深度｜交流特高压的命运与电网的未来

三、电网走向分布式和扁平化是不可阻挡的潮流

有三股无法抗拒的力量，同时向着一个方向，推动传统电网的变革。

第一股是能源转型革命的力量。以可再生能源替代化石能源的转型，是人类实现自身可持续发展的必然要求，而建设能源互联网则是实现能源转型的必由之路。智能电网是能源互联网的核心和基础，也是未来电网的雏形。随着能源清洁化、绿色化程度的不断提高，能源互联网的建设将由量变到质变，最终完全改变传统电网的面貌。

第二股是能源技术革命的力量。大致来自四个方面的技术创新，将对传统电网的变革产生重大影响：一是低成本长寿命的各种储能技术，以及氢能的生产和利用技术；二是低成本高效率的太阳能和与电网更加友好的风能等可再生能源发电技术；三是直流电网以及超导输电等技术；四是核聚变、可燃冰、干热岩等新能源的开发利用技术。任何一方面技术的重大突破，都具有颠覆传统电网的力量。国家发展改革委等5部委于2017年9月印发的《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》，规划了我国未来10年储能技术发展的蓝图，人们有理由相信，传统电网的变革正在提速。

第三股是电网分区就近平衡规律的力量。任何一个电网要想具有更好的经济性和更高的可靠性，必须遵守分区就近平衡的规律，不可舍近求远。互联网背景下由能源转型推动的电网变革，分区就近平衡的规律不仅没有过时，而且还将达到一个更高的水平。电网自身的客观规律产生的力量是不可抗拒和经久不衰的，它将执着地推动电网向着分布式和扁平化“归真返璞”。

杰里米˙里夫金在《第三次工业革命》一书中说：集中型的超级电网与分散式的智能网络之争，将决定子孙后代究竟要从今天人们的手中继承一个什么样的经济和社会的问题。里夫金先生以经济学家和未来学家的眼光观察问题，也得出了电网正在向着分布式和扁平化方向发展的结论。

能源互联网尽管与未来的电网不能划等号，但它显示了电网发展的基本方向。可以判断，未来的电网将在分布式和扁平化的基础上，最终形成多分区自治、互联互动、且支持多能互补的网络格局。

2、交流特高压输电是应当尽量避免采用的技术方案

交流特高压代表了传统电网技术的最高水平，这一点在认识上基本没有异议。世界电网100多年的历史，就是一部沿着“单机容量越来越大、电源越来越集中、电压等级越来越高”的路线前进的历史。交流特高压技术在工程应用上的成功，表明了我国的高电压绝缘、电气设备制造、电网运行控制等技术走在了世界前列。但在感到骄傲的同时，也不能不令人遗憾，由于交流特高压有一些天生的不足，加之社会的进步和新技术的飞速发展，尤其是能源互联网的建设，已使交流特高压输电成为一种在工程上应当尽量避免采用的技术方案。

这种方案至少存在以下四个方面的问题：

一是与电网正在进行的变革趋势严重不一致。电网的电压等级越高，表明电网的集中度越高，这恰恰与电网分布式和扁平化的发展方向背道而驰。事实上，交流特高压不仅在未来的电网里找不到自己的位置，就是在能源转型的过渡期也不需要。理论和实践都表明，只要对各类电源的发展进行合理的统筹规划和布局，无论国外还是国内，电网最高电压保持为超高压等级，都可以满足能源转型前电网发展的需要。而当能源互联网建设的大幕开启后，交流特高压事实上已经成为了能源技术革命的对象。

二是增加电网的复杂性和安全风险。采用交流特高压方案，需要在现有500千伏电网之上再叠加一个1000千伏电网，结果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最复杂的电网。更严重的问题是，当风电和太阳能等可再生能源比例越来越高的时候，整个电网的转动惯量将变得越来越低，此时的交流特高压电网就像一些粗壮的横梁，架在变得越来越少的支柱上一样，其脆弱性、稳定性可想而知。面对将来数以千百万计的无惯量和低惯量分布式电源，如何保证电网的稳定运行和可靠供电，交流特高压电网已经力不从心了。

三是需要付出更高的环境代价。传统电网是一个“立体”结构，每一级电压基本都对应着一层电网，各层电网间是叠加的关系，用户接在电压等级最低的一层网上。从某种意义上说，高电压等级电网是对低电压等级电网的“重复建设”，因为上一级电网基本不能替代下一级电网（变电容量的建设尤其如此）。1000千伏交流特高压的输电线路和变电站占地面积都相当大，建设交流特高压电网意味着要为多增加一层电网付出更大的环境代价。

四是造价高，能损大，经济效益差。由于多了一层电网，整个电网的投资，以及总的能损都增加了。研究表明，“交流特高压电网+直流特高压+500千伏电网”与“直流特高压+500千伏电网”两种方案相比，前者的“性价比”很低。由于电压太高，交流特高压的建设过程中还会碰到很多无法预计的问题，引发投资爆炸性增长。如华东交流特高压环网跨长江工程，最初设计采用铁塔线路从江面跨过，由于影响航运改为GIL管道从江底穿越，长度约6千米，投资47.6亿元人民币（单位千米投资是普通交流特高压线路的45倍以上）。如此大的投资成为电网的“准许成本”后，想要降低输电电价的愿望恐怕就很难实现了。

如果全国真的建成一个交流特高压同步电网，除了成为全世界电压等级最高的电网外，还将成为全世界最大、最复杂、风险最高、输电网占地最多、输电电价最高的电网，显然是十分不明智的。

3、重新审视和调整我国电网规划建设的思路

一、对已建交流特高压工程进行后评估

我国已建的交流特高压工程，刚投运就碰上国家经济进入新常态，GDP和电力负荷增速变缓，部分产业产能过剩的情况，其输电利用率都很低，看起来是“生不逢时”，其实也是对事物客观规律缺乏深刻认识导致的结果。进入新时代、开启新征程、确立新目标的时候，有必要对已建交流特高压工程进行一次全面、客观、科学的后评估。现在的政治生态越来越好，为实事求是总结经验教训创造了良好条件。政府主管部门应当委托有资质、有能力、有信誉、有担当的咨询研究单位，组织专家工作组，深入实际调查研究，用数字和事实说话，提出经得起历史和人民检验的后评估报告，为我国新时代的电网规划建设提供借鉴。

回顾和总结过去，有一些宝贵的经验和启示，值得记取和深思：

（1）掌握辩证法，学会辩证思维，对于电网规划工作尤其重要。只有善于区分什么是貌似强大的旧事物，什么是看似弱小的新事物，敬畏客观规律，才能顺应能源革命的潮流，真正把握住我国电网的未来。

（2）直流特高压和交流特高压没有共生、共存、共荣的关系。直流输电潮流可控，输电电压和容量可根据需要灵活确定，是让直流工程满足电网的需要，还是让电网满足直流工程的要求，是直流工程规划建设中存在的两种做法。显然，前者是明智的，后者是愚笨的。

（3）不可把创造世界第一当做工程建设的必要性。创世界第一是工程建设的结果，而不是工程建设的原因。追求世界第一是可以理解的，但不能为第一而第一，特别是在别人不屑参与竞争的工程领域，没必要把世界第一看得太重。

（4）对于国计民生影响重大、且专业性特别强的垄断企业，如果不采取必要的措施限制、反而一味地强化其垄断性，结果可能会导致本位主义膨胀，出现绑架政府的情况。南方电网公司所以能够对电网的发展规划进行多方案比较，最终淘汰交流特高压而选择“直流特高压+500千伏电网”方案，就是因为它的垄断度尚未达到使监管失效的地步。

（5）我国的电力体制改革相对滞后，一些长距离特高压输电工程的建设，并不是市场选择的结果，而是垄断企业借助行政力量推动的结果。全面深化电力体制改革，建立公平公正的电力市场，对于确保电网规划建设的合理性至关重要。

二、科学统筹能源转型期传统电源的规划布局

欧美等发达国家的电网，在上世纪传统电源占主导地位的条件下，以400千伏或500千伏的最高电压（美国和加拿大局部电网最高电压为750千伏），满足了负荷基本饱和的需要，避免了交流特高压的出现。在世界进入能源互联网时代的今天，我国避免采用交流特高压的条件无疑是更好了，关键的问题是，在大力发展可再生能源的同时，要按照电网技术和电力市场规律的要求，切实做好能源转型期传统电源的规划布局工作。

（1）煤电的有限增量一定要用在刀刃上

我国能源转型需要的时间，与发达国家相比无疑会更长一些。原因一是我国尚未完成第二次能源转型的任务，导致我国是在以煤炭为主的条件下，而不是在以气和油为主的条件下进行第三次能源转型的。二是能源互联网的建设，除需要依赖先进的技术外，还要有好的体制和机制，以及拥有新观念的大众的参与与配合，而创造这些条件同样也需要时间。可以判断，今后20年或者更长时期内，煤电仍将是我国的主力电源，只不过煤电的增量是有限的。

我国能源转型的整个过程，就是煤电的地位从主要到次要，再到退出的过程，也是煤电从主要承担基荷到主要承担调峰和保安的过程。今后的新建煤电，无论是绝对增量还是替代容量，都应根据煤电地位和作用的变化，从有利于促进能源转型的要求出发进行合理布局。

布局灵活是煤电的一大优势。在整个能源转型期，煤电比任何时候更需要布局在受电端，因为只有这样，煤电才能充分发挥其调峰和保安的功能，从而为提升电网消纳可再生能源的能力创造有利条件。煤电的远距离输送应当尽可能减少，因为除存在能损大和增加安全风险等问题外，更为不利的是它不仅不能贡献自身的调峰容量，反而还要求受端为其调峰，结果双倍减少电网的调峰容量，降低电网接纳可再生能源的能力。

从长远看，煤电是要逐步退出的，无论从电网的经济性、安全性，还是接纳可再生能源的需要等方面考虑，首先退出的都应当是距离负荷中心最远的电厂，按由远及近的次序分批退出。如果新建煤电厂都很遥远，只有老旧煤电厂在受电端，退出的次序可能会被迫反向，这正是今天的煤电规划布局需要解决的问题。

将有限的煤电布局在受电端，即符合电网自身的技术规律，也是按照市场经济规律配置资源的一种方式，更是能源转型过渡期的需要，应当成为我国今后电网规划建设的一个基本原则。可以庆幸的是，煤电清洁化利用技术和我国铁路交通的发展，为煤电在受电端的建设提供了比过去更好的条件。