無(wú)論傳統(tǒng)電網(wǎng)還是智能電網(wǎng)，保證安全穩(wěn)定是第一位的。交流同步電網(wǎng)有其電壓安全穩(wěn)定的特殊規(guī)律，世界上由于電網(wǎng)失穩(wěn)而造成巨大社會(huì)、經(jīng)濟(jì)損失的惡性事故并不少見(jiàn)。保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定是一個(gè)系統(tǒng)工程，取決于諸多因素而非一、二個(gè)因素：合理電壓等級(jí)配置分層，適當(dāng)交流同步網(wǎng)規(guī)模的分區(qū)，區(qū)域主干網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式，區(qū)域聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)弱，遠(yuǎn)距離輸電電壓、回路數(shù)和交直流輸電方案的優(yōu)化選擇，電源結(jié)構(gòu)和分布的優(yōu)化，電力系統(tǒng)包括電源、電網(wǎng)的合理充裕度，電力系統(tǒng)合理的運(yùn)行方式選擇。
交流同步網(wǎng)合理分區(qū)是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定非常重要而有效的措施。世界上所有重大惡性安全穩(wěn)定交流同步電網(wǎng)事故都是無(wú)法預(yù)測(cè)的多重復(fù)合故障事故，這種多重復(fù)合故障都不是按穩(wěn)定導(dǎo)則規(guī)定的條件去發(fā)生的，如要用電力一、二次系統(tǒng)安全設(shè)防去防止概率很低的無(wú)從預(yù)測(cè)的多重復(fù)合故障，在技術(shù)上無(wú)可能、經(jīng)濟(jì)上也無(wú)法承受。因此，交流同步網(wǎng)合理分區(qū)是非常重要而有效的措施，這一方面中國(guó)的大區(qū)電網(wǎng)劃分己有較好基礎(chǔ)，我們必須要防止過(guò)大交流同步網(wǎng)的重要決策不當(dāng)而造成“火燒聯(lián)營(yíng)”無(wú)法想象后果的惡性事故。
值得認(rèn)真研究論證的幾個(gè)問(wèn)題
中國(guó)交流同步電網(wǎng)合理分區(qū)論證。 此論證涉及全國(guó)聯(lián)網(wǎng)、區(qū)域主干網(wǎng)架、遠(yuǎn)距離輸電與特高壓、超高壓和交直流等一系列技術(shù)應(yīng)用。在論證中要充分注意區(qū)分區(qū)域交流同步電網(wǎng)主干網(wǎng)架、區(qū)域交流同步網(wǎng)間直流聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)距離大功率輸電網(wǎng)的不同功能和實(shí)現(xiàn)方式。
區(qū)域交流同步電網(wǎng)基本要求。主干網(wǎng)架電壓等級(jí)要合理，結(jié)構(gòu)清晰，運(yùn)行方式靈活，具有較強(qiáng)抗擾動(dòng)能力，事故影響面適當(dāng)，能安全接受所需區(qū)外來(lái)電，短路容量可承受，網(wǎng)內(nèi)不發(fā)生正常潮流控制和環(huán)網(wǎng)困難，不發(fā)生規(guī)程規(guī)定故障狀態(tài)下電壓、功角失穩(wěn)以及能避免具有重大事故隱患的高壓電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行等。
全國(guó)東西、南北跨區(qū)電力流進(jìn)一步論證核定。中國(guó)能源資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展分布的不均衡性而形成大規(guī)模遠(yuǎn)距離電力輸送問(wèn)題是中國(guó)國(guó)情，上世紀(jì)九十年代對(duì)跨區(qū)電力流有預(yù)測(cè)研究，但當(dāng)前中國(guó)能源戰(zhàn)略、電力發(fā)展的重要原則已有了較大變化，如大力發(fā)展核電、可再生能源等，需由政府組織進(jìn)一步論證核定全國(guó)東西、南北跨區(qū)電力流，它是決定中國(guó)高壓電網(wǎng)架構(gòu)的重要因素。
大規(guī)模跨區(qū)電力流輸送多方案優(yōu)選論證。采取特高壓技術(shù)組成更大規(guī)模交流同步網(wǎng)方案是一種方案，但必須充分評(píng)估安全穩(wěn)定隱患，電壓調(diào)整技術(shù)可行性，電磁環(huán)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)以及與原有500kv主網(wǎng)關(guān)系等；基本保持原分區(qū)格局采取特高壓、超高壓的直流、多端直流“點(diǎn)對(duì)網(wǎng)”“網(wǎng)對(duì)網(wǎng)”，交流“點(diǎn)對(duì)網(wǎng)”以及資源地區(qū)電網(wǎng)局部合理切分等綜合措施同樣是一種方案；各方案都有相應(yīng)技術(shù)難點(diǎn)、問(wèn)題和不同經(jīng)濟(jì)代價(jià)，總之要以客觀的科學(xué)態(tài)度做好多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)選論證。
全國(guó)直流聯(lián)網(wǎng)方案論證。以適當(dāng)規(guī)模的直流實(shí)現(xiàn)區(qū)域交流同步網(wǎng)間聯(lián)網(wǎng)以至達(dá)到全國(guó)聯(lián)網(wǎng)目標(biāo)，既取得聯(lián)網(wǎng)效益，又可在不可預(yù)測(cè)的復(fù)合故障狀況下和戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境、防恐形勢(shì)下避免對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)安全構(gòu)成過(guò)大威脅。
在實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)、資源優(yōu)化配置、安全接受外區(qū)送電等條件下，原受端區(qū)域交流同步網(wǎng)或經(jīng)局部調(diào)整，采取一定技術(shù)措施后是可以適應(yīng)的情況下，根本性改變中國(guó)原交流同步網(wǎng)分區(qū)格局是要非常慎重的。
可再生能源電力遠(yuǎn)距離輸送安全穩(wěn)定論證。不可控的可再生能源電力交直流兩種方案下遠(yuǎn)距離、大功率送入電網(wǎng)，電網(wǎng)電壓、功角安全穩(wěn)定論證。
超導(dǎo)限流、儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用論證。 超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)后，其有效降低電網(wǎng)短路容量和提高安全穩(wěn)定性的論證。
提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定性多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)選論證。以達(dá)到同樣安全穩(wěn)定水平而投入資金最少的系統(tǒng)一、二次合理配置。
供用電系統(tǒng)變革是重點(diǎn)
供用電系統(tǒng)變革的目的。達(dá)到降低供電網(wǎng)線損，提高供電網(wǎng)自愈能力，提高供電可靠性，減小城市輸電走廊困難，減小峰谷差，減少系統(tǒng)裝機(jī)，接納可再生能源包括用戶(hù)綠色電力，減少能源不必要轉(zhuǎn)換以提高一次能源利用率，降低用戶(hù)實(shí)際消費(fèi)電價(jià)，適應(yīng)新型交通工具等等目的。中國(guó)2008年電網(wǎng)線損為6.64%即2021億千瓦時(shí)相當(dāng)于近1億噸天然謀，中國(guó)2008年全國(guó)水電總的發(fā)電量?jī)H為5633億千瓦時(shí)，線損能耗空間較大，而供電網(wǎng)線損占總的電網(wǎng)線損約三分之二，與輸電網(wǎng)相比又具有較大的降低空間。
供用電系統(tǒng)變革的技術(shù)和管理手段。建立數(shù)字化信息集成處理系統(tǒng)，采用智能電表，實(shí)行浮動(dòng)電價(jià)，評(píng)估優(yōu)化供配電電壓等級(jí)，改善供配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，有條件的實(shí)施高溫超導(dǎo)供電，構(gòu)建適應(yīng)分布式能源系統(tǒng)和新型交通工具的供電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)供用雙向互動(dòng)和電力需求側(cè)智能化管理，從而實(shí)現(xiàn)變革之目的。
供用電系統(tǒng)變革與能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)關(guān)系。發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)、建筑物、交通能源消費(fèi)約各占三分之一，而中國(guó)大約為70%、25%、5%；2008年中國(guó)用電結(jié)構(gòu)為第一產(chǎn)業(yè)2.56%，第二產(chǎn)業(yè)75.5%，第三產(chǎn)業(yè)10.2%，城鄉(xiāng)居民用電11.8%，各類(lèi)用戶(hù)負(fù)荷特性也不同。因此，中國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家供用電系統(tǒng)變革的政策和技術(shù)措施側(cè)重面不同，收效也不同。
供用電系統(tǒng)變革與數(shù)字化信息集成處理系統(tǒng)關(guān)系。采用數(shù)字信息集成處理器、智能電表、數(shù)字傳感器等，實(shí)現(xiàn)供用電系統(tǒng)調(diào)度、變電站、用戶(hù)、接入電源等各環(huán)節(jié)自身信息數(shù)字集成處理，各環(huán)節(jié)間建立高速電力數(shù)字專(zhuān)用網(wǎng)。在各環(huán)節(jié)信息集成基礎(chǔ)上，以供用電業(yè)務(wù)流程和管理的變革模式為依據(jù)的信息分析處理是該系統(tǒng)的核心，從而實(shí)現(xiàn)供用電系統(tǒng)變革的宗旨、目的。因此，建立數(shù)字化信息集成處理系統(tǒng)是供用電系統(tǒng)變革的重要前提。
供用電系統(tǒng)變革是一項(xiàng)全社會(huì)的系統(tǒng)工程。中國(guó)曾經(jīng)歷過(guò)較長(zhǎng)的“重發(fā)、輕供、不管用”時(shí)期，中國(guó)供用電環(huán)節(jié)各方面基礎(chǔ)較差，信息化水平低，總體自動(dòng)化控制水平不高，供配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，各地區(qū)基礎(chǔ)現(xiàn)狀很不均衡等。中國(guó)推行“配電自動(dòng)化系統(tǒng)”工作為今后供用電系統(tǒng)變革提供了一定基礎(chǔ)，但智能電網(wǎng)供用電系統(tǒng)的技術(shù)和管理變革要求高，要求在全面數(shù)字信息化集成基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能化控制，要求建立分布式能源系統(tǒng)，接納可再生能源，要求優(yōu)化供配電電壓等級(jí)、建立合理的供配電網(wǎng)和微網(wǎng)結(jié)構(gòu)，要求商業(yè)服務(wù)模式創(chuàng)新即原單一電力供應(yīng)商轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合能源供應(yīng)服務(wù)商，電源商、用戶(hù)也要參與能源管理等。因此，供用電系統(tǒng)變革涉及觀念、政策、體制、管理、規(guī)劃、導(dǎo)則規(guī)范、人員、技術(shù)、設(shè)備、網(wǎng)架和信息化水平等方方面面，工作量很大，是一項(xiàng)全社會(huì)的系統(tǒng)工程。各地區(qū)基礎(chǔ)水平又很不一致，不可一刀切，還要量力而行?？傊?，供用電系統(tǒng)變革要在規(guī)劃、規(guī)范、試點(diǎn)、總結(jié)、完善基礎(chǔ)上逐步推行，才能提高投資效益，避免低水平重復(fù)建設(shè)。
可再生能源應(yīng)用與分布式能源系統(tǒng)是難點(diǎn)
建立分布式能源系統(tǒng)是大勢(shì)所趨。大量實(shí)踐已證明分布式能源系統(tǒng)的一次能源利用率比傳統(tǒng)電網(wǎng)模式提高一倍多，也是改善能源結(jié)構(gòu)，接納可再生能源，提高電力供應(yīng)安全保障有效途徑，在這方面中國(guó)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比有很大差距，首先是觀念、體制上的差距。要對(duì)中國(guó)原電源結(jié)構(gòu)和分布調(diào)整做好相應(yīng)規(guī)劃，逐步加大分布式電源比例，互補(bǔ)改善接入可再生能源電力的質(zhì)量，以達(dá)到更多應(yīng)用可再生能源目的。
發(fā)展可再生能源是人類(lèi)未來(lái)生存的希望，難點(diǎn)不是“車(chē)多路少”，難點(diǎn)在如何解決可再生能源的不可控性。
可再生能源是低碳、清潔、可持續(xù)的最有效能源，特別是太陽(yáng)能、風(fēng)能利用，是人類(lèi)未來(lái)生存的希望。但是，除因?yàn)楫?dāng)前造價(jià)偏高和利用小時(shí)低而缺乏競(jìng)爭(zhēng)力需政策支持外，其不可控性即隨機(jī)性、間隙性以及反調(diào)峰特性對(duì)電網(wǎng)影響很大，電能質(zhì)量下降包括頻率、電壓不穩(wěn)，諧波污染，還有風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)故障和擾動(dòng)的過(guò)渡能力低如低電壓穿越能力低等問(wèn)題，直至威脅到電網(wǎng)安全穩(wěn)定。
當(dāng)前存在“車(chē)多路少”問(wèn)題，但電力大規(guī)模應(yīng)用可再生能源難點(diǎn)并不在于此，不是僅僅增加一些輸電能力就可以，主要難點(diǎn)在可再生能源的不可控性，這不僅是中國(guó)大規(guī)模應(yīng)用可再生能源的難點(diǎn)，也是世界各國(guó)面對(duì)的難點(diǎn)，只是要解決問(wèn)題的側(cè)重面不同，中國(guó)電力大規(guī)模應(yīng)用可再生能源需要滿足四個(gè)條件和經(jīng)濟(jì)的可行性，這是需要在科學(xué)規(guī)劃指導(dǎo)下逐步解決。
來(lái)源:中國(guó)電力新聞網(wǎng)