張運洲：互聯(lián)電網(wǎng)不斷擴大是世界電網(wǎng)發(fā)展客觀規(guī)律

當前，在世界范圍內(nèi)，隨著以風電、光伏發(fā)電等新能源快速發(fā)展為標志的電力變革加速，電網(wǎng)建設、發(fā)展也迎來了新的發(fā)展時期，那么未來電網(wǎng)的發(fā)展趨勢如何？國際大停電事故主要由哪些原因造成？對此，近日記者采訪了國網(wǎng)能源研究院院長張運洲。

互聯(lián)電網(wǎng)不斷擴大是客觀規(guī)律使然

國網(wǎng)能源研究院院長 張運洲

記者：目前國外主要國家和地區(qū)電網(wǎng)的發(fā)展情況如何？我國電網(wǎng)有何特點？

張運洲：大多數(shù)國外發(fā)達國家和地區(qū)的電網(wǎng)在上世紀80年代左右就完成了其快速擴張，其中俄羅斯電網(wǎng)與東歐、中亞、波羅的海國家電網(wǎng)保持同步聯(lián)接，是世界上覆蓋面積最大的同步電網(wǎng)。北美互聯(lián)電網(wǎng)是世界上裝機規(guī)模最大的互聯(lián)電網(wǎng)。進入21世紀后，新能源的快速發(fā)展對大電網(wǎng)的資源優(yōu)化配置功能提出了新要求，國外發(fā)達國家和地區(qū)的大電網(wǎng)互聯(lián)也迎來了新的發(fā)展時期。如美國專家估計，未來20年，美國輸電線路年均建設長度將達1500—2000英里，相比過去十年年均增長50%—100%。

縱觀歷史和現(xiàn)實，不難發(fā)現(xiàn)，電網(wǎng)互聯(lián)規(guī)模不斷擴大是世界電網(wǎng)發(fā)展的客觀規(guī)律，跨國電網(wǎng)互聯(lián)成為重要方向，這是由獲取更大的經(jīng)濟、環(huán)境、社會等方面的效益所驅動的。如目前歐洲電網(wǎng)向東已實現(xiàn)與羅馬尼亞、保加利亞等東歐國家電網(wǎng)同步互聯(lián)；考慮到地中海沿岸國家豐富的石油天然氣資源，向南與地中海沿岸國家電網(wǎng)互聯(lián)，其中與地中海南部的摩洛哥、阿爾及利亞、突尼斯通過交流400千伏海底電纜相聯(lián)，與土耳其通過400千伏交流線路同步運行。

相比之下，我國大電網(wǎng)互聯(lián)起步比發(fā)達國家晚約20年，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展、電力需求持續(xù)上升，電網(wǎng)仍處于快速發(fā)展時期。為滿足大規(guī)模電力輸送和高效配置的基本要求，我國需構建安全可靠、經(jīng)濟高效的強大電網(wǎng)。按照相關規(guī)劃，未來我國電網(wǎng)將形成由四個同步電網(wǎng)（“三華電網(wǎng)”、東北電網(wǎng)、西北電網(wǎng)和南方電網(wǎng)）異步聯(lián)接構成的全國互聯(lián)電網(wǎng)，以特高壓交直流為主體聯(lián)接綜合能源基地和主要負荷中心。同時，分布式能源系統(tǒng)及微電網(wǎng)也得到快速發(fā)展，電網(wǎng)智能化水平持續(xù)提升。

電網(wǎng)之間采用交流互聯(lián)是主導方式

記者：國際上主要國家和地區(qū)的電網(wǎng)是如何互聯(lián)的？

張運洲：從國際上看，美國、歐洲、俄羅斯電網(wǎng)的發(fā)展均是以交流為主，輔以直流輸電技術，構建了交直流協(xié)調(diào)發(fā)展的大型互聯(lián)同步電網(wǎng)，獲得了巨大的綜合效益。

綜合分析，在沒有難以逾越的地理、政治、技術障礙情況下，交流往往是占主導地位的聯(lián)網(wǎng)方式。采用直流互聯(lián)主要有三種方式：一是海底電纜一旦超過40公里，由于技術限制只能采用直流方式，因此長距離海底電纜必須采用直流聯(lián)網(wǎng)方式；二是相鄰電網(wǎng)之間聯(lián)系比較薄弱，或因運行規(guī)約不能相融，為確保互聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定運行，宜采用背靠背互聯(lián)，如美國的西部電網(wǎng)和東部電網(wǎng)之間由洛基山脈分隔，采用背靠背更為合理；三是陸上的遠距離輸電采用直流，這類工程是直流技術應用較多的情景，具有較明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢。

總的來看，相鄰電網(wǎng)之間采用最高交流電壓等級聯(lián)接比較常見，這是基于安全和技術經(jīng)濟綜合論證的結果。同步電網(wǎng)的不斷發(fā)展保障了大容量機組、大水電、核電、可再生能源的開發(fā)和利用，降低了系統(tǒng)備用容量，實現(xiàn)了能源資源的大范圍優(yōu)化配置，提高了電網(wǎng)效率和安全可靠性。

堅持電網(wǎng)“三道防線”和統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理

記者：造成大電網(wǎng)事故的主要原因有哪些？同步電網(wǎng)規(guī)模大小是否和電網(wǎng)事故有關系？對我國電網(wǎng)發(fā)展有何啟示？

張運洲：我們對1965年以來140次國際大停電事故樣本進行了分析，其中北美是停電事故頻發(fā)地區(qū)，巴西、印度等發(fā)展中國家也發(fā)生多次大停電事故。究其原因，除設備故障與自然災害是電網(wǎng)事故最主要的誘因外，系統(tǒng)保護等技術措施不當或處置不力是事故擴大的直接原因。

同時，電網(wǎng)結構“先天不足”是造成某些電網(wǎng)事故頻發(fā)的重要原因。如北美電網(wǎng)由各州、各地自發(fā)自然形成，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，造成電壓等級較為混亂；巴西電網(wǎng)缺乏合理的分區(qū)結構，受端主網(wǎng)架不強，電壓支撐能力差。透過現(xiàn)象看本質(zhì)，多起大停電事故的深層次原因是由于電網(wǎng)調(diào)度管理體制分散，協(xié)調(diào)管理與數(shù)據(jù)共享機制不暢所致。

分析結果表明，近20年來，國際上發(fā)生的22次大停電事故（損失負荷超過500萬千瓦）中，巴西南部—東南部—中西部電網(wǎng)、印度北部—東部—東北—西部電網(wǎng)、日本東部電網(wǎng)、北歐電網(wǎng)等都發(fā)生了大停電事故，這些同步電網(wǎng)的規(guī)模都小于我國華北—華中、華東或南方等同步電網(wǎng)的規(guī)模。從地理上看，同步電網(wǎng)覆蓋面積最廣的俄羅斯從未發(fā)生損失負荷超過500萬千瓦的大停電事故。因此，大電網(wǎng)事故與同步電網(wǎng)規(guī)模和范圍沒有必然聯(lián)系。

我國三十多年來未發(fā)生大停電事故的經(jīng)驗主要有兩條：一是技術上建立了可靠的電網(wǎng)“三道防線”，二是體制上始終堅持電網(wǎng)的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一調(diào)度和統(tǒng)一管理。由此可見，確保大電網(wǎng)的安全運行主要取決于電網(wǎng)結構是否合理、安全防控措施是否到位、不同電網(wǎng)調(diào)度之間是否建立信息共享與高效協(xié)調(diào)的運行機制。展望未來，我國應加快構建大電網(wǎng)安全綜合防御體系，充分發(fā)揮大電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一調(diào)度和統(tǒng)一管理的體制優(yōu)勢，有力保障我國電網(wǎng)的安全經(jīng)濟高效運行。

新聞背景

何謂電網(wǎng)“三道防線”？