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三.以交流特高压构成庞大自由联网必将走上世界重大停电的道路
1965年以来,世界上共发生25次重大停电(每次负荷损失≥800万千瓦), 其中电力容量占世界首位的美国重大停电最多(6次),最严重(负荷损失占全部的29.6%);号称技术先进的美/加/欧共发生14次,次数和负荷损失分别占全部的56%和54.2%。从原因分析,重大停电大都发生在区域庞大的交流电网结构。
中国电力容量现已占世界首位,除台湾一次外,为甚么从不发生重大停电,因为35年来贯彻了《电力系统安全稳定导则》。按导则建立了〈分层〉〈分区〉〈分散外接电源〉的〈三分〉电网结构, 特别建立了六大区域都不大的分区,区间主要用直流联网,完全防止了重大停电,成为世界上最安全可靠的电网结构。
下表从世界近半个世纪的实践分析, 交流电网是否合理分区是造成或防止重大停电的关键,那些电网区域过大,又自由联网, 一有故障即连锁反应全区而造成重大停电;我国装机容量不少,但用直流分区后,各区范围不大,构成坚强负荷中心,更分散外接电源, 而不是自由联网,结果很安全。
但国网要破坏30多年已经历世界安全第一的五大分区结构以<交流特高压联网>成为当前世界最宠大的交流电网结构,从区内装机/电网范围/自由联网方式都走上北美不安全道路;特别不同却更危险的是【交流特高压比美国现有超高压更不安全】,可见后果更为严重。
我国现行《电力系统安全稳定导则》规定:“合理分区,…采用交流或直流方式互联应进行技术经济比较。”如过去500kV网由黑龙江经华北、华中联到四川就发生低频振荡,影响东北的北电南送暂态稳定水平降低50万千瓦,2008年底东北-华北间投入背靠背直流就彻底根除了这个问题。交流特高压示范工程将华北-华中相联就出现低频振荡问题,因为两侧发电机群愈多、等价转动惯量愈大、振荡频率愈低、阻尼更弱,低频振荡功率高达20%, 只能降低其输送容量到160万千瓦运行, 相当500kV线输送容量。
按中国经验采用直流联网将庞大的交流系统分为若干区,它不仅达到正常联网效益, 还可控制联网潮流;防止一个区的故障/频率崩溃/电压崩溃/失稳振荡波及相邻区;更将大区范围固有的动态和暂态稳定、低频振荡或“连锁跳闸”等一系列复杂问题彻底解决。根据2006年7月1日华中电网失稳事故的大量故障录波分析,华中唯一对华北的交流联网在事故过程的坏作用, 不仅促进了华中电网的失稳, 而且延误了再同步和恢复运行的时间。所以,区间联网必须用背靠背或长距离直流输电, 个别交流联网祗是暂时性措施。
(1)大区范围应再以直流分区办法长远保证安全
在直流联网的条件下, 多大的交流区域比较合适?它和采用的最高一级电压有关, 如交流500kV输电远可达500~600公里, 常用200~400公里,由它首先构成一个或几个负荷中心, 然后扩及全区。根据上表数据,东西或南北最长的距离:最长是华南2000公里、西北1930公里;其他都为1100~1650公里。怎样从长远解决一个大区的安全输电问题?华南电网就应用直流再分2~3个大区,广东再分两个小区, 就完全解决交流远距离输电一系列安全问题。本人研究华东电网建议采用直流再分四个大区,既解决短路超标问题,又缩小大区范围也是最安全最经济的合理措施。 一个大区的东西/南北距离不宜过远,如有条件再用直流再分区以缩小其范围,不少固有的交流远距离输电和短路电流超标问题都得到解决, 更保安全。
(2) 加强负荷中心/骨干网架
大区内负荷中心应有坚強环网和大机組支持, 增大短路容量和惯性;联络各负荷中心的骨干主要是加強大区总体结构,使外接电源对大区接近单机对无穷大;骨干应作负荷中心电力交換,不应长期作单方向的大容量电力传送。
(3)分散外接电源
在负荷中心或区外的远方电源(包括交、直流)不应在电源侧相联,一般应独立直送负荷中心, 每一输电走廊电力一般不应大於受端负荷的10%, 任一外接电源/线路出问题或失稳,形成单机对无穷大系统的振荡,仅此单机处於送端,其他送端电源皆成为受端,作为受端电源的后盾, 使电网更可靠/快速恢复正常运行。
预想将来我国大区还宜再有分区, 既满足发展需要,将会解决短路电流过大等一系列问题, 更为安全可靠;由於历史证实区域不应扩大, 有的维持现有范围,有的还将缩小其范围,所以现有的超高压电压完全满足发展需求。对於各大区的外接电源,不超过600公里的外接电源可采用现有交流超高压的点对负荷中心输送;超过的采用直流输电。因此,作为网架或外接电源输送都完全没有必要采用交流特高压,何况它在技术原理上有致命弱点,极不安全;在同等距离和输电容量的经济投资比较上, 它为交流500kV输电的2.8倍(600公里),极为浪费。总之,我国六大区电网的发展趋势是增加分区,更不应建「交流特高压联网」反而违背《电力系统安全稳定导则》<分区>的规定扩大交流网区域而减小了分区。
四.中国电网安全经历国际首位,不应为国网极度浪费的交流特高压联网破坏
1.北戴河会议以来交流特高压联网之争
国内交流特高压之争已经历十年,随着其示范及华东工程的经历,证明它确实既不经济,又是世界弃用且中国实践的落后技术。回想十年前,即2005年6月发改委能源局为研讨国网公司报请构建<交流特高压国家级电网>, 在北戴河召开<特高压输电技术研讨会>。会前国网一位领导(现任总经理)来蒙工房间给予<高级顾问>为条件,但首先要求蒙工支持交流特高压。在讨论会上本着为国家负责的精神,蒙工不为国网优惠所动,按照会议安排作为第一位发言人,仍按原准备的报告进行了一个多小时发言,主要内容为:“上世纪世界研究和实践交流特高压输电技术失败了,而直流远距离输电取得了成功;有史以来世界上90%的重大停电(每次损失>800万千瓦)都发生在庞大又自由相联的交流电网结构中;我国(除台湾一次外)为什么从来没有发生重大停电?因为三十多年来我国电网贯彻了现行《电力系统安全稳定导则》,全国电网基本以直流隔离为六个大区,任一区事故都不影响邻区;如将全国联成一个交流特高压同步电网,严重违反《稳定导则》[分区]规定,就会重走世界上其他国家经历的失败道路,不但造成严重的浪费,而且必然会发生重大停电事故”。
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