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特高压输电在争论中前行

来源:能源杂志   更新时间:2018-11-09 13:35:14    

  不经意的预言

  改革开放初期,我在国家计划委员会机械电子局工作,当时中国刚把国门打开,正是技术装备的引进热潮。那时发达国家对我们的戒心也不像现在这么大,因为我们很多技术和人家差距很大,几乎每行每业都需要引进技术。其中,输变电线路技术也是引进的重点之一, 从变压器、开关到各种断路器、避雷器都引进,而且引进了不止一家的技术、装备,像变压器有ABB的,有西门子的,开关也有好多家, 有法国、日本等很多国家的。开始时遇到很多问题,像变压器漏油, 现在看起来很简单的问题,那时候很普遍。平顶山高压开关厂研发六 氟化硫开关,还发生过爆炸。

  那时全国电网不互联,东北、西北、华东、华中、南方几大区基 本互不相联,即便在这几大区里面,电网也不互联。当年华中电网和川渝电网是不相联的,后来建设了从三峡到万县的三万线,川渝和华中变成了同步电网就是靠三万线。比较偏远的少数民族地区就更分散了,像新疆就分了好多电网,互不相联,后来慢慢把南疆和北疆联起来,然后把乌鲁木齐和阿勒泰地区、伊犁地区联起来,这时新疆才有一个统一的电网。

  改革开放初期,两大瓶颈影响经济发展:一个是交通;一个是能源,拉闸限电是普遍现象,我们急着要把电搞上去。经济的快速发展对输变电线路提出了更高的要求,要把原来分散孤立的电网联成一个大的电网,这样可以相互补充调剂。但在当时,输变电线路的建设跟不上。当时流传一句话:“重发、轻供、不管用。”大家对发电很重视,建电厂积极性都很高,但对输变电重视不够,而对用户侧管得更少。所以当时发电增长很快,但输变电没有能够及时跟上。

  20世纪80年代,我国引进了电压等级为500千伏的输变电技术,在这之前,西北地区的最高电压等级是330千伏,多数地方是220千伏,再小就是110千伏。500千伏是改革开放后才开始引进建设的,第一条±500千伏直流输电线路是葛洲坝到上海的葛沪线,从葛洲坝往华东送电。那时我在国家计委也参与了这条线路的引进建设。因为这条线路是全套引进BBC公司(后与阿西亚公司合并成了ABB公司)的技术设备。

  到了后来,西北电网的电压等级要提高到750千伏,因为330千伏不够了。那时电力部还没有撤销,电力部科技司司长张晓鲁来找我说要上750千伏,我当时就说现在要上750千伏,将来又要上1000千伏了。

  如今,我国装机容量和发电量都迅速增加,现在一个华东电网的电量也比当年全国的大好几倍,不能同日而语,从量变到质变了。由于中国的能源资源分布非常不均衡,能源主要集中在西部和北部,东部和南部无论是水力资源,还是煤炭资源都相对缺乏。西部和北部的资源如何送到东部和南部去,这是我们国家始终面临的问题,这是中国国情决定的。同时,输电线路越来越多。输电通道也是宝贵的资源,要精打细算,尽量少占输电通道。为了保证今后的供电更加稳定、可靠、安全,我们应该选择输电容量更大,长距离送电线损小的输电技术。

  我为什么支持特高压

  说起特高压,现在对国家电网公司搞特高压有些非议,成了敏感话题,包括对我们这些支持搞特高压的人也有非议。其实,第一次把特高压技术写入国家文件的,不是国家发改委,而是国务院文件《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》(简称《纲要》)。

  为什么要搞这个规划?新中国成立后搞过一次科技发展规划,是在周恩来总理主持下搞的,大家认为那次规划对中国的科技发展起了很大作用,包括“两弹一星”等,都是在那时科技发展规划的指引下取得的成绩。所以到了新的历史阶段,我们要搞一个新的科技发展规划。这个《纲要》,据说是全国几万名科技工作者经过数年努力得到的共识,并提炼出来的。这其中就把特高压写进去了。

  《纲要》中对特高压的定义就是±800千伏直流和1000千伏交流,文件中把特高压列为国家要重点扶持的20项科技发展项目。严格意义上讲,无论是国家发改委也好,还是电力部门也好,都是《纲要》的执行者。所以后来有人争论直流还可以,但不应该搞交流。

  还有人说《纲要》里没有说电压等级是多少,没有指出来特高压。后来我翻了一下,里边是写清楚了的,直流是±800千伏,交流是1000千伏。应该说我们这些部门和企业都是贯彻科技中长期规划。假如说不应该搞特高压,那也只能说是那个文件搞错了。为什么这么说?既然说这是数万名科技工作者经过数年的努力提炼出来的,是集体智慧的结晶,难道提炼错了?不应该搞怎么写进去了?如果要责怪特高压没有经过充分论证,那首先就是国家科技中长期规划没有经过充分论证。我认为发展特高压还是多数科技工作者的共识。

  国家电网公司主张要发展更高电压等级,是因为随着经济发展,装机容量越来越大,输送距离越来越长。我国远距离输电一直在增加,特别是西电东送以后,今后还会增加。因为在东部沿海,除核电站外,建设大型火电和水电的机会不多,所以需要大规模远距离输电,而且现在多地受雾霾的干扰,思想也在转变,过去强调在本地建电厂的思想开始弱化了,很多地方接受从外面来的电。比如江苏,在制定新的五年规划时,考虑更多地使用外来电,而不是强调一定要在自己的地方建电厂。所以,应集中建设大型煤电基地、水电基地、核电基地,比如锡林浩特褐煤很多,完全可以建立大型煤电基地,然后通过特高压把电送出来。

  我为什么很支持特高压,就我个人经历还有一件事情,就是“二滩弃水”。当时二滩水电站建成后曾是中国最大的水电站,建好后正好赶上中国经济低谷期,二滩的电没人要。我负责主持分电,但也很勉强。因为当时联结川渝的输电线路(三万线)还没建,只能在四川范围内消纳,那个时候经济低迷,大家都不要。当时把二滩的电分成几档,其中一种是计划内的电,我记得好像连3毛钱都不到,两毛多一度。在这个电量以外再发的电,叫计划外电量,只有3分钱一度,当时我们说这连磨损费都不够。

  为分电的事我到处求人,请他们帮着解决。其中我就找到了当时的电力部分管科技的副部长陆延昌,我了解到从二滩送出来的电,一条500千伏交流线路只能送90多万千瓦。我问为什么送那么少?他说这都是算出来的。怎么算的,说是根据导线发热情况计算的。我说要是这样的话,我们费了半天劲,建一条500千伏的交流线路,说多了才送100—120万千瓦,这样算的话,我们得需要多少条线路啊。建设线路也不容易啊,而且到处都是输变电线路既影响观瞻,更要占用沿线的森林和土地。

  这件事给我留下很深的印象。我们原来的500千伏交流线路的输送容量并不大,大数说就是100万千瓦左右;±500千伏直流当时输送容量大约300万千瓦。如此,要想输送容量大,就只有在提高电压等级上做文章。

  关于特高压的论证

  国家电网公司提出发展特高压之后,我们认真地做了几次论证。

  2005年6月21日至23日,国家发改委在北戴河召开了特高压输电技术研讨会,有200多人参加,集中了全国专家的智慧,分了五六个组,这其中既有电工专家,也有电力设备专家。经过这几个组的讨论后,大部分人都赞成搞特高压,即便一些人提出了改进注意的问题,但大方向上也都赞成搞,只有6个人反对。回到北京后,反对的同志给国务院领导写信,说明他们反对搞特高压的理由。领导看到有人反对,就批示给国家发改委要认真论证。其实我们已经论证了,但领导要求论证,我们就又开会进行论证。

  2005年10月31日,召开了第二次论证会,这个会放在了国家发改委召开。会议特意通知,要邀请有不同意见的人来参加,就把对特高压持反对意见的人都通知到了,但最后只有陈望祥来了,他在会上讲了他的意见。我还问过,为什么这些同志没有来?有人说这些同志来了以后怕受你们围攻。本来开这个会是想让两种意见进行认真讨论,因此我把蒙定中的反对意见印成书面材料,发给与会者传阅。

  参会的其他人都赞成,吴敬儒同志在会上提出,建议先建淮南—上海的特高压线路。国家电网公司那时提出的试验示范线路是晋东南—荆门。吴敬儒的理由是华东地区缺电,而在南方一带只有淮南、淮北有煤矿,所以在这里搞坑口电厂把电送过去,有利于解决华东地区缺电的问题。

  他讲的听起来有道理,那国家电网公司为什么要建设晋东南—荆门线路呢?国家电网公司解释说这个意见很好,他们也想建淮南—上海的特高压线路,但这条线路途经地方的人口密度更大,拆迁量更大,要建的话要更加紧凑,要搞同塔双回线路。而同塔双回特高压线路难度更大,第一次搞交流特高压一下子搞到同塔双回,难度更大。先搞一塔一回,这样先在晋东南—荆门的线路上取得经验,以后再在这个基础上搞同塔双回。国家电网公司是从技术难度上来考虑的。两边说的都有道理。会上只有陈望祥仍持反对意见。那天中午在国家发改委食堂吃饭时,我特意和陈望祥坐在一起,想继续听听他对这个问题怎么看。但他的意见毕竟是少数。

  会后,又有人给上面写信,说没有认真听取他们的意见。我觉得我们还是听取了,只是没有采纳他们的意见。我们这些人各种运动遇到的事也都经历过,很多事情也是经验之谈。如果不留下书面东西,你讲完了,今后你说我不是这么说的,是别人理解错了,到时无据可查怎么办?所以,那次会上,发言都录音了,也让大家写出了书面意见材料,而且都签上名字。

  那次讨论会,还请了史大桢、陆延昌等电力部的老领导,只要是在世的都请了,黄毅诚因为身体不好没来,但他写了书面意见是赞成的。其他的几位都来了,他们都表态赞成搞特高压。会议还特意请了老电力部的几任规划司司长,我记得是五任或六任。会议上绝大多数人是赞成搞特高压的,电力部的老部长也都是赞成的。这第二次会议是因为有人写信,根据领导批示我们又开了一次,实际上在北戴河就论证了,200多人开了好几天会,时间又长,参加人数又多。

  争论应从科学出发

  要说对发展特高压持不同意见的理由,事实上,理由变了很多次。最初的理由基本上是两条。

  一种是说科索沃战争,美国使用了石墨炸弹,如果建了特高压电网,将来美国使用石墨炸弹,一下子就把你的线路断掉了,可能造成更大范围内停电。为了证明这点,想得到部队的支持,专门找了军事科学院,希望军事科学院出具一份材料支持这种观点,可是军事科学院没有给出。

  石墨炸弹的原理

  炸弹里的石墨丝挂在电线上,使正负极短路,但这种原理不是专门针对特高压电网的,其他电压等级电网也存在这种风险。比如在科索沃战争中美国攻击的就是低压电网。

  第二种理由是说特高压对人体有害。这也没有什么切实证据。国际电联出了个意见,至少到目前为止不能证明高压对人体有害。但人家既然说了,也不能说人家说得不对,怎么办呢,就采用物理办法。500千伏杆塔高度的对地电场强度是可以计算出来的,为了减少对地电场强度,可以把杆塔再建高点,离地面更远些。电压等级高,离地面远,所以电场强度保持不变。电场强度对人的影响到底有多大?现在500千伏带电作业很普遍,从电力学来讲,只要人体各部位处于等电位就不会形成电力流。带电都能作业,你说对人体有什么害处?

  这两个问题从技术角度都没有得到支持,所以他们后来就不提这两个问题了,又提出另外两个问题。

  第一是美东大停电。建设更大的同步电网,如果发生停电就跟美东大停电一样,可能在更大范围内把电网拉垮。所以,应该分层分级用直流隔开,不同意搞特高压交流电网。

  第二条理由说国家电网公司是为了阻碍改革,认为国家电网公司怕进一步被改革拆分,所以他们用坚强的电网,用特高压把各大区都联起来,使得以后就是想改也改不成。

  一直到现在主要就是这两条理由。从技术角度来讲,有不同意见是正常的,有反对意见不能说是坏事,可以把方案搞得更完善。但各种争论要建立在客观公正的基础上,应该完全从科学出发,而不是从个人的好恶出发。

  现在是反对的人还是反对,赞成的人还是赞成。那以什么标准判断呢?光靠概念性的反对或者支持都不能科学地说明问题。这时候,国家科技进步一等奖授予了中国电科院开发的电力系统分析综合程序,用计算机模拟电网安全。于是我们找到中国电科院的周孝信院士,让大家到中国电科院去参观一下。这个系统可以把全国装机容量在6000千瓦以上的发电厂和110千伏以上的输变电线路都输入计算机系统,然后用计算机进行模拟,假如说有电厂不发电了或有线路断了,会对全网造成什么影响。因为现实中不可能把哪条线路弄断了,所以模拟计算是可行的。他们的系统证明不搞特高压反倒不行,因为随着今后各个大区装机容量越来越大,一旦跨区的直流特高压出现双极闭锁,缺少有功无功补偿,反而容易把电网拉垮。我们把一些人请到中国电科院参观,其中包括媒体代表。大家看了以后很有信心,计算机模拟证明特高压是应该搞的,是有利于电网安全的,而不是增加了不安全因素。

  缺席的电网规划

  实际上,对建设特高压有反对意见很正常,其他的论证也会有这种情况。为什么在特高压论证问题上会这么尖锐复杂?就是没人来最后拍板。如果不是管理部门内部一些人表面公允,实际上暗中挑事,也不会那么困难。在特高压输电线路上有一条很关键,就是计划建设一条从锡林浩特到南京的1000千伏特高压交流线路。

  国家电网公司坚持要建特高压交流线路,想把三华(华东、华中、华北)电网联起来,而有人反对,应该是技术之争的问题掺进了非技术因素。例如,国家能源局电力司就有人找江苏省,要他们表态反对建特高压,否则就不批,这就有点意气用事了。我知道这个情况后还把电力司的负责人叫到我办公室,问他们是否有这种事。

  在这样的情况下,特高压规划和建设都停顿下来了,一直到了“十二五”规划制定完成,分规划也都陆续制定完了,输变电规划却始终出不来,因为意见相左。让国家电网公司拿意见,国家电网公司坚持要规划建设几条特高压线路,而国家能源局就不同意。意见总拧着,直到现在输变电规划都没有出来,现在“十二五”就快结束了。这样就影响了内蒙古、东北等地区,有些风电多的地方,本来在全国平摊算不了什么,那么一点点电加在一起还不到2%,但还是要放弃20%左右,因为送不出来。尽快建设输电通道对于我国发展新能源是有帮助的,如果电网通畅,这点风电消纳是没有问题的。就是因为在要不要建设特高压电网的问题上一直没有形成统一意见,所以导致电网建设规划大大滞后。

  如果这个问题不能得到很好解决,新的电网规划还可能受影响。我觉得“十三五”当中应当解决这个问题。过去我们已经有过经验教训,“重发、轻供、不管用”,所以应当在“十三五”规划当中更多关注输电、供电问题和需求侧管理问题,不是光盲目建设电源点就能解决电的问题了。我的观点是,不管建也好,不建也好,要尽快决策,不能久拖不决。

  科学计算证明特高压是安全的

  晋东南—荆门的交流特高压线路已是既成事实,那后来淮南—南京—上海1000千伏交流特高压这条线路是怎么批准的呢?当时这条也不同意。那时吴邦国同志还没有退休,两会期间他是安徽代表,所以他要到安徽团参会。

  安徽的代表提出来要建淮南—南京—上海的特高压交流线路。安徽有淮南、淮北煤矿,他们想在淮南、淮北建一些电厂,把电送到上海去。他们在安徽人大代表团发言要求国家尽快抉择。吴邦国同志对此作了批示,后来国家发改委批准了这条线路。

  其他的线路都没有批,都搁置下来了,尤其是锡林浩特到南京这条是最受反对的一条,因为有人反对三华联网。现在采取的是折中办法,这条交流线路不修到南京,只修到济南,到南京建一条直流,济南还属于华北,所以还是形不成三华电网。

  国家电网公司认为三华同步电网并不大,美国和欧洲的同步电网比这还要大,美东电网的装机容量比三华电网要大,欧洲虽然国家很多,但整个欧洲电网是联结在一起的,总装机容量也很大。

  所以,即便把三华电网联起来,总装机容量也没有超过美东电网和欧洲电网。但反对者认为三华电网联起来,装机容量那么大,一旦出现问题,三个地方都要垮掉。

  我认为不会出问题。从技术角度讲,电科院有个形象的比喻,华东电网相当于一个蓄水池,输变电线路把电都输到这个池子里,相当于好多条河流流到池子里,这些河流如果突然发生断流或突然泛滥成灾,那河水就要涨和落。比如一条±800千伏直流输电线路突然发生双极闭锁,一下子500万千瓦的电就没了,这立即会引起电网频率的波动,如果没有及时的补偿,电网会被拉垮。而交流电网可以迅速从别的区域,从更大范围进行补偿,如果只有直流不能无功补偿,反倒会使波动很激烈。我想这些东西光靠概念来说是没有用的,还是要靠科学计算,模拟计算证明是安全的,还要靠实践。

  特高压扶持了装备制造业

  特高压使整个输变电装备制造业的水平上了一个大的台阶。如果说原来500千伏交直流电网的设备制造还磕磕碰碰,还有这样那样的问题,现在到了特高压,再回过头来看500千伏,那就是小菜一碟,我们都会做。很长时间,±500千伏直流的大部分设备都是国外的,那时我都挺生气,老说今后再建就能实现国产化,但后来还是国产化不了,有好几个关键的部件不会做,比如晶闸管,就是大功率整流器。

  到了交流1000千伏和直流±800千伏,欧洲、日本企业有做试验的,但没有工程化应用的。发展特高压扶持了我们国家的装备制造业,我们不是简单地去买人家的设备,而是要在国内生产,特别是特高压的变压器、开关、绝缘等关键设备实现了国产化。事实上,别的国家因为没有特高压项目,也就没有工业化生产这些东西。

  20世纪80年代,我们国家成立了国务院重大技术装备领导小组,我也是这个小组的成员。我一直坚持一条原则就是,重大装备的研发一定要与重大工程相结合。如果不和重大工程相结合,空对空的研发,制造出来以后没人需要,你花了很大精力,投入了很大成本,却得不到回报。我们的特高压也有这个特点,我们不是像日本那样,为了将来找市场去研发,而是一开始就有目标,±800千伏的有目标,1000千伏的也有目标。通过招标,设备制造厂商对未来产品的市场看得见摸得着,这对我们国产化很有帮助。如果没有工程项目,谁会下大功夫去投入、去研发,即使研发出来也没有人要。这种模式很好。

  此外,特高压还走出了国门,国家电网公司中标了巴西美丽山特高压直流项目。当时巴西能源部部长来华访问时,我陪同他们参观了向家坝—上海±800千伏特高压直流输电示范工程的上海奉贤变电站。他反复问我,为什么选±800千伏,而不选±500千伏?我说,如果选±500千伏,同样的输电量就需要多建一条线路,输变电线路的路由本身也很宝贵。他就很注意说,那变压器是不是你们自己制造的?他要看看。当时有两排变压器,一半是ABB公司做的,一半是特变电工做的。

  他们回国后,巴西国内经过激烈的争论,最后决定建设±800千伏直流输电线路。国家电网公司竞标时,顺理成章中标。 特高压原来没有国际标准,±800 千伏直流、1000 千伏交流的标准都是我们国家制定的,国际电联也采纳了我们的标准,把我们的标准作为国际上这个电压等级的标准。这种变化太大了。我在机械电子局工作时,那时我们真是小学生,人家说啥咱根本不知道,一个六氟化硫开关对我们来讲就复杂得不得了,所以人家看我们连小学生都不如。

  通过这么多年的努力,现在我们跟人家平起平坐,而且有些领域还超过了人家。特别是我们发展特高压以后,在输变电技术领域,可以说我们已经达到国际先进水平。

  特高压十年感悟

  应该说,通过发展特高压交直流电网,我们整个技术水平,包括输变电技术水平和装备制造水平,都提升了很大档次,达到了世界先进水平,有些方面甚至处于世界领先地位。但这个过程中,由于有着过多的争议,延缓了特高压的建设,也使得搞特高压的人备感艰辛、身心疲惫,不要说刘振亚了,像我们这样的人都感到身心疲惫。争论太多而没有人拍板。其实争论不可怕,哪个事情没有争论?应该欢迎争论,但只争论不拍板,这是有问题的。

  现在很多人把一个电网和多个电网当成改革成功与否的衡量标准。我在很多场合下呼吁,一个电网和多个电网不是衡量体制好与坏的标准。从国际上来讲,既有一个电网,也有多个电网。衡量一项改革或体制好不好,还是应该以生产力作为标准,有利于生产力发展的就是对的,不利于生产力发展的就要改革。(张国宝)

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