特高压千伏的危害

文/浪财经专栏作家丁道齐2倍以上。【专栏争论：特高压到底该不该上】500千伏超高压区域电网具有持续进展的宽阔空间完全沒有必要再建一个1000千伏沟通特高压电网原国家电力监管委员会、国家能源局于2023年10月公布的《“十一五”电网运营状况调研报告》(下称《电网调研报告》)称，“从国际围看，电网与中国状况最为接近的非美国莫属。比较说明，中国220”。装机容量230～750千伏线路利用率 中/外线路利用率装机容量230～750千伏线路利用率 中/外线路利用率线路利用率提升到美、日水平后(万千瓦)线路长度(公里)(千瓦/公里)比较中国的装机容量(倍/万千瓦)中国966414321102236中/53.3%1.88倍/181315美国1138562715984192日本7846中/28.5%3.51倍/339091500千伏线路利用率(2023年)接入接入500千伏系装机容量 500千伏线路利用率中/美线路 利用率提升到美国水平后中国((万千瓦)/占全国比例中国62297/70%美国56928/50%线路长度(公里)12709941227(千瓦/公里)利用率比较49051380835.5%100%500千伏系统装机容量(倍/万千瓦)2.82/17554841.0/56928同直流特高压相比沟通特高压输电在经济性、环保性方面是最差的交特高压输电建设本钱最高且沒有经济有用的输电距离。1±500、±660千伏超高压直流、±800千伏特高压直流和1中可以清楚的得出如下规律：电压凹凸均随输电距离的增加而减小。远距离、大容量的沟通特高压输电工程单位本钱约为直流特高压输电工程的3.7～4.7倍。換句话说，3.7～4.7倍。b1500千超高压沟通与±500600公里处相交，该点称为交、直流输电的经济临界输送距离。这标志着输电距离在600公里以，承受500千伏超高压600公里釆用超高压直流输电比较经济，而且愈远愈经济。c、比较图1、直流特高压建设单位本钱的变化趋势来看，无论输电距离多少，沟通特高压的建设本钱永久高于特高压直流；在可能的应用输电距离围，沟通特高压建设本钱也远高于±500千伏超高压直流500千伏超高压沟通输电的适用围(800公里～900公里)，沟通特高压建设本钱也远高于500千伏超高压沟通输电。这就验证了沟通特高压输电在任何条件下都没有经济适用的输电距离，近距离不如500千伏超高压沟通，中长距离不如±500千伏或±660千伏超高压直流，长远距离不如±800千伏特高压直流。1000千伏特高压沟通输电系统相对于其他输电系统方案在经济上是最差的，更无市场竞争力。2倍以上。1000千伏沟通特高压远距离大容量输电除了建设本钱昂扬，在其它方面，如线路损耗、占用土地以及环保等方面也无经济性可言。出客观公正的结论。12002023公里的条件下，±800千伏特高压直流输电的功率损失率为1%1000kV2.3%(投1.36倍，功率损失却是±8001.53倍)。电线建设的总本钱上。投资的差异后，实际上电压比较高的沟通输电损失比电压低的直流输电还要高。12023MWAC/DC输电的±800KVUHVDC输电线路的建设费用或传输损耗都是最低的。222可知：a、在输送同样功率的状况下，要获得一样的功率损失率，1000千伏沟通特高压输电的建设本钱要比3%的损失率，沟通特高压输电的建设本钱要比±8001.33倍；、在输送同样功率的状况下，用同样的投资建成的沟通特高压输电系统的功率损失率要比直流特高2.0倍。效应，导线的截面利用充分。1000千伏沟通特高压线路的电晕损耗，要比沟通超高压输电高得多，超高压输电的电晕损耗一般为20%左右，而沟通特高压线路由于电压等级高，线路所经过的地区海拔高度和天气状况简单1600千瓦，而直流架空线路的“空间电荷效应”使其电晕损耗和无线电干扰都比沟通输电线路小得多。钢材要比沟通特高压多得多。1,000kV沟通线路的走廊为直流输电线路的2.8～3.3倍，又为同塔双回500kV紧凑型线路的1.7～1.9倍。国家电网[微博]公司强调整省线路走廊是建设全国百万伏联网的主要理由之一，事实证明适得其反，1,000kV线路最铺张土地资源。此外，在输送同样容量的状况下，HVDC铁塔的规模要比HVAC铁塔小得多(3)。3一样的输电容量，HVAC3一样的输电容量，HVAC沟通特高压远距离大容量输电的CO21.0倍。德国学者依据国际标准化组织(ISO)(LCA，Life14040ff420kV沟通超高压系统的生命周期评估比较争论，及其对全球暖化潜在的影响。(CO2的排放当量吨/年表示)是1000千伏沟通特高压的CO2的排放当量是±8001.0倍。4AC/DCCO2排放量。离送电。由此可见，通过对在建设和运行实踐中取得的这些大量数据分析可以看出，在远距输电和电网建设(100上，更严峻的是沟通特高压极增加了电网发生连锁性大停电事故的安全风险。1000千伏沟通特高压是安全风险最高的寄生在500千伏超高压电网上的不稳定电网架构5004～5倍是违反电力系统根本原理的胡言乱语。公式一1000PlU500千伏运行PlSTCR为：公式一k5001000千伏线路阻抗之比，通常k=4～5；XCU1000千伏输电XCS500千伏输电系统综合阻抗。由上式可知，由于输电系统送、受端系统和特高压升降变压器阻抗的存在，1000千伏沟通特高压线PlU500千伏沟通超高压线路输电容量PlS4～5倍。前者对后者的比值TCR完全由两种电压等级输电系统的综合电抗的比值所打算。PlU230万千瓦。假设将晋东南－沟通特高压线路降为500千伏电压运行，同样送、受端系统条件下，同样距离的超高108万千瓦；这就是说，1000500千伏运行2.134～5倍。千伏线路的电气距离(阻抗)5001/k(1/5～1/4)，但在输送一样功率的状况下，由于线路两端特高压变压器的电抗的存在，1000千伏电压的输电距离也不5004～5倍。公式二Pl的状况下，500l5001000千伏输电距离l1000的关系如下：公式二l500、l1000分别为在输送一样功率Pl条件下，500Pl时的允许输电距离和在此功率Pl1000千伏线路输电距离；lt=(Xt1+Xt2)/X01000千伏输电线路两端升、降压变压器短(公里)；X01000千伏输电线路单位电抗(Ω/公里)；Xl1000、Xl5001000500千伏输电线路的电抗(Ω)。1000500千伏允许输送距4～5倍。500230万千瓦的状况下，允许l500=2792.31倍。主要是由于送、受两端升、降压变压器较大的阻抗，阻抗愈大，沟通特高压输送的距离愈短。由上可知，由于沟通特高压输电线路两端升、降压变压器的存在，1000千伏线路的输电容量永久不行4～5倍；在输送一样功率的状况下，1000千伏特高压输5004～5倍。沟通特高压试验示工程的数据证明，沟通5002.5倍。1000500300公里。20%5%70%的前提5040%串联电容补偿，送、受3001000500万千瓦的300公里。因此，为了远距离输电，必需将长线路分段为300公里左右的短线路实行接力送电，在每一分段点必须得到500千伏系统的电压支持才能保持沟通特高压较高的输电力量。而接入沟通特高压输电线路各分段50030～50千安水平(2600～4330万千瓦)。这种力量一般在大都市负荷中心才具有。定性也可能受到威逼，示工程的设计功率不能运行就是案例。距离输电建设本钱居高不下的主要缘由之一。“分段落点”的这一固有弱点，偏偏将其美化为沟通特高压可以“敏捷落点，而直流输电却不能”。问题的要害在于，假设沒有“敏捷落点”，沟通特高压就不能实现远距离、大容量、低效率输电。645280万千200万千瓦运行，而向家坝至±8002023公里，为示工程3.17003.5倍，两者相比昭然假设揭。1000/500千伏电磁环网的存在，它500500千伏超高压电网上的怪胎。1000/500千伏网架电压的飘移浮动，将增加电压稳定性破坏的风险。300500千伏网络的支撑，为此构成1000/500千伏电磁环网，实际上是上弱(1000千伏网络)下强(500千伏网络)，而该电磁环网自投运之日始就根本不能解开，1000500千伏超高压系统上才能存活(5)。510005001000/500千伏电磁环网，破坏了分区分层的电网构造。用率。沟通特高压及三华沟通特高压电网引发连锁性大停电事故的概率将十余倍地增大。图6“三华”UHV同步电网与华东／华中／华北三大区域电网发生超过800万千瓦及以上停电损失k的概p(k)比较。在图6中左边蓝色曲线表示现行中国“三华”电网中每个区域电网的幂律特性(负幂指数-γ=1.401)，形成“三华”沟通特高压电网后的幂律特性接近于美国东部电网的特性(右侧黑色曲线，负幂指数-γ=10)。这样在发生同样损失800万千瓦规模以上的大停电事故的状况下，“三华”特高压同步电网发生事故的概率为现在分区运行状况下发生事故概率的15倍。从图6中，还可以看出，正是由于中国原有500千伏区域超高压电网规模不大、构造清楚、简单性程度不高(负幂律指数大)，发生800万千瓦以上规模损失的大停电事故的概率几乎为零(约0.2%)。因此，安全牢靠的分区分层的清楚电网构造和适度的超高压同步电网规模才是中国至今未发生全国或全大区围的大停电事故的根本缘由。正在乐观推行中的“三华”特高压联网，以及特高压沟通联网带来难以解决的电磁环网问题，实质上都会将中国原来安全牢靠的直流(个别弱沟通联网)联网的分区分层构造变成一个分区不清、难以分层、电力通过电网对电网传送，负荷任意转移的担忧全、不经济、不环保的浩大的、更加简单的沟通同步电网构造，这样的电网构造危害深远。同步电网间的异步互联是世界现代大电网进展的主流趋势愈安全，必需掌握同步电网规模。这样才能有效地掌握系统的简单性和脆弱性的集中。故次数的百分比(%)变化趋势。7世界各国7世界各国(地区)电网上是电力系统规模不断扩导致的简单性和脆弱性所致。“微缺乏道”的干扰下，全部积存的脆弱性，如电网构造不合理，修理欠佳和不确定性的干扰和/或近临界状态的缓慢变化都可能被“激活”，从而导致更加严峻甚至连锁性事故的发生。电网进展的主流趋势。断扩大，其严峻后果亦日渐显现：间相互依靠性日趋严峻，电力系统及其关联的掌握和通信系统的任何一个脆弱部位都会遭到人为或自然的攻击，而导致电力系统灾难性事故的发生；随电力市场进展，网间潮流交换频度及数量将急剧增加，迫使电网常常运行在趋于极限的临界态；信息交换及信息量大幅增加，自动化系统及其治理更为简单，事故风险增大。限制同步电网规模、降低电网简单性、进展同步电网间异步互联更有利于能源资源优化配置和更是提高电网安全性和生存性，建设坚强国家电网的重大战略举措。在《特高压交直流电网》一书中称“世界围的跨国、跨区互联电网呈现蓬勃进展趋势，联网围不断扩大”。特别以美国和欧盟的“Grid2030”和“Supergrid”为例加以说明。但在说明中只字不提他们为限制同步国沟通电网融合形成超级电网，实现将目前松散联系的欧洲电力市场构建为欧洲统一电力市场，而借“欧洲统一电力市场”之名推销“必需建设沟通特高压电网才能形成中国统一电力市场”的私货。美国电力改革的纲领性文件——2030100年国家愿景》(GRID2030)明确提打算，从而解决美国百年来形成的简单沟通自由联网构造无法解决的根本问题。为了降低电网的简单性，提高电网的安全性，美国电力科学争论院EPRI和直流互联公司DCInterconnectCo。争论了美欧屡次重大停电的教训，建议实施改造旧电网的“綠色打算”，承受“电网分割技(7.55亿千瓦)4个沟通区，西部同步电网(2亿千瓦)用2个沟通区。日本学者对日本的关西、中国、九州、四国的串行电力系统进展的争论说明，假设通过在关西与中向大系统的输电，还可以极提高电网运行的安全性和牢靠性。FP6框架打算的一局部，由欧盟提出了以HVDC技术连接各国已有的沟通电网，建设一个可使可再生能源电力远距离传输的大规模的“超级电网”(supergrid，SG)和超级智能电网(supersmartGrid，SSG)的设想。以实现SSG实际上是分布式和小型设施构成的去中心化的可再生电力为主的区域性智能电网与超级电网相结合的产物。超级智能电网SSG的根本架构是建密集的HVDC线路，以异步互联方式将已有的各国沟通电网融洲电网的互联，使电力系统更加牢靠、电价更为低廉。年年初公布了一系列相配套的以±400千伏高压直流为主的输电工程，例如为解决北部风电向南部800公里的“南部”1000千伏特高压沟通输路改造为直流输电，以提高他们的输电力量。中国也将掌握同步电网规模作为提高电网安全性和生存性的重要战略措施。到2023年，