準確把握現代電網的發展方向

    “十二五”對于能源行業來說是一個十分特殊的時期，在這個國民經濟發展五年規劃期內，能源領域居然缺失了國家級的“十二五”全國電網發展規劃。導致這種不正常情況發生的原因，從技術層面看主要有兩條：一是由于對交流特高壓和智能電網的本質缺乏深刻認識，因而未能對我國電網的發展方向形成統一看法；二是出現了一些似是而非的電網規劃理論，干擾了“十二五”電網規劃的編制。

    本文在反思“十二五”電網規劃教訓的基礎上，通過分析、澄清兩個被淡化和曲解的電網規劃基本原則，對“十三五”是否發展交流特高壓電網、怎樣建設智能電網、以及如何把握我國電網的發展方向等問題，提出了個人的意見和建議。

    兩個需要澄清和堅持的基本原則

    分區平衡和電網結構合理，這是電網發展規劃需要遵循的兩個最基本的原則。這兩個原則，凝聚了電網規劃理論的真諦，是確保電網安全性和經濟性的法寶，也是識別電網規劃真偽專家的試金石。多年來在開展高電壓、大容量、遠距離輸電規劃建設的時候，由于缺少辯證思維，這兩個原則一定程度上被曲解或淡化了。

    （一）分區就近平衡是電網最理想的供電模式

    安全、經濟是對電網最重要，也是最基本的要求。一個電網電壓層次越多，電力的輸送距離越遠，則其電能的損耗和安全風險也越大。電網中用戶的用電電壓實際上是很低的，絕大多數用戶只有0.4千伏，少數工業用戶達到10千伏，但也只有500千伏超高壓的五十分之一。分區就近平衡，意味著電網的電源布局均勻，電壓等級低、層次少，電力輸送距離短，導致的結果是電網的電能損耗小、投資省、供電可靠性高，對環境的影響也小。顯然，這是一種最理想的供電模式。

    有一種觀點認為，由于我國能源資源分布不均，需要在更大范圍內優化資源配置，因此分區平衡的原則過時了。這種觀點的錯誤在于它未看清問題的本質，混淆了兩個不同層次的概念。事實上“分區平衡”反映的是電網技術特性的具體要求，而“在更大范圍優化資源配置”反映的則是經濟發展的一般要求，兩者不僅不矛盾，而且還有內在的相輔相成性。實現能源資源在更大范圍優化配置的方式，不僅包括在煤炭基地建電廠實施遠距離輸電的方式，也包括將煤碳遠距離運到負荷中心建電廠的方式。對于電網而言，為了降低安全風險和提高能源利用率，只要條件允許后者始終優于前者�！半姀纳磉厑怼笔请娋W求之不得的結果，而“電從遠方來”則是一種不得已的選擇。只有當就近平衡的路全部被堵死后，遠距離輸電才具有合理性。

    不可否認，電網的發展由于受到自然條件的種種限制，呈現出電壓等級越來越高，電壓層次越來越多，輸電距離越來越遠，輸電成本越來越高，以及環境代價越來越大的傾向。但如何面對這種情況，是任其發展甚至人為地強化它，還是充分發揮主觀能動性和創造性，去改變或緩解它，兩種觀念和行為代表了兩種不同的電網發展路線，前者是傳統電網的發展路線，后者是現代電網，即智能電網的發展路線。智能電網注重分布式電源和微電網建設，具有小型、分散、多元的特點。分區平衡的原則在這里不僅沒有過時，而且達到了一個更高的水平�！熬偷筒痪透�、就近不就遠、就簡不就繁”無疑是電網建設的“歸真返璞”。

    “十三五”電網規劃要辯證地理解和堅持分區平衡的原則，通過客觀、科學、全面、深入的技術經濟論證，確定每個省和每個區域電網接受遠距離送入電力的合理容量。

    （二）電網結構合理是降低電網脆弱性的根本途徑

    電網具有天生的的脆弱性，這種脆弱性是由電網的技術特性和物理結構決定的。從內在的要求看，一個電網時時刻刻需要保持全網功率的平衡，以及功角、頻率和電壓的穩定，這種平衡和穩定在各種能量轉化和電與磁的瞬息變化中實現，對電網運行條件十分敏感，哪怕是一個小事故只要處理不當，亦可導致整個電網運行的瓦解。從外部特征看，電網在地域上覆蓋范圍廣闊，而且幾乎完全暴露在大自然中，一個大電網各種電壓等級的輸電線路可以綿延幾萬千米，發變電設備遍及山區平原，即使一定程度提高建設標準，也難以免受各種自然災害以及人為的破壞。電網的這兩種脆弱性，前者可稱作“電氣脆弱性”（即電網的“電氣完整性”容易受到破壞）；后者可稱作“物理脆弱性”（即電網的“機械完整性”容易受到破壞）。顯然，電網的“機械完整性”遭到破壞而危及電網安全，最終是通過電網的“電氣完整性”相應受到破壞表現出來的。因此，可以說電網的物理脆弱性是危及電網安全的外因，電氣脆弱性是內因，外因通過內因而起作用。

    分析和認識電網的脆弱性問題，可以得出如下結論：第一，電網的脆弱性與生俱來不可能被完全克服，因此電網的安全風險永遠不會消失。第二，電氣脆弱性是造成電網安全風險的根源和主導因素。第三，電網越大越復雜，其脆弱性越強，脆弱性與電網的電壓等級無關。

    盡管電網的脆弱性不可克服，但其強度卻可以通過人為的努力降低。由于電網的脆弱性是由電網的技術特性和物理結構決定的，因此，降低脆弱性的根本途徑就是通過科學、精心的規劃，構建最合理的電網結構�？刹扇〉拇胧┖芏�，如合理控制同步電網規模；盡量避免電磁環網；受端電網建設足夠的支撐電源；同一走廊遠距離送入受端電網的功率比例恰當；電源分散接入電網；分層分區簡化電網結線；盡量避免交直流輸電線路并聯運行等。其中最重要的是合理控制同步電網的規模和分層分區簡化電網結線這兩條，因為這是降低電網脆弱性，盡可能將安全風險限制在較小范圍內的基本前提。從現實的情況看，我國的區域電網以及省級電網都已具有相當大的規模，在此基礎上構建三華交流特高壓同步電網只會強化電網的脆弱性，是不明智和不可取的。

    不應再堅持發展交流特高壓電網

    應不應該發展交流特高壓電網，這是至今仍在激烈爭論的一個重大問題。“十二五”沒有解決好這個問題，導致了 “十二五”全國電網規劃出不了臺。顯然，這個問題也是做好“十三五”電網規劃無法回避的一個帶根本性的問題。很難想像在這個問題仍然沒有一個科學結論的情況下，能夠提出一個具有指導意義的“十三五”電網規劃。

    （一）交流特高壓技術不具有原創性

    用不斷提高電網電壓的辦法來擴大和發展電網（本文提到的“電網電壓”均指電網的最高等級電壓），這是世界各國電網走過的共同道路，也是傳統電網遵循的發展路線。一般的規律是電網電壓按1.5～2.5倍的關系向上提升，每提高一個電壓等級大約需要經過20～30年時間。

    但是，電網電壓的提高并不是無止境的。早在上世紀60年代末至80年代初，世界上就曾經出現過一股“交流特高壓熱”。美國、前蘇聯、日本、加拿大、意大利等國家都進行了交流特高壓輸電的可行性研究和相關規劃，但只有前蘇聯于上世紀80年代建成了長約900千米、電壓為1150千伏的特高壓輸電線路，并于1985年到1992年運行了6年后降壓為500千伏運行。日本于上世紀90年代建成約427千米、電壓為1000千伏的特高壓輸電線路，但至今仍降壓為500千伏電壓運行。從那股“交流特高壓熱”至今40多年過去了，由于三方面原因：一是交流特高壓輸變電設施對環境產生的影響比超高壓大得多，受到公眾普遍抵制；二是工程造價昂貴，投資效益差；三是技術上使電網變得更復雜，強化了電網的脆弱性；加之直流技術已經解決了電力的遠距離大容量輸送問題等原因，各國早已調整了自己的技術路線，放棄了繼續發展交流特高壓的目標。歐洲電網自上世紀50年代出現400千伏電壓等級至今已60余年，盡管其電網電壓比我國普遍采用的500千伏還低100千伏，但卻一直保持不變，今后更不可能再提高。說明電網每過20～30年就要出現一個新的更高電壓等級的規律不適合電網發展到超高壓后的情況。

    交流特高壓不僅是電網傳統路線的產物，而且是被發達國家早已拋棄的技術，是“別人嚼過的饃”，不具有原創性，也不具有在全世界推廣的生命力。因此，在2014年6月的兩院院士大會上，理所當然沒有被列入建國以來重大基礎理論創新和科技發明創造名錄之中（見習近平總書記在大會上講話）。

    至于國際上一些人對交流特高壓的喝彩，是不足掛齒的。因為在交流特高壓這個賽場上，只有中國一名競技員，中國創造的紀錄，制定的標準，都是世界第一，很難說看臺上傳來的不是倒彩聲�？陬^上的奉承說明不了問題，如果中國的交流特高壓技術也能像高鐵那樣走出國門，在其他國家的土地上生根開花，那才是真正的肯定和喝彩。遺憾的是除中國外，世界上不可能再有第二個國家會真正發展交流特高壓電網。那種認為世界已經進入了建設交流特高壓電網新紀元的論斷，純粹是一種主觀臆想。

    （二）交流特高壓電網與智能電網本質上具有排斥性

    如果說歐美等發達國家在上世紀80年代即放棄了交流特高壓，那么，在世界已經進入智能電網建設時代的今天，中國更沒有理由發展交流特高壓，尤其是交流特高壓電網，因為智能電網的建設必然導致對交流特高壓電網的否定。