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一. 欧美俄日曾研究应用交流特高压失败,联合国文件又作了结论,为什么要重走世界已失败的道路?
回顾上世纪欧美俄日等曾为‘远距离输电’而长时大规模研究交流特高压,前苏联为实现交流1200kV的长距离(1905公里)输电,从1972年起步,4年后建成1公里试验线路,8年后建成设备,10年后才完成调试和开始建设实际工程,13年后才正式投运。在1985~1994的9年运行中,雷击跳闸特多, 电晕损耗特大, 过电压问题特严重, 不得不在线路上都装设100%补偿的并联电抗器, 结果最多只能送160万千瓦,实践证明前苏联经历22年也不能解决其技术风险, 又极浪费投资,不得不永远降压500kV运行了。
日本东京电力在1992~1999年建成交流1000kV线路共426公里, 但未建变电站, 只能500kV运行; 国网公司在国家发改委2005年北戴河召开的“特高压输电技术研讨会”报告称:“根据东京电力的预测,2010年期间南岩木特高压干线有必要升压运行”。而在2007年底【国际大电网委员会】在日本大阪召开的《电力系统发展会议》时,蒙工作为会员作大会报告,以中国(除台湾一次外)从不发生重大停电的经验来论证不应采用交流特高压的问题,从东京电力代表得到的回答是:“接受了教训,不再升压了。”
上世纪在直流输电技术上成功地应用可控硅代替了水银整流器,从而既安全又经济地达到了‘远距离输电’的目的,结果交流特高压在世界上确无实用价值了。
2005年联合国经济社会部在纽约发表的报告(Multi-Dimension Issues in InternationalElectric Power Grid Interconnections)指出“Voltagesas high as 1200 kV have been used in Russia for some long-distance lines acrossSiberia. Above 1000 kV, however, the practical difficulty and expense ofequipment and insulation that can withstand such high voltages becomesprohibitive. 交流1200kV曾在俄罗斯的西伯利亚长线路使用,无论如何,超出1000kV伏时,能承受如此高电压的实际难度、设备和绝缘的代价,都过高而难以采用。” 联合国文件所指包括两个风险:一个是技术难度风险,另一个是经济代价风险,这是世界上从技术经济上判别交流特高压失败的结论。
此外,联合国文件还从电网结构上指出:“长距离输电应用直流,和交流比较,超出600公里都是直流输电的经济距离,而且直流输电比较安全、可靠,有优良的特点。”联合国文件还指出不同交流电网通过直流联网,可以避免同步网本身运行出现的很多技术问题。又引证损失7000万千瓦的2003年美加大停电事故,任何一处故障都影响整个同步网,同步网愈大、线路愈长、电压崩溃和稳定问题愈严重,更会连锁反应导至全网大停电。
2003年美国能源部召开两次“国家电网预想会议”, 研究了美国电网Grid2030年预想计划, 主要是建立由东岸到西岸, 北到加拿大,南到墨西哥的跨越全国的主要采用超导体技术和直流输电骨干网架, 特别是采用直流将东西区内分更多的区, 缩小每区的范围, 而且认为现有超高压电压已满足发展需要, 不需交流特高压。2008年美国电科院和直流联网公司曾研究了美欧重大停电,建议将美国东部网应用直流隔离分为四个交流区, 同时也适用于美国西部网和西欧, 这可以说是在电网结构上解决重大停电的重要策略。
2005年欧盟成立欧洲智能电网技术平台, 2006年发表了“欧洲电网的未来展望和策略”提出,欧洲2020年和将来主要运用直流输电,根本不考虑采用比现有交流400kV更高的电压, 更不用经历失败的交流特高压了。更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。
1965年以来世界上曾发生了25次电网重大停电(每次电力损失800万千瓦以上),电力容量占世界首位的美国重大停电最严重,发生6次;欧/(北)美号称技术先进,但重大停电共14次,负荷损失过半,占54.2%。
中国电力容量现已占世界首位, 除台湾地区一次外, 为什么从不发生重大停电?上世纪70年代末, 电力部工作组不仅调查分析国内事故, 还分析了全世界大停电,认为:“连锁反应造成大停电的原因——不受控制的系统结构和保护”,所以制定了《电力系统安全稳定导则》。改革开放以来,建立了可靠的交/直流、分层、分区的电网结构,分散的外接电源结构和三道防线,系统失稳可能偶而发生,但不能造成大停电;而且由于区间为直流联网, 任一区故障/失稳都不会波及邻区。但‘三华交流特高压联网’就完全违反《稳定导则》分层、分区和分散外接电源的规定;另一个主管部门——南方电网公司决定不采用交流特高压, 继续按《稳定导则》以直流隔离将南网分2~3大区,再将广东分东、西两个小区,交流500kV远距离输电有的改为直流输电,有的改为中、短距离,特别解决交直流并列运行的不安全问题,又长远解决广东交流500kV系统的短路电流超标并保证更多直流输电的安全馈入,这才是我国电网英明的决策。
二.交流特高压线路和设备最难抗冰雪灾害和地震
从2008年初我国南方冰雪灾害和2008年5月12日四川汶川里氏8级大地震灾害结果证实,交流电压愈高的线路倒塔和变电站设备损坏愈严重。因此,可按线路倒塔和变电站设备损坏的原因分析,交流特高压线路和设备最难抗冰雪灾害和地震。
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