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从印度大停电看 中国电力发展需重视的五个问题

导读: 今年7月30、31日,印度相继发生两次大面积停电事故。笔者认为这对中国的电力供应也有着警醒作用。

  今年7月30、31日,印度相继发生两次大面积停电事故。笔者认为这对中国的电力供应也有着警醒作用。

  中印都是发展中大国,虽然印度电力设施总体上比中国落后,但两国电力系统有着很多共同点。主要在于:电源结构都以燃煤火电为主;电网结构由若干区域电网组成国家电网电力调度既有国家级调度,也有分区分级调度;很多电源地与负荷地相距较远;电力体制中计划管理与市场竞争并存。

  因此从某种程度上说,印度电力是中国电力的一面镜子。中国电力事业的发展,应当汲取印度大停电的教训,坚持行之有效的安全原则,科学规划电网结构,优化电力流向,提高调度水平,完善电力体制和应急机制,防范类似事故在我国发生。

  电网结构问题

  综合各方面情况可以看到,印度将多个电网连接成一个同步交流网,是造成电网崩溃的重要原因。

  印度电网分为五大区域电网。一般认为,印度电网薄弱,这主要指配电网,各区域之间联网并不薄弱。进入新世纪,印度通过多回400千伏和765千伏线路,实现了东部(ER)、西部(WR)、北部(NR)和东北部(NER)电网的同步互联,以强联系形成了容量达1.1亿千瓦的中央电网。

  印度发生大规模停电事故已有三次。2001年1月20日,印度北部地区大停电。事故起因是一个变电站跳闸,引起相互牵连跳闸,系统失稳振荡,最后导致电网崩溃。此后,印度电力部门没有吸取教训,几大区之间的电网仍主要设计为多回路交直流的复杂连接。今年7月30日,北部电网一座超高压变电站出现故障引起连锁反应,导致北部电网崩溃。7月31日,北部电网泰姬陵附近的变电站发生故障,引发北部、东部、东北部电网相继崩溃。

  这三次事故都说明,过大的同步电网如果发生失稳振荡,就可能波及交流相连的全部电网。而南部电网(SR)与中央电网之间主要是通过高压直流线路连接,在“7.30”、“7.31”大停电中,避免了将事故传导到南部。

  我国电网规模位居世界第一。改革开放以来,无论在电力严重短缺的时候,还是供求相对平衡的时候,都没有发生大的停电事故。这主要得益于我国电网建设中,坚持交流电网“分层、分区、分散外接电源、潮流可控”的原则,通过“继电保护四统一”等原则来建立“三道防线”。在这些措施保护下,任何一个区域故障失稳,都不会发生大停电,也不会波及相邻地区。譬如,2006年7月1日,华中(河南)电网发生一起较大的电网事故,损失负荷300多万千瓦。这次事故没有波及西北、华南和华东,主要因为区间是直流联网。目前,我国六大电网中,除华北、华中通过1000千伏交流联网外,东北与华北、西北与华中、华中与华东、华中与南方通过直流实现异步联网。

  在2002年电力体制改革中,明确了全国电网由六个区域电网及其各自的调度交易机构组成。区域电网之间的电力交换,都采用了“背靠背”直流输电技术,保持了区域电网相互异步运行。

  近年来,采用特高压等级,建立坚强智能电网的设想,引起了电力行业的争议。很多专家担心,将各区域电网都用交流特高压连成“一张网”是否安全。应当看到,交流电网的电压等级越高、规模越大,配置电力资源的范围也越大,但发生事故造成的损失也越大。当今中国社会已不能承受像印度这样灾难性的停电事故。能源主管部门应当高度重视电网结构对电力安全的影响,加强电网发展的统一规划,对跨区联网严格论证,慎之又慎。

  电力流向问题

  印度主要电源位于东北部和东部地区以及不丹境内,以煤电和水电为主。电力负荷集中在北部、南部和西部地区。输电方向为“东电西送”、“北电南送”。这次大停电警示我们,必须重视远距离输电存在的安全隐患。

  “7.30”大停电前,印度北部电网内四个邦的用电负荷因农业灌溉、空调使用而急剧上升,西部电网至北部电网的跨区输电线路负荷严重过载,成为引起电网故障的原因之一。停电发生后,由于负荷中心缺乏电源支撑,远距离的输电救援无法为事故中心的振荡起到支撑作用。我国也出现过类似问题。2008年我国雨雪冰冻灾害期间,一些地方电网与大电网解裂成为“孤岛”,由于负荷地缺少电源,无法为当地电网提供支撑,出现了大面积停电。

  我国能源富集区与电力负荷地不统一,远距离能源输送是送煤还是送电,存在不少争议;如以送电为主,是用直流还是用交流,意见也不统一。无论哪一种方式,在经济性、安全性上都各有利弊。

  笔者认为,比较稳妥的办法,一是尽可能将负荷地靠近电源地。随着沿海地区产业结构的调整,第三产业比重上升,重化工业比重下降。国家可以将载能工业尽可能调整布局到中西部地区,既有利于落后地区发展,也可以避免新增电量远距离输送;二是负荷中心电力多元发展。从受端电网安全出发,负荷中心应当建设适量的电源项目,使远距离送电容量与负荷中心发电容量之间形成合理的比例。对重要的负荷中心,应当考虑多方向、多种途径送电。在区域电网中,高效清洁煤电、水电、核电和抽水蓄能电站以及其他各类电源应多元发展,一旦发生事故可以形成互相支撑;三是长距离输电应以直流为主。不仅输送能力较强,也可以避免交流输电特有的动态稳定问题。

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