【交流特高压独家】反对者写给国网总经理舒印彪的公开信

【交流特高压独家】反对者写给国网总经理舒印彪的公开信
2014-05-27 能源与环保 能源与环保
转载自微信公号“能源与环保”）

授权发布，转载请注明出处！

舒印彪总经理：
你在2014年5月15日由俞正声主席主持的政协双周协商会上当着政协领导和与会各部门领导及代表反驳我们的意见说，“交流特高压的输电能力是由EUsinδ/X公式决定的，交流特高压电压是超高压电压的2倍，交流特高压输电容量是超高压输电的四、五倍，是符合输电功率正比于电压的平方的电工规律，我们过去是这么说的，现在和将来还是这么说”，并请席旁的卢强院士作证。
对于参会的俞主席及政协几位副主席，对你引经据典的论述也许一时会达到你的宣传目的。但是，作为世界知名的如此庞大国企的总经理，说出如此违背电工规律的言论实在让我们吃惊！你竟然“忘记”了在你引述的交流输电公式中，输电功率还要和电抗X成反比，你把电抗错误地认为仅是交流特高压输电线的电抗，而将变压器和电网等值电抗排除在外，结果输电能力就错误地夸大了一倍。我们为进一步说清“交流特高压的输电能力只有超高压输电的两倍，而不是四、五倍”，将计算过程作为附件随此信一同发给你，供批评指正。
附件说明，在计入变压器和电网等值电抗更正错误后，交流特高压的输电能力只有超高压输电的两倍，而不是四、五倍。
由于这个错误估计，交流特高压示范工程（一期）没能达到设备配套设计值（280万千瓦），现场试验录波图说明输电254万千瓦已经波动不能运行，超出运行规定的20%。也是因为这个原因，国网设计的七条交流特高压输电线都是双回600万千瓦，每回线设计值为300万千瓦，而不是国网宣称的每回500万千瓦。根据附件估算，交流特高压输电的安全性和经济性很差，没有实用价值。交流特高压输电600万千瓦（双回）已接近静态稳定的边缘，很容易在正常和故障中失去电源的足够支撑，导致电网不稳定。与直流输电和超高压输电比，交流特高压输电要贵出一倍，从成百公里到上千公里，没有交流特高压输电的经济适用距离。难怪苏、日几十年前建成弃用以来，世界没有采用交流特高压输电，而普遍采用了更先进的直流远距输电。如果按照国网的规划推广交流特高压技术，估计多浪费四、五千亿元。虽然输电高成本可以通过提高工商业电价收回，但最后还是提高了社会的生产成本、抑制了内需、扩大的贫富差距，有害国家经济发展和社会进步。国网是国家电力的垄断央企，肩负着重大的社会责任，不知为什么还要利用各种场合宣扬推广这种既不安全又不经济的远距离输电技术？！         此祝
                    夏安

                                 王仲鸿  蒙定中 曾德文 丁道齐
                                  2014年5月24日


附件

交流特高压的输电能力只有超高压输电的两倍，而不是四、五倍

    前言：国网（国家电网公司）准备推广交流特高压技术，已建、在建有三条交流特高压输电线，其中晋东南示范工程还获得2013年国家科学进步特等奖。但至今主要问题争论未定，甚至影响到国家电网规划的制定。国网一直公开宣称，交流特高压的输电能力是超高压输电的四、五倍。本文结合输电工程实践，说明两种不同电压的输电能力之比不到2倍，国网夸大了交流特高压的输电能力，误差高达100%。
1.      静态稳定计算可以核实晋东南示范工程现场录波图：
    2008年国网建成了交流特高压晋东南示范工程（一期），并进行了现场试验，录波图显示输电254万千瓦已不能正常运行，波动超过20%，没有达到设备配套能力280万千瓦的设计要求。静态稳定计算可以复现现场试验已接近不稳定：
    示范工程两端（长治、荆门）取短路电流实际值（超高压侧）分别为45千安和58千安。计算都折合到得到交流特高压侧：
输电线电抗：0.2547×640=163欧
300千伏安变压器电抗：60欧
长治超高压电网等值电抗：500000×4/1.732/45000=25.67欧
荆门超高压电网等值电抗：500000×4/1.732/58000=19.9欧
总计算电抗——163+60+60+25.67+19.9=328.57欧
示范工程的安全稳定功率——0.85 U2/X=0.85×1012/328.57=258.7万千瓦
计算结果与现场试验相当接近，静态稳定计算可以作为两种不同电压输电能力的比较
2.      用静态稳定极限来比较输电能力：结合交流特高压工程实况进行两个孤立电源点间的静稳极限进行分析比较。即取两回线输电600万千瓦交流特高压输电工程作为比较基点，两端超高压电网的接入点短路电流为50千安。超高压对比方案采用4回线，比较输电功率接近，避免输电回路数对比较规律的影响。
1)     交流特高压双回线输电600万千瓦的静态稳定的临界输电距离
   静态稳定极限 = U2/X
    交流特高压输电：U—1000千伏，
                   X = 输电线电抗+变压器电抗+两端电网电抗
                     = 0.254l/2+0.18 U2/S+ 4×2×500000/(1.732×50000)
                     = 0.254l+0.18 ×1012/(350×107)+46.2
                = 0.254l/2+51.5+46.2
                  如果要求送电600万千瓦，可由下式解得临界距离为349公里：
              600×107=0.85 ×1012/（0.254l/2+97.7）
2)  求超高压输电在临界距离（349公里）的最大运行输电功率：
               X = 输电线电抗+两端电网电抗
                 = 0.28×349/4+46.2/4
                 = 36欧
               P =0.85 ×(500×103)2/36 = 590万千瓦
小结：
输电距离（公里）
交流特高压最大功率（两回）
超高压最大功率（四回）
349公里(临界距离)
600万千瓦
590万千瓦
300公里
626万千瓦
652万千瓦

输电为临界距离（349公里），一回交流特高压输电稍大于两回超高压输电能力。输电300公里，一回交流特高压输电线小于2回超高压输电线的最大运行功率
3)     两种电压最大输电功率相等时求输电距离：
（2×500千伏）2/（0.254l/2+46.2+0.18U2/S）=（500千伏）2/（11.55+0.28l/4）
     4（11.55+0.28l/4）=0.254l/2+51.4+46.2,  解得l=336公里

3.      结论：
1)     交流特高压输电600万千瓦（双回）的极限距离为349公里，远距输电是靠中间分段电源支撑接力完成的，分段距离一般也在300公里以内。在故障干扰下很容易失去稳定运行，实际允许运行功率还要下降到600万千瓦以下，交流特高压输电线是电网安全的短板瓶颈。
2)     336公里是比较的临界距离，在此以内，两回交流特高压输电线不如四回超高压的输电能力。输电距离愈短，变压器电抗电比重愈大，四回超高压输电线的能力更大。分段间隔距离一般在300公里以内，一回交流特高压输电线不如两回超高压输电线。
3)     如果增加中间电压支撑点延长输电距离，相当有两路向分段支撑点提供短路电流，电网等值计算电抗也相应减少。对两种不同电压的输电方式都有提高输电能力的正面影响，不会改变比较的结论。增加中间电压支撑有利于提高输电能力，或相当可降低对中间电源支撑点的短路电流要求。（完）

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舒印彪总经理：
你在2014年5月15日由俞正声主席主持的政协双周协商会上当着政协领导和与会各部门领导及代表反驳我们的意见说，“交流特高压的输电能力是由EUsinδ/X公式决定的，交流特高压电压是超高压电压的2倍，交流特高压输电容量是超高压输电的四、五倍，是符合输电功率正比于电压的平方的电工规律，我们过去是这么说的，现在和将来还是这么说”，并请席旁的卢强院士作证。
对于参会的俞主席及政协几位副主席，对你引经据典的论述也许一时会达到你的宣传目的。但是，作为世界知名的如此庞大国企的总经理，说出如此违背电工规律的言论实在让我们吃惊！你竟然“忘记”了在你引述的交流输电公式中，输电功率还要和电抗X成反比，你把电抗错误地认为仅是交流特高压输电线的电抗，而将变压器和电网等值电抗排除在外，结果输电能力就错误地夸大了一倍。我们为进一步说清“交流特高压的输电能力只有超高压输电的两倍，而不是四、五倍”，将计算过程作为附件随此信一同发给你，供批评指正。
附件说明，在计入变压器和电网等值电抗更正错误后，交流特高压的输电能力只有超高压输电的两倍，而不是四、五倍。
由于这个错误估计，交流特高压示范工程（一期）没能达到设备配套设计值（280万千瓦），现场试验录波图说明输电254万千瓦已经波动不能运行，超出运行规定的20%。也是因为这个原因，国网设计的七条交流特高压输电线都是双回600万千瓦，每回线设计值为300万千瓦，而不是国网宣称的每回500万千瓦。根据附件估算，交流特高压输电的安全性和经济性很差，没有实用价值。交流特高压输电600万千瓦（双回）已接近静态稳定的边缘，很容易在正常和故障中失去电源的足够支撑，导致电网不稳定。与直流输电和超高压输电比，交流特高压输电要贵出一倍，从成百公里到上千公里，没有交流特高压输电的经济适用距离。难怪苏、日几十年前建成弃用以来，世界没有采用交流特高压输电，而普遍采用了更先进的直流远距输电。如果按照国网的规划推广交流特高压技术，估计多浪费四、五千亿元。虽然输电高成本可以通过提高工商业电价收回，但最后还是提高了社会的生产成本、抑制了内需、扩大的贫富差距，有害国家经济发展和社会进步。国网是国家电力的垄断央企，肩负着重大的社会责任，不知为什么还要利用各种场合宣扬推广这种既不安全又不经济的远距离输电技术？！         此祝
                    夏安

                                 王仲鸿  蒙定中 曾德文 丁道齐
                                  2014年5月24日


附件

交流特高压的输电能力只有超高压输电的两倍，而不是四、五倍

    前言：国网（国家电网公司）准备推广交流特高压技术，已建、在建有三条交流特高压输电线，其中晋东南示范工程还获得2013年国家科学进步特等奖。但至今主要问题争论未定，甚至影响到国家电网规划的制定。国网一直公开宣称，交流特高压的输电能力是超高压输电的四、五倍。本文结合输电工程实践，说明两种不同电压的输电能力之比不到2倍，国网夸大了交流特高压的输电能力，误差高达100%。
1.      静态稳定计算可以核实晋东南示范工程现场录波图：
    2008年国网建成了交流特高压晋东南示范工程（一期），并进行了现场试验，录波图显示输电254万千瓦已不能正常运行，波动超过20%，没有达到设备配套能力280万千瓦的设计要求。静态稳定计算可以复现现场试验已接近不稳定：
    示范工程两端（长治、荆门）取短路电流实际值（超高压侧）分别为45千安和58千安。计算都折合到得到交流特高压侧：
输电线电抗：0.2547×640=163欧
300千伏安变压器电抗：60欧
长治超高压电网等值电抗：500000×4/1.732/45000=25.67欧
荆门超高压电网等值电抗：500000×4/1.732/58000=19.9欧
总计算电抗——163+60+60+25.67+19.9=328.57欧
示范工程的安全稳定功率——0.85 U2/X=0.85×1012/328.57=258.7万千瓦
计算结果与现场试验相当接近，静态稳定计算可以作为两种不同电压输电能力的比较
2.      用静态稳定极限来比较输电能力：结合交流特高压工程实况进行两个孤立电源点间的静稳极限进行分析比较。即取两回线输电600万千瓦交流特高压输电工程作为比较基点，两端超高压电网的接入点短路电流为50千安。超高压对比方案采用4回线，比较输电功率接近，避免输电回路数对比较规律的影响。
1)     交流特高压双回线输电600万千瓦的静态稳定的临界输电距离
   静态稳定极限 = U2/X
    交流特高压输电：U—1000千伏，
                   X = 输电线电抗+变压器电抗+两端电网电抗
                     = 0.254l/2+0.18 U2/S+ 4×2×500000/(1.732×50000)
                     = 0.254l+0.18 ×1012/(350×107)+46.2
                = 0.254l/2+51.5+46.2
                  如果要求送电600万千瓦，可由下式解得临界距离为349公里：
              600×107=0.85 ×1012/（0.254l/2+97.7）
2)  求超高压输电在临界距离（349公里）的最大运行输电功率：
               X = 输电线电抗+两端电网电抗
                 = 0.28×349/4+46.2/4
                 = 36欧
               P =0.85 ×(500×103)2/36 = 590万千瓦
小结：
输电距离（公里）
交流特高压最大功率（两回）
超高压最大功率（四回）
349公里(临界距离)
600万千瓦
590万千瓦
300公里
626万千瓦
652万千瓦

输电为临界距离（349公里），一回交流特高压输电稍大于两回超高压输电能力。输电300公里，一回交流特高压输电线小于2回超高压输电线的最大运行功率
3)     两种电压最大输电功率相等时求输电距离：
（2×500千伏）2/（0.254l/2+46.2+0.18U2/S）=（500千伏）2/（11.55+0.28l/4）
     4（11.55+0.28l/4）=0.254l/2+51.4+46.2,  解得l=336公里

3.      结论：
1)     交流特高压输电600万千瓦（双回）的极限距离为349公里，远距输电是靠中间分段电源支撑接力完成的，分段距离一般也在300公里以内。在故障干扰下很容易失去稳定运行，实际允许运行功率还要下降到600万千瓦以下，交流特高压输电线是电网安全的短板瓶颈。
2)     336公里是比较的临界距离，在此以内，两回交流特高压输电线不如四回超高压的输电能力。输电距离愈短，变压器电抗电比重愈大，四回超高压输电线的能力更大。分段间隔距离一般在300公里以内，一回交流特高压输电线不如两回超高压输电线。
3)     如果增加中间电压支撑点延长输电距离，相当有两路向分段支撑点提供短路电流，电网等值计算电抗也相应减少。对两种不同电压的输电方式都有提高输电能力的正面影响，不会改变比较的结论。增加中间电压支撑有利于提高输电能力，或相当可降低对中间电源支撑点的短路电流要求。（完）