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特高壓交直流激辯再掀新高潮

發布:2017-06-26 點擊數:404

在特高壓尚未問世前,交流與直流便已經“開戰”。

百年前,特斯拉繼愛迪生發明直流電(DC)后不久,發明了交流電(AC),并制造出世界上第一臺交流發電機,創立了多相電力傳輸技術。在這之后,兩位19世紀和20世紀的天才而多產的發明家之間展開了影響至今的“電流大戰”。

百年后的今天,我國為特高壓輸電交直流問題展開論證、各抒己見。

在4月2日,2014電力規劃發展論壇在京召開。會上,國家電網相關負責人并未回避近期爭議不斷的特高壓線路建設問題,而是披露了“五縱五橫”27條特高壓線路的最新規劃進展。

而與此同時,從3月份兩會期間到現在,關于特高壓交直流高壓線路建設與否的爭辯愈發激烈,主流電視臺、報刊、網站等傳統媒體,甚至包括微博、微信等自媒體都加入到了特高壓交流的存廢與否、安全性能等問題的“激辯”之中,無論老一輩還是新一代的電力人,都將自身觀點明明白白的表達了出來。

雙方你來我往,圍繞交直流特高壓辯的不可開交。

焦點一:特高壓能治霧霾嗎?

支持方:治理霧霾需要特高壓解決以煤代電和運輸清潔能源

劉振亞:發展特高壓電網破解霧霾困局

治理霧霾,根本出路是能源發展轉方式、調結構。重點是降低煤炭消費比重,大力發展清潔能源,優化電源結構和布局。

發展特高壓電網,促進清潔能源發展。我國清潔能源資源豐富,水能可開發資源6億千瓦左右;風能、太陽能可開發資源分別超過25億、27億千瓦,相當于18億千瓦常規火電。如果全部有效開發這些清潔能源,將顯著改善我國能源結構。

長遠看,依托特高壓電網,形成以清潔能源為主、電為中心的能源開發利用格局,將從根本上緩解我國大氣污染問題。

白建華:特高壓是治理環境污染的牛鼻子

未來通過跨區送電,特別是特高壓電網,把煤電基地大規模建設的高效的、低排放的煤電輸送到東中部地區,實現終端用能的“以電代煤”,將是特高壓電網調整能源結構的重要內容。從一次能源平衡的角度講,大力推進清潔及可再生能源發展,近中期減緩煤炭增長速度;遠期逐步替代煤炭,實現真正意義上的“以電代煤”。

蔣莉萍:特高壓、智能電網推動清潔能源發展

國家治理環境污染,要求電力受端地區減少燃煤,并加大終端利用的電能比例。這就意味著,受端地區區內供電能力將有所減弱,而用電量反而增大,這就需要更堅強、更智能的電力系統,實現跨區送電。我國能源資源逆向分布,決定了跨區電力輸送不可避免,特高壓技術為提升電網大范圍資源優化配置能力、發揮電力系統在現代能源供應體系中的作用,提供了解決策略。

反對方:霧霾治理缺乏科學依據,只是發展特高壓的借口

曾德文:交流特高壓治霧霾缺乏科學依據

根據試驗工程建設的實例及其已經開展的大量后續工程前期研究工作成果,從輸電能力、經濟性、安全性等諸方面分析,交流特高壓輸電不是“大容量、高效率、遠距離”的輸電方式,近、中長距離不如超高壓交流(500千伏)和超高壓直流(±500千伏或±660千伏),遠距離不如特高壓直流,在技術經濟上完全沒有競爭力;作為特高壓電壓等級,交流特高壓工程的輸電能力很低、經濟性非常差,采用交流特高壓構建的“三華”同步電網更存在嚴重安全高危風險隱患。因此,建設交流特高壓工程的輸電通道方案是不可取的。

于華鵬:不要借治霾發展特高壓和核電

無論是特高壓,還是內陸核電,與治理霧霾有何關系?前者給出的關聯是遠距離特高壓可以通過“遠方輸電”來減少東、中部地區的火電廠布局,以減少污染排放;而后者給出的關聯是可以改善和控制煤炭消費總量,而且不存在安全問題。以此來看,兩者與驅霾確有聯系。不過,還有幾點值得商榷。特高壓方面,遠距離輸電只是將污染從A地轉到B地,從總量看污染沒有實質改變。另外,特高壓交流的線損網損一直備受爭議,如果電損過大,是否得不償失?

焦點二:特高壓真的兼備安全性與經濟性嗎?

支持方:特高壓經濟又安全

薛禹勝:特高壓是又經濟又安全的輸電方式

隨著科技水平的提高,我們在享受高科技帶來的好處的同時,風險也都是存在的。當年,從220千伏電壓等級的電網升到500千伏電壓等級電網的過程中,我們就擔心電網互聯的范圍增大了以后,供電可靠性到底是提高了還是降低了。事實證明,我們的擔心是不必要的。

國內第一條特高壓交流試驗示范工程(晉東南-荊門交流特高壓)順利投運后,設備在耐受高電壓的能力上,在對環境污染、聲音污染、電磁波污染的控制上都比我們想象的要好。從這個角度來說,技術上落后或者技術上難以攻克都被實踐證明是不存在的。

從理論上來說,1000千伏的特高壓線路每千米造價是500千伏線路的2.8倍,而輸送能力是500千伏線路的4倍。這樣來算,建設特高壓是節約了電力輸送費用,而不是增加了。如果從長遠來看,特高壓的應用并不會帶來經濟支出上的增加,它是又經濟又安全的輸電方式。

反對方:千伏交流特高壓性價比低、危險、易造成全國停電

丁道齊:千伏交流特高壓安全風險最高

1000千伏交流特高壓是安全風險最高的。將1000千伏交流特高壓輸電能力和輸電距離吹捧為500千伏交流超高壓輸電的4~5倍是違背電力系統基本原理的胡言亂語。

如果將晉東南-荊門交流特高壓線路降為500千伏電壓運行,同樣送、受端系統條件下,同樣距離的超高壓線路最大輸電能力PlS為108萬千瓦;這就是說,1000千伏特高壓的輸電容量僅為超高壓500千伏運行時的2.13倍,而不是4~5倍。

正在積極推行中的“三華”特高壓聯網,以及特高壓交流聯網帶來難以解決的電磁環網問題,實質上都會將中國原來安全可靠的直流(個別弱交流聯網)聯網的分區分層結構變成一個分區不清、難以分層、電力通過電網對電網傳送,負荷任意轉移的不安全、不經濟、不環保的龐大的、更加復雜的交流同步電網結構,這樣的電網結構危害深遠。

蒙定中:交流特高壓必將導致停電災害且是經濟浪費

上世紀世界研究和實踐交流特高壓輸電技術失敗了,而直流輸電技術取得了成功;有史以來世界上90%的重大停電(每次損失>800萬千瓦)都發生在龐大又自由相聯的交流電網結構中;我國(除臺灣一次外)為什么從來沒有發生重大停電?

20多年前,在李鵬同志親自主持下,我國按照分層分區原則建立了六大區域的分區電網,分區的主要理念是避免發展成為一個全國交流強聯電網,這樣可以避免一個大區事故影響相鄰大區。2006年7月1日華中電網事故造成了失穩振蕩,波及華中全網,由于西北、華東、華南對華中都是直流穩控聯網的分區結構,所以都不受到事故波及影響。這恰恰再次證明直流穩控聯網的分區原則,完全保證任一大區事故不會影響其他大區。但全國交流1000千伏聯網就打破這個原則,任一事故都會波及全國、造成全國性大停電的高風險。

所以,交流特高壓無論是從技術層面還是從安全層面都毫無必要,甚至還有可能使我國電網發生重大停電事故。而且南網證明采用交流特高壓在經濟上也嚴重浪費,總投資3067億,而直流方案只為1968億,所以再次否定交流特高壓的采用。

焦點三:發展特高壓有必要嗎?

支持方:時代發展,大勢所趨

張國寶:中國發展高效的特高壓電網非常必要

對于特高壓建設的問題不能論而不決,這將會將會延誤清潔能源的建設。目前我國清潔能源總量并不多,棄風限電、棄水棄光等問題的出現,主要是送出的問題不能滿足需要。

在中國成為世界第一大裝機容量國家后,在中國發展高效的特高壓電網是非常必要的。就我個人觀點來講,我支持在中國發展特高壓電網。

我們現在的電力難道只有直流、只有交流嗎?為什么直流和交流都能運轉,因為電網的特性,不是光是直流就可以解決電網所需要的一切,包括在直流進入雙極閉鎖的時候如何進行有功和無功的補償,都需要交流來完成。

楊海濤:發展特高壓是必然

隨著國內外經濟情況和能源供應以及我國電網自身情況的巨大變化,面對電網發展面臨的一些列突出問題,不能諱疾忌醫,更不能形而上學、刻舟求劍。如果電網繼續停留在500千伏水平上,而片面強調特高壓直流的作用,必將帶來一系列問題。具體講,我國大電網進一步發展需要解決如下問題:

1、我國電網過去比較被動地跟隨著電源的建設而發展,結果導致我國跨區之間大容量輸電網絡規模過小,輸電能力不足。

2、現有500千伏電網輸送能力不能滿足大范圍電力資源優化配置和電力市場的要求。

3、電力密集地區電網短路電流控制困難,例如2020年華東電網部分500千伏母線短路電流水平將超過斷路器最大遮斷電流能力。

4、長鏈型電網結構動態穩定問題突出,在東北、華北、華中電網500千伏交流聯網,結構比較薄弱,存在低頻振蕩,動態穩定問題比較突出。

5、受端電網存在多直流集中落點和電壓穩定問題,如果西電東送華東電網全部采用直流輸電方式,落點華東電網的直流換流站將超過10個,受端系統在嚴重短路故障的情況下,系統因故障發生連鎖反應的風險較大。

建設特高壓交流輸電網絡能夠較好地解決上述問題。針對我國能源流通量大、輸送距離遠的具體國情,應建立強大的特高壓交流輸電網絡作為能源傳輸的新途徑。

反對方:數據理論,相輔相成

丁功揚:我們為什么反對交流特高壓

世界各國的實踐雄辯地證明,由于直流輸電技術的突破性創新和發展,當下的1000千伏交流特高壓已經淪為被美國等發達國家所棄用的落后技術。在我國推廣應用交流特高壓,既談不上世界先進,更不是世界首創,毫無任何“引領”作用。

1、在500千伏網架上覆蓋一層1000千伏網架,破壞了原有電網結構,威脅電網安全。目前,我國電網經過30~40年的建設和完善,基本形成了以省為實體的東北、華北、華中、華東、西北和南方等六大區域電網,除西北電網最高電壓為750千伏外,其它區域電網的最高電壓均為500千伏。

2、缺乏電源支撐,難于形成1000千伏交流特高壓網架。交流1000千伏電網必需有相當規模的電廠接入支撐,否則電壓不能在潮流變動時維持造成安全隱患,只能降低功率運行使工程造價沒有競爭力。

3、1000千伏交流特高壓變電站的造價過高,增加布點很困難,容易造成變電站的規模過大、過于集中,一旦變電站故障停運,電網有可能崩潰瓦解。而且不可避免與超高壓電網形成高低壓電磁環網,造成電網安全的大忌隱患。

1000千伏交流輸電技術在長距離領域被直流輸電技術所淘汰,在短距離領域被500千伏交流輸電技術所淘汰。受端1000千伏網架電壓過高,“不接地氣”,無相應電源接入和支撐,同時又增加網內短路電流,難于解決事故狀態下無功補償問題,其所形成的電磁環網為電網運行帶來巨大隱患。加之1000千伏輸電投資大,經濟效益極差,已投產項目的業績乏善可陳。因此,中國1000千伏交流特高壓完全是人造的“政績工程”,是21世紀電力行業最大的泡沫。

蒙定中:華東不需要建交流特高壓電網

國網公司規劃就要浪費740億元投資、覆蓋一個交流特高壓電網,只是短時不必要的從煤電倒流的安徽輸出只占全網2.2%的電力,嚴重浪費。如將來隨電源、短路電流增大而需要用直流分四大區,各區電源負荷基本平衡,區間潮流不大,原有500千伏電網已足夠應用,建成的交流特高壓設施無電可送,只能作廢。

王仲鴻:別拿交流特高壓作政績秀

交流特高壓輸電要貴出一倍,而不是比超高壓輸電便宜,更可能因為差價過大被淘汰。六七百公里以下,采用交流超高壓輸電最經濟,輸電以遠采用直流輸電,而交流特高壓輸電至少要貴出一倍,沒有適用的經濟距離。

從世界遠距輸電工程的規律中來看,在幾十年前被蘇日建成棄用后,當今世界其他各地也沒有建設或準備建設交流特高壓工程。2013年,能源局領導進行了南方電網和內蒙電網規劃論證會,全體與會專家(包括國網方專家)一致否定了交流特高壓方案,而優選了便宜一半的超高壓配合直流輸電的方案,分別節約1000億元和500億元。

專家介紹(排名無先后)

劉振亞:國家電網公司董事長、黨組書記。

白建華:高級工程師,中國可再生能源學會可再生能源發電并網專委會秘書長,現任國網能源研究院副總經濟師。

蔣莉萍:國網能源研究院副院長,中國電力企業聯合會標準化中心電力行業環境保護標準化技術委員會委員,中國能源研究會能源系統工程專業委員會委員,中國電力企業聯合會環保與資源節約專家庫專家。

曾德文:國家能源局“十二五”電網規劃專家組成員。

于華鵬:資深媒體人,主要研究方向能源、環保、文化、廣電和家電。

薛禹勝:中國工程院院士,國網電力科學研究院名譽院長,穩定性理論及電力系統自動化專家。

丁道齊:教授級高級工程師,中國電機工程學會會士,原國家電力調度通信中心副主任、國電通信中心主任。

蒙定中:原電力部生產司教授級高工、現任國際大電網CIGRE和美IEEE會員。

張國寶:原國家發改委副主任、國家能源局局長、現任國家能源委專家咨詢委員會主任。

楊海濤:中國電力科學研究院教授級高級工程師。

丁功揚:原電力規劃總院規劃處長、國家電網建設公司顧問

王仲鴻:清華大學機電系教授、研究員。


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揚州市慶源電氣成套設備有限公司于2000年落戶在大儀工業園區,總投資 8000  萬元,共占地53336㎡,現有建筑面積近28000㎡,是一家專業從事高低壓電氣殼體、成套生產的公司。2013年實現產值9500萬元。  

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