衡至关重要,它形成后一般直接接入其中的发电机容量都不会少于35%。比如截至2012年底南方电网接入500千伏电网的容量,广东为36.6%,广西为43.7%,云南为58.8%,贵州为50.6%;四川电网2013年底接入500千伏电网的容量约为47%。发电机经两级升压接入电网,是电力系统规划设计中较为忌讳的做法,因为这样必然加大系统阻抗,不仅导致电能损耗增加,还限制了输电能力的提高。这种现象的出现从一个侧面说明,沿着提高电压等级的传统路线前行,走到特高压的时候,这条路已经走不通了。
由于存在上述问题,加之直流输电技术的进步实现了电力的大容量远距离输送,欧美、俄罗斯、日本等发达国家,在经过上世纪七八十年代出现的那次交流特高压技术研究和实验热潮后,从此放弃了交流特高压。欧洲互联电网尽管规模很大,但最高电压却只有400千伏(比我国电网普遍采用的500千伏还低100千伏),今后也肯定不会发展交流特高压。但即便如此他们电网的可再生能源比例却远高于我国。德国规划2020可再生能源占比达到35%,2030年达到50%,2050年达到80%。这说明实现电网绿色化与电网电压等级的高低没有关联。提高电网可再生能源比例的途径:一是大力发展各种储能技术,不断扩大电网的储能规模;二是开发、丰富、优化电网调峰手段,其中包括储备和调动需求响应资源;三是最大限度实现各种可再生能源的互补运行。
至于治理雾霾的问题,由于建设交流特高压电网要消耗更多本来可以不消耗的钢铁、铝材和水泥,结果无疑是事与愿违。“电从远方来”战略主要依靠直流特高压来实现,但仅有这个战略是不够的,还要同时实施“电从身边来”战略,即以分散化方式开发 “身边”一切可以开发利用的清洁能源。两者并举,才能达到有效治理雾霾的目的。
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