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印度超高压电网虽分五大区,但区间联络线不仅是直流,且还有交流,相当一个全国交流大区, 根本不起分区的安全作用, 一旦线路因过负荷或故障跳闸,负荷转移将陆续使线络跳闸,直至发生失稳,波及相邻大区全停。
欧洲以380kV构成世界区域最宠大超高压电网,2006年11月4日事故说明仅德国停运2回线,就连锁反应跳20回线,包括7回220kV线,解列成三个区,又因西欧靠东欧以交流380kV送926万千瓦,不是独立由直流输送,结果损失1700万千瓦。继电保护问题比美国更严重,如有的距离保护更附加过电流元件,更难以防止促成事故的连锁跳闸。但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。
加拿大超高压电网中北部水电各以735kV 线路3回和5回线分两通道南送,各占受端负荷31%和61%,线路故障引起失稳造成一通道全停,影响另一通道电压崩溃/失稳也全停,从结构上远远超过我国分散外接电源不应超过受端负荷10%的安全条件。继电保护同属北美NERC规定,误动问题相同。
日本超高压电网分9个大区,所以从不会发生失稳事故。东京电力电网无功补偿不足,无低压減载,电压崩溃,继电保护过负荷连锁跳闸,曾造成重大事故。
台湾345kV电网不分区、自由联网,由於南电北送的台南线路故障,负荷转移,并列线路失稳跳闸,台南4回345kV线全跳,中北部严重缺电,频率降低/低频减載不足/发电机低频保护跳闸全停。
从上述世界重大停电证明,关键的问题一是超高压交流电网过於宠大,又自由联网,一旦线路故障/跳闸,负荷转移到并列的线路过负荷跳闸, 不断连锁反应跳闸,直至重负荷转移到联系薄弱相当高阻抗的系统而发生失稳振荡, 波及整个交流系统。国外设计和整定不当的线路和发电机的继电保护就因失稳跳闸,结果系统瓦解大停电。
所以,从近半个世纪历史证明,中国的超高压电网由於贯彻《稳定导则》建立了「分层」「分区」「分散外接电源」的电网结构, 建立了六大分层分区结构, 区间主要用直流联网和〈继电保护四统一〉的安全策略,所以保证安全,除台湾外从不发生重大停电。
四.中国超高压电网的利用率不足,尚有巨大潜力
根据美国能源部能源信息管理局《Electric Power Annual 2010》年报公布的数据,2010年美国全国装机容量113856.3万千瓦,230~765kV交流超高压输电线路总长271598公里,超高压线路单位长度支撑的发电装机容量为4192千瓦/公里;而《电网调研报告》公布的数据,2010年中国全国全口径装机容量96641万千瓦,220~750kV交流线路长度为432110公里,交流超高压线路单位长度支撑的发电装机容量为2236千瓦/公里。两国相比,当时中国装机容量当时是美国的85%,超高压线路总长度是美国的1.6倍,单位超高压线路长度支撑的发电装机容量却只有美国的53.3%。同日本相比,中国只是日本相应数据7846千瓦/公里的28.5%。
《电网调研报告》指出,截至到2010年底,交流超高压输电线路中,全国60%的500kV输电线路的利用率均在50%及以下,其中26%的500kV省间联络线平均输送功率占经济输送功率的比例在30%至50%之间,34%的500kV省间联络线平均输送功率占经济输送功率的比例小于30%。相对交流输电来说,直流输电利用效率较高一些,直流跨区跨省线路平均输送功率达到设计能力的50%。
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