蒙定中 原電力部生產司教授級高工、國際大電網委員會CIGRE和美IEEE會員

2015年6月30日

前言

隨著電網規模的擴大和電源裝機容量的增加，電網短路電流水平必將不斷增長；國網公司宣傳發展交流特高壓可以解決，實際上在華東超高壓電網蓋上交流特高壓網證明只能增大短路電流。隨著電源/負荷的增大，短路電流必將增加，最有效的可行辦法還是繼續貫徹《電力系統安全穩定導則》<分區>的規定，將現有的大區以直流隔離再適當分多個區，不僅解決短路電流超標，而且將原大區的長距離交流輸電改為中、短距離，又特別適應多回直流分別饋入不同的分區，更保證直流的安全運行。

一、南網再分區解決原龐大交流電網固有的不安全問題、包括短路

電流問題

在2013年7月能源局召開的南網<十二五>規劃審查會上匯報了<南方電網2013-2020年規劃研究報告>，結論為:“南方電網未來西電東送發展主要采用直流輸電技術。同時，<十二五>期以后不再對各省間電網的交流斷面加強。遠景南方電網將以省區電網為基礎，逐步分解為2～3個同步網格局”。南網分區的結論僅討論了一天就得到專家們一致認可，由能源局成文下達執行。南方電網公司決定不采用“交流特高壓”，采用直流分2～3個大區，現又研究將廣東采用直流分東西2個小區，徹底將原近2000公里的交流500kV線路的遠距離輸電有的改為直流輸電，有的改為中短距離運行，又避免了原不安全的交直流并列運行，特別徹底解決多回直流饋入廣東的安全和短路電流超標問題。

廣東以直流隔離分兩區后，一是500kV電網各處短路電流降低約5～15千安，保持為正常的40～55千安水平，既保持足夠的動態無功儲備，又不超標；還免去了將大多數斷路器由50千安更換為63千安的工程和費用，特別是GIS站更難以實行；更不需要裝設短路電流限制器、串聯電抗、高阻抗的升/降壓變壓器等設備，如已裝設有的反而對運行起負作用。同時適應今后更多的新建核電和燃氣機組等可靠投入運行。

直流分區有三種方法，第一種是應用直流背靠背分區，我國早已應用的［西北－華中］［東北－華北］和［中－俄］黑河背靠背運行可靠，具備良好分區功能。另一是華中-南網和華中-華東是以直流輸電朕系兩個分區。前幾年本人研究采用直流逆變站在受電同時，也可實現分區的目的。因為這樣可以節省了背靠背工程投資，起到分區隔離作用，但達不到背靠背可以完全靈活互傳電力的功能，對這樣的直流受電逆變站則可按需要設置不同的容量分別送給兩分區，而兩分區互傳電力的功能不像背靠背那么靈活，因此可以從實際的技術經濟條件決定是否采用。

廣東應用直流再分兩個小區，其中方案一設三個直流背靠背站，投資約30億元；方案二因運用直流逆變站兼任分區功能，祗增裝一個直流背靠背站，投資祗約10億元，都可徹底解決短路電流超標問題。

二、華東用直流再分四個分區建議，既確保安全又能控制短路電流增長

就在2013年5月上海《華東四省一市國民經濟及電力發展規劃研討會》上，蒙定中針對國網公司〈華東交流特高壓聯網>，已提出了華東分區的設想。

根據國網公司2012年12月和2013年5月《華東“十二五”電網發展規劃》三個報告，從2015/2020年華東各省市負荷需要和電源規劃證明，將來各個省市、包括安徽省都缺電，怎樣解決呢？一是繼續靠遠方直流輸電，二是在各城鎮負荷中心附近建新電源，各自作到電源/負荷基本平衡，互相之間不需要大規模輸電，現有500kV電網已滿足要求，根本不需要交流特高壓聯網。為了解決由於增設發電機組必然出現短路電流超標問題和保證更多直流饋入的安全問題，最經濟有效和安全可靠的辦法，還是貫徹《穩定導則》釆用直流將華東電網(隔離)異步互聯分為四個分區。各區事故互不影響，更不可能同時發生失穩/電壓崩潰/頻率崩潰任何瓦解事故。

華東電網應怎樣發展？按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，祗是短時不必要的從煤電倒流的安徽輸出祗占全網2.2%的電力，嚴重浪費。如將來用直流分四大區，各區電源負荷基本平衡，區間潮流不大，原有500kV電網已足夠應用，建成的交流特高壓設施無電可送，甚至違反導則〈分區〉功能，祗能作廢了。分區后徹底解決短路電流超標問問題，50千安斷路器（特別是GIS）不再需要更換為63千安了，每區都保持40～50千安的安全水平，主要目的是在事故時為電網提供相當緊急無功儲備，特別適合直流受電需要。分區后不希望短路電流過低，所以不應特意采購增大短路阻抗的50萬伏變壓器，串聯電抗器、短路電流限制器等，因為一旦分區，它們有的都起負作用、等於作廢了。

我國早已應用的［西北－華中］［東北－華北］和［中－俄］黑河背靠背運行可靠，具備良好分區功能。圖2按華東省市間2012年夏季高峰/2013年冬季高峰調潮流(來自國網報告)研究直流背靠背的位置和容量，隨著電源/負荷的發展，所有省市間潮流應有減無增，以選擇其容量。

圖2華東五省市間電力潮流和背靠背分區條件

(7個直流背靠背共775萬千瓦)

第二種是應用直流受電逆變站實行分區(圖3、4)

圖3用直流分區圖4直流逆變站分區接線

如接受溪洛渡直流遠距離輸電的浙江省武義逆變站，將來按浙江/福建所需電力分兩部分受電，即達到〈分區〉目的(現有的寧雙兩回500kV交流聯絡線適當改為背靠背運行)，因為將來兩省都缺電，不需多投資就可得到〈分區〉安全/經濟效果。將來用直流隔離分為四大〈分區〉的總投資不超過62億元，為華東交流特高壓聯網靜態投資(744億元)的十二分之一(8.3%)，不旦經濟且運行安全可靠，徹底解決短路電流超標問題。

三、結語

南方和華東500kV電網按《穩定導則》〈分區〉，才是徹底解決短路電流超標的有效辦法，再分區后，各區都保持40～50千安的安全水平；50千安斷路器（特別是GIS）不再需要更換為63千安了，原來為限制短路電流而裝設的電抗器、限流器、增大變壓器阻抗等都不再需要，如裝了有的對運行反而起負作用了。

2012-2013年國網公司關於華東電網發展的三個報告都提出罩上交流特高壓電網可以解決短路電流超標問題，實際上罩上交流特高壓網相當縮短500kV網各處間的電氣距離必將使其短路電流有增無減，國網完全是錯誤宣傳，實際上是怎樣降低呢？國網的報告還是要對500kV電網解環、分片才能解決。結果蓋上1000kV電網后為解決短路電流超標問題，靠羽毛球拍式的薄弱1000kV網架，將原有堅強的500kV電網解環、分片，嚴重降低運行可靠性，變電站所有變壓器可能分裂成單組運行，降低了主變壓器利用率，降低了運行經濟性。華東將來各區電源(包括直流饋入)/負荷基本平衡，根本不需要交流特高壓，采用直流再分四大分區，才徹底解決短路電流超標和多回直流安全饋入等所有安全問題，況且采用直流再分四大分區的投資祗為華東交流特高壓工程的十二分之一。