抉择特高压

时间:2022-09-10 01:36:09

抉择特高压

电网规划,无疑是中国最难产的产业规划之一。“十二五”已过半,决定产业发展方向的电网规划仍然不见踪影,这是其他产业做规划时未曾遇到过的现象。

卡壳的主因,是各方对特高压电网态度迥异。从2005年北戴河会议开始,“是否在中国推广交流特高压技术”已争论八年。政界高层、退休专家均曾对此表态,但至今无解。

新任国家能源局局长吴新雄决定啃一啃这块硬骨头。电网规划已被列为新能源局的头号规划,吴新雄表示:“论证要充分,但时间要抓紧,电网规划不能再拖。”

特高压电网,是指1000千伏的交流骨干电网,目前我国广泛使用的是500千伏交流骨干电网。经过多年争论,建设“点对点”输送的±800千伏直流特高压已为各方所接受,但是否投巨资建设交流特高压电网,始终充满争议。

电网规划如何定位交流特高压,涉及的投资变动近万亿,牵扯装备制造、线缆制造、电器元件制造等多个产业。电网规划定不下来,电力产业格局和电源布局就面临着巨大的不确定性。

交流特高压电网的主要推动者,是国家电网公司(下称国网)。他们希望将中国的骨干输电网电压等级翻倍,使用交流特高压技术将辖区内的华中、华东和华北三大区域电网连为一体,构建“三华同步电网”,从而优化资源配置,满足经济发展需求。但反对者一直质疑这一计划的安全性和经济性。

吴新雄的策略是“先易后难”,在全国几大独立电网企业中,先从相对成熟的南方电网公司(下辖滇黔桂粤琼五省区电网,下称南网)开始突破。

6月26日,在国家能源局官员主持下,南网2013年-2020年发展规划通过了电网规划专家组的评审,进入收尾阶段,最终将以能源局的名义对外。这是电网规划八年来首次在有争议问题上达成一致,在此过程中,争论多年的主要技术问题都得到了回答,这为其他区域电网规划的制定奠定了基础。

7月23日,针对蒙西电网(下辖内蒙古西部的电网)的规划,有关方面也召开了高级别的中间讨论会。电网规划方面的专家已对规划初稿提出了修改意见,预计最终版本将在10月份由国家能源局推出。

接下来就会轮到国网(下辖除南网和蒙西电网外26个省区市的电网)。如何定格国网力推的交流特高压电网,成为国家能源局无法回避的问题。为这个问题找到答案,既要疏导觊觎“全国一张网”的强势央企诉求,也要突破“宁缓勿错”的官场思维定式,更要挣脱“一损俱损一荣俱荣”的政企关系羁绊。

一拖再拖、拖无可拖之际,政府换届、原能源局和电监会合并成新的国家能源局,新局长又相对强势,这给事情带来了转机。在交流特高压问题上,新能源局以“协调派”而非“是非派”定位自身,以电力流预测作为开展电网规划工作的抓手,在这个过程中,能源局的态度逐渐浮出水面。

“强势企业知难而退是最好的结果,其次就是各方各让一步、达成妥协。”一位长期参与电网规划工作的专家告诉《财经》记者。

如今,至少游戏已变得相对透明,电网规划重新回到由各方参与讨论的规范程序。 南网破局 在能源局即将的南方电网规划中,云南电网将成为独立的交流电网,依靠直流线路对外送电,粤桂黔的电网则用500千伏交流线路相连

本轮规划制定过程中,南网率先取得了突破。原国家电网建设公司教授级高工丁功扬作为专家全程参与了南网规划的讨论。据他透露,在评审过程中各方意见一致,“出奇顺利,很快就一致通过了”。

三年前,国家能源局第一次要求制定“十二五”电网规划时,南网就提交了成熟方案。此次,他们按照能源局新的要求,对不同的技术路线进行了比对,结论与此前一致。

南网规划会议得出的两项重大结论,在业界引发震荡。首先,南网认为交流特高压造价太高,且安全性存在隐患,不推荐使用;其次,出于安全性考虑,南网放弃了强化大交流同步电网的思路,决定逐步解开南网的“长链式结构”,改变滇黔粤桂“一张网”的格局。

与会专家称,南方电网的规划方案获得了与会人员的一致认可,包括来自国网的专家。

《南方电网公司2013年至2020年规划研究报告》(下称《南网规划报告》)称,他们对特高压交、直流方案进行了比对,发现前者比后者投资额高出1231亿元。

该报告认为“交流特高压成网代价太大”,面临“增加连锁反应故障出现的几率”、“出现故障时难以控制事故波及的范围”、“工程难度大”、“灵活性差”、“调度运行难度大”等一系列问题。因此,建议保持目前500千伏的电压等级,跨省远距离输电则采用直流输电方案。

南网的观点,和交流特高压的反对者们不谋而合。中国国际工程咨询公司(下称中咨公司)原常务副总经理蒋兆祖等人一直认为,交流特高压在技术上和经济性上都有缺陷,近送电不如500千伏交流线路,远送电不如直流特高压。

电力规划设计总院(下称电规总院)教授级高工曾德文向《财经》记者出具的计算结果显示,加上配套工程,国网交流特高压示范工程“晋东南-荆门”项目输电能力单位投资为4.7元/千瓦·千米。曾德文参加了该示范工程的验收工作,他认为该工程实际输电能力只有200万千瓦。

试验工程扩建后,晋东南至南阳段可送电500万千瓦,但这段线路新增串补40%,投资巨大,等值有效长度仅217千米;而向家坝至上海±800千伏直流特高压输电工程,送电量为640万-720万千瓦,每千瓦·千米输电能力的投资仅1.7元-1.9元。

原电力部生产司高级工程师蒙定中则称,从经济性上来讲,投巨资建交流特高压工程完全没有必要,“它能解决的问题,500千伏和直流特高压能做得更好”,因电网收费采用“成本加成”方式,交流特高压投资最终会折算到电费中。

针对上述质疑,国网新闻发言人、规划发展部副主任张正陵在接受《财经》记者采访时回应,“晋东南-荆门”示范工程项目输电能力为500万千瓦,以此计算,交流特高压具备经济性。

张正陵承认,直流特高压在远距离送电上经济性更强,但直流无法组织电网,且在短距离输电上无竞争力;而500千伏交流线路输电能力又有限,占用走廊资源,因此应发展交流特高压输电,并在受电端建设特高压电网,接受大规模的外来电。

交流特高压的安全性亦广受关注。《南网规划报告》称,南网的交流同步电网“长链式”结构,使得其未来因“不可预见的严重故障引发连锁反应而造成全网大停电的高危安全风险逐步增加,因此合理控制大同步电网的规模,是确保南方电网西电东送顺利实施的关键”。

如何保障电网安全,南网、国网思路迥异。前者倾向于控制同步电网规模,后者倾向于扩大规模、提高骨干电网电压等级。八年来,国网致力于构建“三华”大同步交流电网。张正陵称,未来将有大量的外来电力流入三华地区,因此应用交流特高压连接三华,“用大盆接大水”。

南网的具体做法是削弱省网之间的联系,以确保电网的安全性。《南网规划报告》认为,当省级电网达到较大规模之后,系统内已具备足够的备用容量来应对故障,因此无需通过与外界进行额外的交流联系来获得支援。出于安全性的考虑,这些省级电网之间的交流联系应该弱化,这样做可以在重大安全事故发生时将影响范围降到最低。

南网认为,到2030年,云南电网将是南网中唯一的送出电网。广东电网负荷较大,但装机也发展到了相当规模,两者都具备了独立的条件。

广西和贵州两省份未来负荷都将出现增长,但规模仍较小,不仅无外送能力,还需接受外来电力,为提升应对重大事故的能力,不宜断开与外界的交流联系。

在能源局即将的南网规划中,云南电网将从南网大同步电网中剥离,形成独立的交流电网,外送则靠直流。而广东、广西、贵州仍然将保持受端同步电网的形态,它们之间用500千伏交流线路相连。

南网之所以弱化云南电网与其他省网之间的联系,是担心在问题出现时,“水盆太大无法控制”。南网研究了全球几次大范围停电事故后,认为“大同步电网的几次重大事故多以连锁故障的形态发生”,应合理控制同步电网的规模。

国网张正陵对此回应称,即便发生多处连锁故障,国网仍有三道防线,可及时切断故障段与外界的联系,从而保证大电网的安全。他认为国外电网之所以会出现重大事故,是因为“没有做出及时反应,没有采取有效防御手段”。

2011年,国网下属的中国电科院已经按照《电力安全运行导则》中的规定,对交流特高压进行了安全性仿真实验,假设电网各处发生一处故障(N-1)或两处连续故障(N-2)的情况,结果证明交流特高压电网是安全的。

一些反对者认为,上述仿真实验尚不能验证交流特高压的安全性,因为大同步电网发生重大故障时,安全措施的反应速度很可能无法跟上故障蔓延速度。蒙定中告诉《财经》记者,世界上历次重大停电事故(电力负荷损失≥800万千瓦)都不是由单一故障引起的,而是8个、9个甚至14个连锁跳闸(N-8、 N-9、 N-14)才造成的。 蒙西外送难题 “能源格局决定电力格局,电力格局决定电网格局,不应该本末倒置”

南网评审会结束一个月之后,中国另一个大的独立电网——蒙西电网的中长期规划工作开始加速。国家能源局7月底在京召开了蒙西电网规划工作中间讨论会,这是蒙西电网的规划第一次拿到国家层面讨论。

内蒙古自治区发改委能源处副处长蒋兰梅称,作为地方企业,蒙西电网没有编制电网规划的经验,不得不向国家电网和能源局寻求帮助,但还是在7月交出了初稿。

在初稿中,蒙西电网在两种电力流方案的假设前提下,给出了四种规划方案,并进行了经济性和安全性的比对。

国家能源局电力司电网处处长任育之一再强调,该会议的主题是讨论蒙西电网主网架规划。但是会议发展到后期,外送问题成了焦点。

内蒙古能源资源丰富,电力装机充足,但当地负荷较小无法消纳。由于和国网旗下的华北电网之间缺乏足够的外送通道,长久以来,蒙西电网备受窝电困扰。然而,外送问题的争议有二:“未来要送多少电”和“以何种方式送电”。

在当天的会议上,来自蒙西电网的代表要求尽快确立有足够外送通道的规划方案。有多位蒙西电网人士直言不讳,解决外送问题,关键不在蒙西,蒙西电网需要与国网协商确定。

在上午的会议中,中国电力发展促进会秘书长姜绍俊、电力规划设计总院教授级高工曾德文、国家电力规划研究中心常务副主任吴云作为受邀专家,表达了共同的观点——未来蒙西应该首先着力解决自身需求问题,再考虑外送。

他们认为,一方面,国内经济发展将不会再保持既往的高速增长,经济发达省份对外电力需求增长速度将放缓;另一方面,内蒙古的资源开发将受到水资源、生态环境等外部条件的严重限制,未来内蒙古的用电负荷增长速度将高于全国平均水平。因此,内蒙古应在解决自身用电需求的前提下,再考虑外送;外送主要是送到华北,不应过多考虑华东,华中不需要蒙电外送。

吴云称:“能源格局决定电力格局,电力格局决定电网格局,不应该本末倒置。”

国网张正陵作为受邀专家,也参加了这次讨论会。他认为,未来中国经济仍可能以较快的速度发展,内蒙古的定位应该是全国能源基地。虽然目前经济形势不理想,但蒙西电网不应在低电力弹性系数的前提下考虑电网规划。

张正陵不希望蒙西电网全部通过直流特高压向华北送电,因为输送电量太大,华北电网“没有这个承受能力”,建议采用交流、直流特高压的混合方案。具体而言,就是要求蒙西电网对外搭建“四交四直”八条特高压线路向华北送电,蒙西电网还需升级内部主网架电压等级到特高压。

这是国网的一贯思路:在高电力弹性系数的前提下,考虑未来的电网规划。但反对者认为这种思路实质上是先确定电网结构,再倒推电力流规模,不符合“能源格局决定电力格局,电力格局决定电网格局”的基本规律。

清华大学电机系研究员王仲鸿认为:“电力流是个伪命题,无论把电力流做多大,三华联网和交流特高压都不能上马。”

蒙西电网初步测算,“四交四直”方案比直流方案投资至少高出300亿元。

会上,蒋兰梅声明,蒙西电网希望在未来成为中国电力体制改革的一个突破口,内蒙古自治区政府对其定位就是公共服务企业,“蒙西电网应该有一定的盈利能力,这将用于保障其未来发展,但不能是暴利。”电网投资的经济性,是蒙西电网必须考虑的。

《财经》记者了解到,国家能源局在给三大电网公司布置规划任务时,附有两份电力流预测方案,南网和蒙西电网均在此框架下拿出了不同规划方案的对比。具体到国网,国家能源局认为,到2020年国网系统内跨省电力流量将达到1.77亿千瓦(方案A)或2.52亿千瓦(方案B),但国网认为上述电力流预测太过保守,他们提出了方案C,3.5亿千瓦电力流。

若实施方案A,只需完善目前的500千伏交流主网架,并维持目前全国六大区域交流同步电网范围不变;方案B,则可能需要将主网架升级,但无需扩大目前同步电网的范围。

国网没有透露方案C的具体论证材料。张正陵强调,国网对未来经济发展形势比较乐观,因此在较高的电力弹性系数下做出了方案C,只有实现“三华联网”,才有能力承受外部大量的电力流入。

曾德文明确表示,电力流大小不是交流特高压取舍的决定因素,任何规模的电力流方案,都可以有不同的电网构建方案来应对。关键是要通过不同电网格局输电方案的技术经济比较,科学论证,用数据说话。

此次会上,吴云指出,电网的科学发展“不是技术高精尖,而是安全可靠,经济高效”。

有消息称,蒙西电网的内部主网架规划最终方案,将在8月中旬提交专家组审阅,通过之后,将以国家能源局的名义;而蒙电外送方案,将在国网规划的制定过程中一并确定。 国网的坚持 国网的坚持引发了多位高层人士关注,直接推动了国家发改委调整项目评审委托程序

在2004年底召开的国网党组会议上,国网正式提出构建“以特高压为核心的坚强国家电网”,以远距离输送水电、风电、火电和解决原电网网架短路电流和直流输电多落点为由,计划在原有500千伏交流主干网架之上,再构建一个1000千伏的交流特高压网架,将华北、华中、华东这三个中国的主要经济区域连接起来。

2005年6月,国家发改委主持召开北戴河会议,邀请各路专家讨论交流特高压试验线路的有关问题。会上,从选址到项目,均备受争议。

翌年,发改委批准了晋东南-荆门交流特高压示范项目。2009年初该项目投入运行,将华中和华北两电网连为一体,国网认为该项目获得“全面成功”。

半年后,发改委组成了国家验收专家组,对工程进行了为期十天的验收抽查,并形成了《终验检查报告》。十个月后,专家组成员才在报告上签字。反对者则不断对该项目的巨额投资、输电能力和稳定性提出质疑。

交流特高压工程旷日持久的争论,示范试验项目难以令人信服的成果,使得国网的“三华电网”规划进展不顺。

国网原计划到2015年建成“三纵三横一环网”的交流特高压电网格局。截至目前,“三横三纵”共六条交流特高压工程中,获得“路条”的有东纵“锡盟-南京”线、南横“雅安-皖南”线(但路条只批到武汉)。

2011年8月,国网又提出加快构建1000千伏“华东交流特高压环网”。华东环网交流特高压项目分为北半环和南半环,以及浙北-福州特高压项目,正好形成“汤匙”形状。上述的东纵、南横两条线路,分别与华东电网的北半环和南半环相连。

国网采取了迂回策略:先从华东区域电网入手,构建交流特高压工程。

南半环的“淮南—浙北—上海”工程于今年7月底竣工;北半环的“淮南—南京—上海”工程,正由国家能源局委托中咨公司论证评估中;“汤匙”的柄部,即“浙北-福州”工程于今年3月获批,目前已开工建设。上述工程完工后,华东四省一市的电网骨架将升级为交流特高压,成为“三华电网”的缩小版。

丁功扬认为,华东四省一市为中国经济发达地区,2011年GDP约占全国26%,发电装机和全社会用电量均占全国总量五分之一,但“缺煤、少水、没油”,“华东电网各省市间没有大量能源相互输入输出的必要,只需要直流特高压输入电力,不需要交流特高压电网。”

作为华东区域电网内第一个交流特高压工程,华东电网南半环将从今年9月开始,将安徽淮南的火电输送到上海。国网称,这条线路远期送电能力将达到1000万千瓦,年送变电量约500亿度。

但根据国家能源局2011年的电力流规划,全国六大煤电基地之一的安徽两淮煤电基地,可建成装机规模为3400万千瓦,截至2010年火电装机已有2764万千瓦,开发潜力明显不足。2011年,安徽省已经成为电煤净进口省份。

2011年9月,国家发改委核准批复了皖电东送交流特高压工程项目。在部分专家看来,这个项目未经充分论证:“明知安徽并无多少电力可外送,人为制造电力流,在安徽上马了配套电厂田集二期、凤台二期、平圩三期、平山一期四个电厂共596万千瓦,每年需要电煤1650万吨,安徽省内煤炭无法平衡,只好使用秦皇岛的下水煤,而皖电又东送,形成煤电倒流。”

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