华东不需要建交流特高压电网

2014年03月28日 17:07  作者:蒙定中  (0)+1

  文/新浪财经专栏作家  蒙定中

  国网公司规划就要浪费740亿元投资、覆盖一个交流特高压电网,只是短时不必要的从煤电倒流的安徽输出只占全网2.2%的电力,严重浪费。如将来随电源、短路电流增大而需要用直流分四大区,各区电源负荷基本平衡,区间潮流不大,原有500kV电网已足够应用,建成的交流特高压设施无电可送,只能作废。【专栏讨论:特高压到底该不该上

按《稳定导则》采用直流将“华东分四大区域电网”的设想按《稳定导则》采用直流将“华东分四大区域电网”的设想

  根据国网公司2012年12月和2013年5月《华东“十二五”电网发展规划》等三个报告,从2015/2020年华东各省市负荷需要和电源规划证明,将来各个省市、包括安徽省都缺电,怎样解决呢?

  一是继续靠远方直流输电,二是在各城镇负荷中心附近建新电源,各自作到电源/负荷基本平衡,互相之间不需要大规模输电,现有500kV电网已满足要求,根本不需要交流特高压联网。

  为了解决由于增设发电机组必然出现短路电流超标问题和保证更多直流馈入的安全问题,最经济有效和安全可靠的办法,还是贯彻《稳定导则》,按今后实际需要,釆用直流逐步将华东电网(隔离)异步互联分为四个分区。各区事故互不影响,更不可能同时发生失稳/电压崩溃/瓦解事故。

  以国网公司三个报告中的负荷和电源规划为基础,怎样规划电网呢?下表列出一是继续靠远方直流输电,二是在各城镇负荷中心附近建新电源,完全可以作到各省市电源/负荷基本平衡,确定华东分为四个区域电网的可行性和必要性。

表一表一

  华东电网应怎样发展?按国网公司规划就要浪费740亿元投资、覆盖一个交流特高压电网,只是短时不必要的从煤电倒流的安徽输出只占全网2.2%的电力,严重浪费。如将来随电源、短路电流增大而需要用直流分四大区,各区电源负荷基本平衡,区间潮流不大,原有500kV电网已足够应用,建成的交流特高压设施无电可送,甚至违反导则《分区》功能,只能作废了。

  建议继续认真贯彻《稳定导则》,既结合当前又从长远来合理解决电源/电网/负荷发展需求,使实际的长距离大容量输电只留靠直流线路,将来全部500kV交流线路,包括以直流分区后的区內和区间联络线都只是中短距离输电,这才是最可靠、有效、且最经济地解决全网的安全稳定问题。

  (1)分区的基本条件

  [a]以直流分区时,要考虑分区后,每区保持一定的短路电流水平(约50千安)主要目的是在事故时为电网提供相当紧急无功储备,特别适合直流受电需要。分区后不希望短路电流过低,所以不应特意采购增大短路阻抗的500KV变压器,串联电抗器、短路电流限制器等,因为一旦分区,它们有的都起负作用、等于作废了。

  [b]以直流分区时,要考虑分区后,一旦容量最大的一回直流闭锁停运,失去的电力被区内其他直流和分区背靠背支援的电力冲抵后,其值不应超过原供电的6%。考虑最大的1100万千瓦直流各1/2分别落于不同区,更可靠的满足上述要求。

表二表二

  按表2可见,将上海和浙江合为一个区才满足要求。因此,建议华东电网将浙江/上海、江苏、安徽、福建分四个区,提供研究。

  (2)怎样“分区”?

  [a]第一种是应用直流背靠背分区

  我国早已应用的“西北-华中”“东北-华北”和“中-俄”黑河背靠背运行可靠,具备良好分区功能。图1按华东省市间2012年夏季高峰/2013年冬季高峰调潮流(来自国网报告)研究直流背靠背的位置和容量,随着电源/负荷的发展,所有省市间潮流应有减无增,以选择其容量。

图一:华东五省市间电力潮流和背靠背分区条件(装设7个直流背靠背、容量共775万千瓦)图一:华东五省市间电力潮流和背靠背分区条件(装设7个直流背靠背、容量共775万千瓦)

  [b]第二种是应用直流受电逆变站实行分区(图2、3)

  如接受溪洛渡直流远距离输电的浙江省武义逆变站,将来按浙江/福建所需电力分两部分受电,即达到〈分区〉目的(现有的宁双两回500kV交流联络线适当时改为背靠背运行),因为将来两省都缺电,不需多投资就可得到〈分区〉安全/经济效果。

图二:用直流分区图二:用直流分区
图三:直流逆变站分区接线图三:直流逆变站分区接线

  将来用直流隔离分为四大〈分区〉的总投资不超过62亿元,约为华东交流特高压联网静态投资(744亿元)的十二分之一(8.3%),且运行安全可靠,又经济。

  将来华东以直流隔离分四大区后,直流分别馈入各区,任一区故障,只有在保护拒动和发生长时(和直流低电压保护的时间整定比较)的电压崩溃(和直流低电压保护的电压整定比较)时,在理论上才会使区内直流跳闸。但直流隔离的邻区不受电压崩溃影响,所以,直流分区后更能保证直流输电的安全。

  根据2010年华东500kV电网的短路电流计算:上海为51~56千安、江苏为47~63千安、浙江为47~62千安、安徽为53~58千安、福建为51~55千安水平。随电网的发展,短路电流是有增无減的,必须采取合理有效的措施彻底解决。

  将来华东500kV电网按《稳定导则》〈分四大区〉后,将可以彻底解决短路电流超标问题,各区都保持40~50千安的安全水平;50千安断路器不再需要更换为63千安了(上述经济比较尚未包括此投资)。原来为限制短路电流而装设的电抗器、限流器、增大变压器阻抗等都不再需要,如装了有的反而起负作用了。

  500kV电网上再罩上交流特高压必需有大量1000/500kV电磁环网才能送电,违反《稳定导则》〈分层〉,也必然帶来重大停电。华东电网的电压层为500/220/110/35/10(20)kV,110kV以下电网已完全实现〈分层〉,〈分四大区〉后更可使500/220kV电网由‘大部分’〈分层〉改进为‘完全’〈分层〉,将可以避免我国过去严重的电磁环网事故。

  将来分区以后,各区负荷中心组成500kV环网,向此环网输电的电源,不论是区内的电源或区外远方来的交/直流电源,都应按〈分散外接电源〉,俗称“点对网”的方式送电,完全避免了多点并列/环网送电会在故障时负荷转移而全停的危险;一旦故障跳闸,综合损失的电源不应超过受端的分区总负荷的6%,不致影响运行,这既是《稳定导则》规定,又是30多年来国内外事故经验教訓。

  (本文作者介绍:原电力部生产司教授级高工、现任国际大电网CIGRE和美IEEE会员。)

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文章关键词: 特高压蒙定中华东电网

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