“十二五”以來(lái)，我國的特高壓建設在爭議中緩慢推進(jìn)，尤其是交流特高壓工程頗具爭議，隨著(zhù)國家電網(wǎng)在2012年上馬“四交三直”特高壓工程的風(fēng)聲漸進(jìn)，再一次將交流特高壓推上風(fēng)口浪尖。在這新的領(lǐng)域，我們沒(méi)有參照可尋，只有摸索中前進(jìn)。然而國外特高壓建設的發(fā)展進(jìn)程，會(huì )是一面鏡子，我們需要從中吸取教訓。

國外發(fā)展特高壓的歷史演變

上世記為了發(fā)展“交流特高壓輸電”，美國曾經(jīng)設三處試驗基地進(jìn)行研究，意大利更建成試驗線(xiàn)路研究,結果認為難保安全又極不經(jīng)濟,美歐決定永不采用。

前蘇聯(lián)為實(shí)現交流120萬(wàn)伏的長(cháng)距離(1905公里)輸電，從1972年起步，在1985～1994的9年運行中,由于過(guò)電壓?jiǎn)?wèn)題嚴重,不得不在線(xiàn)路上裝設100%補償的并聯(lián)電抗器,結果最多只能送160萬(wàn)千瓦。實(shí)踐證明，前蘇聯(lián)經(jīng)歷22年也不能解決其技術(shù)風(fēng)險,加上送電能力差，既不安全，又極度浪費投資,不得不永遠降壓50萬(wàn)伏運行。

日本東京電力在1992～1999年建成交流100萬(wàn)伏線(xiàn)路共426公里,但未建變電站,只能50萬(wàn)伏運行。國網(wǎng)公司在2005年北戴河“特高壓輸電技術(shù)研討會(huì )”稱(chēng)“根據東京電力的預測,2010年期間南巖木特高壓干線(xiàn)有必要升壓運行”。2007年底“國際大電網(wǎng)委員會(huì )”在日本大阪召開(kāi)會(huì )議，作為會(huì )員的蒙定中報告了中國防止大停電經(jīng)驗和“交流特高壓”問(wèn)題后，東京電力對此問(wèn)題的回答是“接受了教訓，永遠不再升壓了”。

為了實(shí)現遠距離輸電，美歐俄日在研究“交流特高壓”同時(shí),也研究“直流輸電”, 由于成功地應用可控硅代替了水銀整流器, 實(shí)現了既安全又經(jīng)濟的遠距離輸電的目的,自然就淘汰了“交流特高壓”。

以上就是上世紀至今，國外發(fā)展“交流特高壓”歷史的演變過(guò)程。

2005年，聯(lián)合國經(jīng)濟社會(huì )部在紐約發(fā)表的報告已有明確的定論“交流120萬(wàn)伏曾在俄羅斯的西伯利亞長(cháng)線(xiàn)路使用，無(wú)論如何，超出100萬(wàn)伏時(shí)，能承受如此高電壓的實(shí)際難度、設備和絕緣的代價(jià)，都過(guò)高而難以采用”。聯(lián)合國文件所指包括兩個(gè)風(fēng)險：一個(gè)是技術(shù)難度風(fēng)險，另一個(gè)是經(jīng)濟代價(jià)風(fēng)險，這是世界上從技術(shù)經(jīng)濟上判別交流特高壓失敗的結論。

聯(lián)合國文件同時(shí)指出：“長(cháng)距離輸電應采用直流。與交流比較，超出600公里都是直流輸電的經(jīng)濟距離，而且直流輸電比較安全、可靠”。聯(lián)合國文件還指出“不同交流電網(wǎng)通過(guò)直流聯(lián)網(wǎng)，可以避免同步網(wǎng)本身運行出現的很多技術(shù)問(wèn)題”。又引證2003年美加大停電事故,“任一處故障都影響整個(gè)交流同步網(wǎng), 同步網(wǎng)愈大, 線(xiàn)路愈長(cháng), 電壓崩潰和穩定破壞愈嚴重, 更易連鎖反應造成整個(gè)電網(wǎng)大停電”。

美國在經(jīng)歷多次重大停電事故后，開(kāi)始從電網(wǎng)結構上研究怎樣保證電網(wǎng)的安全問(wèn)題。2003年，美國能源部?jì)纱握匍_(kāi)“國家電網(wǎng)發(fā)展預想會(huì )議”,研究了美國電網(wǎng)〈Grid 2030〉年預想計劃,主要是建立由東岸到西岸,北到加拿大,南到墨西哥的跨越全國的主要采用超導體技術(shù)和直流輸電骨干網(wǎng)架，特別是對東、西各個(gè)特大網(wǎng)區，采用直流隔離變成更多的“分區”,縮小每區的范圍,而且認為現有超高壓已滿(mǎn)足發(fā)展需要,不需要交流特高壓。2008年美國電科院曾研究了美歐重大停電，建議將美國東部特大網(wǎng)區應用直流隔離分為四個(gè)交流“分區”,同時(shí)也適用于美國西部網(wǎng)區和西歐。這可以說(shuō)是在電網(wǎng)結構上解決重大停電的又一重要策略。然而這僅是研究，至今也沒(méi)有實(shí)現改造;因此現在美、歐電網(wǎng)結構仍然存在重大停電事故隱患。

2005年，歐盟成立歐洲智能電網(wǎng)技術(shù)平臺,2006年發(fā)表了“歐洲電網(wǎng)的未來(lái)展望和策略”提出，歐洲2020年和將來(lái)主要運用直流輸電，根本不再考慮提高現有的交流40萬(wàn)伏電壓, 更不用經(jīng)歷失敗的交流特高壓了。

30年來(lái)我國電網(wǎng)的安全經(jīng)歷

自1981年的30年來(lái)，我國按《導則》建立了“分層”、“分區”、“分散外接電源”的“三分”電網(wǎng)結構,主要運用“直流”隔離建立了六大“分區”電網(wǎng),從而通過(guò)建立合理的電網(wǎng)結構，完全防止了重大停電事故。

中國電網(wǎng)的安全經(jīng)歷曾多次在國際會(huì )議介紹，在1988年巴黎國際大電網(wǎng)(CIGRE)會(huì )議發(fā)言后，世界聞名的美國Dr.chares Concordia立即以書(shū)面(見(jiàn)附件)表達這“中國經(jīng)驗”是用簡(jiǎn)單方法解決了復雜問(wèn)題,并即時(shí)邀請參加CIGRE38.03“電力系統可靠性分析”工作組。針對2003年美加重大停電，在2004年巴黎CIGRE會(huì )議的不同大會(huì )作了5次發(fā)言。在2004年紐約的美IEEE電網(wǎng)會(huì )議發(fā)言后,北美電力可靠性委員會(huì )(NERC)工程總監專(zhuān)門(mén)來(lái)訪(fǎng),曾建議北美采用中國《導則》規定的三道防線(xiàn),可避免大停電。2007年CIGRE主持在日本大阪召開(kāi)的電網(wǎng)發(fā)展會(huì )議,曾將防止大停電的“中國經(jīng)驗”和“三華交流特高壓聯(lián)網(wǎng)”問(wèn)題作了大會(huì )報告。

2006年7月1日華中電網(wǎng)事故，是由于未按《導則》的“分層”規定解除“電磁環(huán)網(wǎng)”造成的。兩回50萬(wàn)伏線(xiàn)路輸送的178萬(wàn)千瓦負荷，在跳閘后全部經(jīng)“電磁環(huán)網(wǎng)”轉移到多回22萬(wàn)伏線(xiàn)路，造成華中全網(wǎng)失穩振蕩。這次是我國歷史上最嚴重的電網(wǎng)停電事故，損失380萬(wàn)千瓦負荷，但仍不到世界重大(≥800萬(wàn)千瓦)停電的一半。事故之所以未能波及華東,華南, 西北網(wǎng)區，正是因為區間都用直流聯(lián)網(wǎng)，再次證明我國分區電網(wǎng)結構的科學(xué)合理性。

預想我國將來(lái)有的大區按《導則》還宜再“分區”, 既可以滿(mǎn)足發(fā)展需要，又利于解決短路電流過(guò)大等一系列問(wèn)題,將會(huì )更為安全可靠。同時(shí)繼續發(fā)揮直流輸電的作用，一是用作直流聯(lián)網(wǎng), 二是遠距離輸電。這是最安全又經(jīng)濟的辦法。

避免重蹈國外重大停電事故的覆轍

有史以來(lái)，世界共發(fā)生了23次電網(wǎng)重大(≥800萬(wàn)千瓦)停電。除日本外，北美、歐、巴西等發(fā)生的21次重大停電的關(guān)鍵是電網(wǎng)結構問(wèn)題造成。慘痛的教訓一再證明：一個(gè)國家或地域的電網(wǎng)結構由于未采用直流分區(或分區不足)使得交流區域過(guò)大，更難以分散外接電源構成點(diǎn)對網(wǎng)的分區結構，結果在龐大、不可控的自由聯(lián)網(wǎng)結構上一旦故障跳閘，即自然造成負荷轉移，不斷的連鎖跳閘，直到重負荷轉移到高阻抗的回路上，系統失穩，就必然會(huì )波及全網(wǎng)而造成重大停電。