蒙定中原電力部生產(chǎn)司教授級(jí)高工、國(guó)際大電網(wǎng)委員會(huì)CIGRE和美IEEE會(huì)員

2015年6月30日

前言

國(guó)網(wǎng)公司在宣傳交流特高壓全國(guó)聯(lián)網(wǎng)時(shí)，就稱(chēng)一回交流1000kV線路輸電能力為500kV線路的4～5倍(再按2012年劉振亞著[中國(guó)電力與能源]書(shū)第69頁(yè)核實(shí))，所以號(hào)稱(chēng)交流特高壓輸電節(jié)約投資又節(jié)省線路走廊。

從特高壓示范/起步工程表現(xiàn)它輸送能力還不到500kV線路的兩倍，而且它每段線不能長(zhǎng)(約為300公里)，必需靠500kV電網(wǎng)聯(lián)接支持才能多送電，構(gòu)成不安全的電磁環(huán)網(wǎng)。從基本原理上對(duì)同塔雙回的交流1000kV兩回線路和兩個(gè)同塔雙回緊揍型的4回500kV線路的600公里輸電計(jì)算分析，證實(shí)它輸送能力真不到500kV線路的兩倍，和500kV線路輸電相比，它極不安全，更極其浪費(fèi)。600公里以內(nèi)，采用交流500kV輸電既安全又經(jīng)濟(jì)；600公里以外，采用直流輸電最佳。由於交流特高壓在基本原理上存在致命弱點(diǎn)，全世界都沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。

一．交流特高壓與超高壓輸電

從交流特高壓實(shí)際工程和±800kV和同塔雙回±660kV直流輸電工程按同等輸電能力的單價(jià)比較為5.38/1.52=3.54倍；和±500kV直流輸電工程的單價(jià)比較為5.38/2.33=2.31倍。可見(jiàn)輸電距離愈長(zhǎng)，交流特高壓愈不經(jīng)濟(jì)。

三.交流特高壓的致命弱點(diǎn)難以解決

1.電壓?jiǎn)栴}

國(guó)網(wǎng)公司在宣傳交流特高壓的自然功率相當(dāng)500kV線路的5倍，就稱(chēng)一

回1000kV線路輸送容量相當(dāng)500kV線路的5倍。其實(shí)這在原理上恰恰是其

致命弱點(diǎn)之一。因?yàn)樗潆姽β蚀螅?fù)荷突變難以控制電壓，突降時(shí)將出現(xiàn)過(guò)電壓，事故中負(fù)荷轉(zhuǎn)移而突增時(shí)，將造成電壓崩潰/系統(tǒng)失穩(wěn)；不得不裝設(shè)100%（其中約20%在低壓）并聯(lián)電抗器去祗消充電功率，結(jié)果大大降低其輸電容量。

全世界過(guò)去只有前蘇聯(lián)交流1150kV特高壓線路運(yùn)行，它們用接近100%并聯(lián)電抗器抵消線路的充電功率，雖能限制過(guò)電壓，但不能多送，結(jié)果一回線只能送150萬(wàn)千瓦，相當(dāng)一條500kV線路輸電水平。

交流特高壓線路要多送，就不得不研究采用自動(dòng)可控高壓并聯(lián)電抗器，前蘇聯(lián)就未研究成功。線路滿載時(shí)可控高抗將自動(dòng)控為零，受端跳閘立刻出現(xiàn)工頻過(guò)電壓，300公里為1.43p.u.，600公里為2.18p.u.，還會(huì)引起危險(xiǎn)的操作過(guò)電壓，即使研究成功用可控高抗祗能延時(shí)增加電抗，難以保護(hù)規(guī)定工頻過(guò)電壓祗為1.3～1.4p.u.以及操作過(guò)電壓為1.7～1.8p.u.的交流特高壓設(shè)備安全。

國(guó)際大電網(wǎng)2007年10月變壓器會(huì)議指出，可控并聯(lián)電抗器因?yàn)橛胁粩噢D(zhuǎn)換動(dòng)作和諧波影響，其故障比一般變壓器又多又嚴(yán)重，如22年來(lái)南非765kV并聯(lián)電抗器38組運(yùn)行就損壞過(guò)20組。又如魁北克735kV電網(wǎng)的并聯(lián)電抗器就可控失敗，一旦可控失敗，當(dāng)可控的綜合電抗小於一定值，在單相重合閘單相斷開(kāi)或斷路器操作有單/兩相斷開(kāi)時(shí)，即發(fā)生極其危險(xiǎn)的工頻串聯(lián)諧振過(guò)電壓，高達(dá)額定值的20～36倍，危害嚴(yán)重。

2.輸送容量問(wèn)題

主要電源和負(fù)荷都在500kV網(wǎng)，應(yīng)用交流特高壓必須疊加1000/500kV的升/降壓變壓器，增大了聯(lián)系阻抗。計(jì)算證明，2回1000kV線輸電的靜態(tài)穩(wěn)定祗相當(dāng)於4回500kV；而暫態(tài)穩(wěn)定還不如4回500kV線輸電。

圖1可見(jiàn)，在無(wú)串補(bǔ)時(shí)，2回1000kV線才能輸送150～200萬(wàn)千瓦，而不得不要靠500kV電磁環(huán)網(wǎng)支持，結(jié)果才能輸送300～330萬(wàn)千瓦。所以，一回100萬(wàn)伏線路輸送容量不如兩回500kV線，能用上串補(bǔ)才接近。

三華交流1000kV線路輸送超2000公里，構(gòu)成所謂“五縱六橫”網(wǎng)架，實(shí)際上是故障時(shí)負(fù)荷自由轉(zhuǎn)移的不安全結(jié)構(gòu)，每回線輸送能力難以超過(guò)300萬(wàn)千瓦，永遠(yuǎn)達(dá)不到國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)的500萬(wàn)千瓦要求。

3.總投資問(wèn)題

由於交流特高壓輸送容量低，一回1000kV線路輸送容量最多等於兩回500kV線，按總投資計(jì)算前者為后者的2.6～2.8倍，兩者投資差162～188億元。

特別是有關(guān)部門(mén)違反世界公認(rèn)的交直流輸電技術(shù)經(jīng)濟(jì)決策，聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)

事務(wù)局2005年在紐約發(fā)表“國(guó)際電力聯(lián)網(wǎng)多方面要點(diǎn)頒布”文件指出，超出600公里都是直流輸電的經(jīng)濟(jì)距離，而且直流輸電比較安全、可靠。但目前輸電超出1000～2000公里都不用直流，而用交流特高壓，結(jié)果圖3比較兩者投資：輸送1300公里為3.3倍，所以交流特高壓輸電毫無(wú)實(shí)用價(jià)值。

四.交流特高壓的回顧和展望

上世記前蘇聯(lián)、日、美、意和巴西對(duì)交流特高壓曾作大量研究，主要目的是為了“長(zhǎng)距離輸電”，前蘇聯(lián)還共建1905公里1150kV在1985年投運(yùn)，最大輸送160萬(wàn)千瓦，因問(wèn)題多在1994年降500kV運(yùn)行。日本東京電力建426公里1000kV線路，但末建特高壓變電站，祗能降500kV運(yùn)行。

在此期間，世界上對(duì)直流輸電研究成功‘晶閘管’，代替了原有不實(shí)用的‘水銀整流器’，使直流輸電更為安全/經(jīng)濟(jì)適用於“長(zhǎng)距離輸電”，交流特高壓就沒(méi)有實(shí)用價(jià)值了。

聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)事務(wù)局2005年在紐約發(fā)表“國(guó)際電力聯(lián)網(wǎng)多方面要點(diǎn)頒

布”文件指出，提到交流1200kV曾在俄羅斯的西伯利亞長(zhǎng)線路使用，并指出：“達(dá)到交流百萬(wàn)伏以上，無(wú)論如何，能承受如此高電壓的實(shí)際難度和設(shè)備和絕緣的代價(jià)，都過(guò)高而難以采用”；聯(lián)合國(guó)文件所指包括兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)：一個(gè)是技術(shù)難度風(fēng)險(xiǎn)，另一個(gè)是經(jīng)濟(jì)代價(jià)風(fēng)險(xiǎn)。所以歐美俄日等將來(lái)都不考慮在現(xiàn)有交流電網(wǎng)上再疊加高一級(jí)電壓，更不考慮采用交流特高壓；而充分發(fā)揮直流輸電的作用。

國(guó)網(wǎng)公司用交流特高壓祗是為了全國(guó)聯(lián)網(wǎng)，在2005年北戴河會(huì)議上，更宣傳日本東京電力將在2010年升為交流特高壓運(yùn)行，在2007年底日本大阪的國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)中，東京電力回答根本不考慮升壓交流特高壓運(yùn)行。

現(xiàn)有交流500/750kV電壓完全可以滿足中國(guó)將來(lái)發(fā)展的需要，按上述論證，交流特高壓極不安全，極為浪費(fèi)投資和能源，根本沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。如果批準(zhǔn)交流特高壓工程走一步，國(guó)家經(jīng)濟(jì)必將損失一大步。特請(qǐng)國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)高度重視交流特高壓?jiǎn)栴}，應(yīng)按科學(xué)發(fā)展觀進(jìn)行民主討論，充分論證；并繼續(xù)貫徹30多年來(lái)對(duì)我國(guó)電網(wǎng)安全起重要作用的《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》，慎重決策，避免將來(lái)難以挽回的決策失誤而造成近萬(wàn)億元的國(guó)家損失。