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(shè)三處試驗基地進行研究，意大利更建成試驗線路研究,結(jié)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)為實現(xiàn)交流120萬伏的長距離(1905公里)輸電，從1972年起步，在1985～1994的9年運行中,由于過電壓問題嚴重,不得不在線路上裝設(shè)100%補償?shù)牟⒙?lián)電抗器,結(jié)果最多只能送160萬千瓦。實踐證明，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50萬伏運行。
日本東京電力在1992～1999年建成交流100萬伏線路共426公里,但未建變電站,只能50萬伏運行。國網(wǎng)公司在2005年北戴河“特高壓輸電技術(shù)研討會”稱“根據(jù)東京電力的預(yù)測,2010年期間南巖木特高壓干線有必要升壓運行”。2007年底“國際大電網(wǎng)委員會”在日本大阪召開會議，作為會員的蒙定中報告了中國防止大停電經(jīng)驗和“交流特高壓”問題后，東京電力對此問題的回答是“接受了教訓(xùn)，永遠不再升壓了”。
為了實現(xiàn)遠距離輸電，美歐俄日在研究“交流特高壓”同時,也研究“直流輸電”, 由于成功地應(yīng)用可控硅代替了水銀整流器, 實現(xiàn)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”歷史的演變過程。
2005年，聯(lián)合國經(jīng)濟社會部在紐約發(fā)表的報告已有明確的定論“交流120萬伏曾在俄羅斯的西伯利亞長線路使用，無論如何，超出100萬伏時，能承受如此高電壓的實際難度、設(shè)備和絕緣的代價，都過高而難以采用”。聯(lián)合國文件所指包括兩個風(fēng)險：一個是技術(shù)難度風(fēng)險，另一個是經(jīng)濟代價風(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(jié)論。
聯(lián)合國文件同時指出：“長距離輸電應(yīng)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)通過直流聯(lián)網(wǎng)，可以避免同步網(wǎng)本身運行出現(xiàn)的很多技術(shù)問題”。又引證2003年美加大停電事故,“任一處故障都影響整個交流同步網(wǎng), 同步網(wǎng)愈大, 線路愈長, 電壓崩潰和穩(wěn)定破壞愈嚴重, 更易連鎖反應(yīng)造成整個電網(wǎng)大停電”。
美國在經(jīng)歷多次重大停電事故后，開始從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上研究怎樣保證電網(wǎng)的安全問題。2003年，美國能源部兩次召開“國家電網(wǎng)發(fā)展預(yù)想會議”,研究了美國電網(wǎng)〈Grid 2030〉年預(yù)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(dǎo)體技術(shù)和直流輸電骨干網(wǎng)架，特別是對東、西各個特大網(wǎng)區(qū)，采用直流隔離變成更多的“分區(qū)”,縮小每區(qū)的范圍,而且認為現(xiàn)有超高壓已滿足發(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(qū)應(yīng)用直流隔離分為四個交流“分區(qū)”,同時也適用于美國西部網(wǎng)區(qū)和西歐。這可以說是在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上解決重大停電的又一重要策略。然而這僅是研究，至今也沒有實現(xiàn)改造;因此現(xiàn)在美、歐電網(wǎng)結(jié)構(gòu)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)的未來展望和策略”提出，歐洲2020年和將來主要運用直流輸電，根本不再考慮提高現(xiàn)有的交流40萬伏電壓, 更不用經(jīng)歷失敗的交流特高壓了。
30年來我國電網(wǎng)的安全經(jīng)歷
自1981年的30年來，我國按《導(dǎo)則》建立了“分層”、“分區(qū)”、“分散外接電源”的“三分”電網(wǎng)結(jié)構(gòu),主要運用“直流”隔離建立了六大“分區(qū)”電網(wǎng),從而通過建立合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，完全防止了重大停電事故。
中國電網(wǎng)的安全經(jīng)歷曾多次在國際會議介紹，在1988年巴黎國際大電網(wǎng)(CIGRE)會議發(fā)言后，世界聞名的美國Dr.chares Concordia立即以書面(見附件)表達這“中國經(jīng)驗”是用簡單方法解決了復(fù)雜問題,并即時邀請參加CIGRE38.03“電力系統(tǒng)可靠性分析”工作組。針對2003年美加重大停電，在2004年巴黎CIGRE會議的不同大會作了5次發(fā)言。在2004年紐約的美IEEE電網(wǎng)會議發(fā)言后,北美電力可靠性委員會(NERC)工程總監(jiān)專門來訪,曾建議北美采用中國《導(dǎo)則》規(guī)定的三道防線,可避免大停電。2007年CIGRE主持在日本大阪召開的電網(wǎng)發(fā)展會議,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)”問題作了大會報告。
2006年7月1日華中電網(wǎng)事故，是由于未按《導(dǎo)則》的“分層”規(guī)定解除“電磁環(huán)網(wǎng)”造成的。兩回50萬伏線路輸送的178萬千瓦負荷，在跳閘后全部經(jīng)“電磁環(huán)網(wǎng)”轉(zhuǎn)移到多回22萬伏線路，造成華中全網(wǎng)失穩(wěn)振蕩。這次是我國歷史上最嚴重的電網(wǎng)停電事故，損失380萬千瓦負荷，但仍不到世界重大(≥800萬千瓦)停電的一半。事故之所以未能波及華東,華南, 西北網(wǎng)區(qū)，正是因為區(qū)間都用直流聯(lián)網(wǎng)，再次證明我國分區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理性。
預(yù)想我國將來有的大區(qū)按《導(dǎo)則》還宜再“分區(qū)”, 既可以滿足發(fā)展需要，又利于解決短路電流過大等一系列問題,將會更為安全可靠。同時繼續(xù)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，世界共發(fā)生了23次電網(wǎng)重大(≥800萬千瓦)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(jié)構(gòu)問題造成。慘痛的教訓(xùn)一再證明：一個國家或地域的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)由于未采用直流分區(qū)(或分區(qū)不足)使得交流區(qū)域過大，更難以分散外接電源構(gòu)成點對網(wǎng)的分區(qū)結(jié)構(gòu)，結(jié)果在龐大、不可控的自由聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)上一旦故障跳閘，即自然造成負荷轉(zhuǎn)移，不斷的連鎖跳閘，直到重負荷轉(zhuǎn)移到高阻抗的回路上，系統(tǒng)失穩(wěn)，就必然會波及全網(wǎng)而造成重大停電。
