本文為丁道齊《1000千伏交流特高壓電網(wǎng)是中國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的大倒退》節(jié)選第3部分：1000千伏交流特高壓是安全風(fēng)險(xiǎn)最高的。

（1）將1000千伏交流特高壓輸電能力和輸電距離吹捧為500千伏交流超高壓輸電的4～5倍是違背電力系統(tǒng)基本原理的胡言亂語(yǔ)。  

1)在送、受端系統(tǒng)不變的情況下，同一條輸電線(xiàn)路在1000千伏運(yùn)行時(shí)的輸電容量PlU與500千伏運(yùn)行時(shí)的輸電容量PlS之比TCR為：  

式中k為500千伏線(xiàn)路阻抗與同長(zhǎng)度1000千伏線(xiàn)路阻抗之比，通常k=4～5；XCU為1000千伏輸電系統(tǒng)綜合阻抗；XCS為500千伏輸電系統(tǒng)綜合阻抗。  

由上式可知，因?yàn)檩旊娤到y(tǒng)送、受端系統(tǒng)和特高壓升降變壓器阻抗的存在，1000千伏交流特高壓線(xiàn)路的輸電容量PlU永遠(yuǎn)不可能達(dá)到500千伏交流超高壓線(xiàn)路輸電容量PlS的4～5倍。前者對(duì)后者的比值TCR完全由兩種電壓等級(jí)輸電系統(tǒng)的綜合電抗的比值所決定。  

以晉東南－荊門(mén)交流特高壓試驗(yàn)工程為例，晉東南－荊門(mén)交流特高壓線(xiàn)路的最大輸電能力PlU為230萬(wàn)千瓦。  

如果將晉東南－荊門(mén)交流特高壓線(xiàn)路降為500千伏電壓運(yùn)行，同樣送、受端系統(tǒng)條件下，同樣距離的超高壓線(xiàn)路最大輸電能力PlS為108萬(wàn)千瓦；這就是說(shuō)，1000千伏特高壓的輸電容量?jī)H為超高壓500千伏運(yùn)行時(shí)的2.13倍，而不是4～5倍。  

同樣，在相同導(dǎo)線(xiàn)截面下，1000千伏線(xiàn)路的電氣距離（阻抗）雖然相當(dāng)于500千伏線(xiàn)路1/k(1/5～1/4)，但在輸送相同功率的情況下，由于線(xiàn)路兩端特高壓變壓器的電抗的存在，1000千伏電壓的輸電距離也不是500千伏輸電線(xiàn)輸電距離的4～5倍。  

在輸送相同功率Pl的情況下，500千伏輸電距離l500與1000千伏輸電距離l1000的關(guān)系如下：  

l1000=kl500-lt  

式中l(wèi)500、l1000分別為在輸送相同功率Pl條件下，500千伏線(xiàn)路輸送功率Pl時(shí)的允許輸電距離和在此功率Pl條件下1000千伏線(xiàn)路輸電距離；lt=(Xt1+Xt2)/X0為1000千伏輸電線(xiàn)路兩端升、降壓變壓器短路電抗的等值線(xiàn)路長(zhǎng)度(公里)；X0為1000千伏輸電線(xiàn)路單位電抗(Ω/公里)；Xl1000、Xl500分別為1000千伏輸電線(xiàn)路和500千伏輸電線(xiàn)路的電抗(Ω)。  

由此可知，只要有特高壓變壓器的存在，1000千伏允許輸送的距離永遠(yuǎn)達(dá)不到500千伏允許輸送距離的4～5倍。  

當(dāng)晉東南～荊門(mén)特高壓交流試驗(yàn)工程降壓至500千伏運(yùn)行時(shí)，在輸送相同功率230萬(wàn)千瓦的情況下，允許輸送的距離l500=279公里。特高壓輸電的距離僅是超高輸電距離的2.31倍。主要是因?yàn)樗?、受兩端升、降壓變壓器較大的阻抗，阻抗愈大，交流特高壓輸送的距離愈短。  

由上可知，因?yàn)榻涣魈馗邏狠旊娋€(xiàn)路兩端升、降壓變壓器的存在，1000千伏線(xiàn)路的輸電容量永遠(yuǎn)不可能按電壓的平方關(guān)系達(dá)到500千伏輸電能力的4～5倍；在輸送相同功率的情況下，1000千伏特高壓輸電線(xiàn)路的最遠(yuǎn)送電距離也永遠(yuǎn)達(dá)不到500千伏線(xiàn)路的4～5倍。交流特高壓試驗(yàn)示范工程的數(shù)據(jù)證實(shí)，交流特高壓輸電的能力和輸電距離都不會(huì)超過(guò)500千伏線(xiàn)路的2.5倍。  

(2)1000千伏交流特高壓輸電線(xiàn)路輸電容量為500萬(wàn)千瓦的穩(wěn)定輸電距離約為300公里。  

在滿(mǎn)足靜態(tài)穩(wěn)定裕度20%、線(xiàn)路受端電壓降落為5%和線(xiàn)路兩端高壓并聯(lián)電抗補(bǔ)償度為70%的前提下，按照送、受兩端500千伏系統(tǒng)最大允許短路電流50千安計(jì)算，全線(xiàn)安裝40%串聯(lián)電容補(bǔ)償，送、受兩端都裝設(shè)兩組300萬(wàn)千伏安變壓器，可以計(jì)算出1000千伏交流特高壓輸電線(xiàn)路穩(wěn)定輸送500萬(wàn)千瓦的輸電距離約為300公里。因此，為了遠(yuǎn)距離輸電，必須將長(zhǎng)線(xiàn)路分段為300公里左右的短線(xiàn)路實(shí)行接力送電，在每一分段點(diǎn)必須得到500千伏系統(tǒng)的電壓支持才能保持交流特高壓較高的輸電能力。而接入交流特高壓輸電線(xiàn)路各分段點(diǎn)的每個(gè)500千伏電網(wǎng)的系統(tǒng)強(qiáng)度通常要求達(dá)到短路電流30～50千安水平(電網(wǎng)等效容量約2600～4330萬(wàn)千瓦)。這種能力一般在大都市負(fù)荷中心才具有。  

如果不能達(dá)到這些要求，交流特高壓輸電正常運(yùn)行的設(shè)計(jì)功率就可能落入不安全穩(wěn)定的區(qū)域，電壓穩(wěn)定性也可能受到威脅，示范工程的設(shè)計(jì)功率不能運(yùn)行就是案例。  

這些都證明了交流特高壓遠(yuǎn)距輸電和交流特高壓電網(wǎng)是效力十分低下的電網(wǎng)技術(shù)。交流特高壓分段落點(diǎn)輸電的要求不僅威脅電網(wǎng)安全，而且也嚴(yán)重地降低了交流特高壓輸電的經(jīng)濟(jì)性。這也正是交流特高壓遠(yuǎn)距離輸電建設(shè)成本居高不下的主要原因之一。  

國(guó)網(wǎng)公司為了掩飾交流特高壓輸電必須“分段落點(diǎn)”的這一固有弱點(diǎn)，偏偏將其美化為交流特高壓可以“靈活落點(diǎn)，而直流輸電卻不能”。問(wèn)題的要害在于，如果沒(méi)有“靈活落點(diǎn)”，交流特高壓就不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大容量、低效率輸電。  

比較直流輸電方式則沒(méi)有這種安全限制：交流特高壓示范工程輸電距離僅645公里，設(shè)計(jì)功率280萬(wàn)千瓦不能運(yùn)行，平時(shí)只能維持200萬(wàn)千瓦運(yùn)行，而向家壩至上海±800千伏直流輸電距離近2000公里，為示范工程的3.1倍；輸電功率高達(dá)700萬(wàn)千瓦已經(jīng)運(yùn)行成功，為示范工程的3.5倍，兩者相比昭然若揭。  

(3)交流特高壓輸電的特性決定了交流特高壓電網(wǎng)必須永遠(yuǎn)依賴(lài)于1000/500千伏電磁環(huán)網(wǎng)的存在，它破壞了500千伏超高壓電網(wǎng)的安全性，擴(kuò)散了電網(wǎng)的脆弱性，成為寄生在500千伏超高壓電網(wǎng)上的怪胎。  

1)特高壓交流線(xiàn)路產(chǎn)生的巨大充電無(wú)功功率隨著線(xiàn)路潮流的變化引起1000/500千伏網(wǎng)架電壓的飄移浮動(dòng)，將增加電壓穩(wěn)定性破壞的風(fēng)險(xiǎn)。  

2)為保證交流特高壓穩(wěn)定的輸電能力，必須在300公里左右就要有500千伏網(wǎng)絡(luò)的支撐，為此構(gòu)成的1000/500千伏電磁環(huán)網(wǎng)，實(shí)際上是上弱（1000千伏網(wǎng)絡(luò)）下強(qiáng)(500千伏網(wǎng)絡(luò))，而該電磁環(huán)網(wǎng)自投運(yùn)之日始就基本不能解開(kāi)，1000千伏系統(tǒng)必須寄生在500千伏超高壓系統(tǒng)上才能存活(參見(jiàn)圖5)。  

圖51000交流特高壓輸電必須取得500千伏超高壓電網(wǎng)的支撐，  

形成多重1000/500千伏電磁環(huán)網(wǎng)，破壞了分區(qū)分層的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)  

高低壓電磁環(huán)網(wǎng)的存在將使輸電線(xiàn)路的暫態(tài)穩(wěn)定極限大幅度降低。正因?yàn)槿绱?，已建、在建的三條交流特高壓輸電線(xiàn)的輸電功率只能按設(shè)計(jì)值的一半運(yùn)行，極大地降低了原本效率就不高的交流特高壓輸電線(xiàn)的使用率。  

(4)交流特高壓及三華交流特高壓電網(wǎng)引發(fā)連鎖性大停電事故的概率將十余倍地增大。  

圖6“三華”UHV同步電網(wǎng)與華東／華中／華北三大區(qū)域電網(wǎng)  

發(fā)生超過(guò)800萬(wàn)千瓦及以上停電損失k的概率p(k)比較  

在圖6中左邊藍(lán)色曲線(xiàn)表示現(xiàn)行中國(guó)“三華”電網(wǎng)中每個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的冪律特性(負(fù)冪指數(shù)-γ=1.401)，形成“三華”交流特高壓電網(wǎng)后的冪律特性接近于美國(guó)東部電網(wǎng)的特性（右側(cè)黑色曲線(xiàn)，負(fù)冪指數(shù)-γ=1.0）。這樣在發(fā)生同樣損失800萬(wàn)千瓦規(guī)模以上的大停電事故的情況下，“三華”特高壓同步電網(wǎng)發(fā)生事故的概率為現(xiàn)在分區(qū)運(yùn)行情況下發(fā)生事故概率的15倍。  

從圖6中，還可以看出，正是由于中國(guó)原有500千伏區(qū)域超高壓電網(wǎng)規(guī)模不大、結(jié)構(gòu)清晰、復(fù)雜性程度不高(負(fù)冪律指數(shù)大)，發(fā)生800萬(wàn)千瓦以上規(guī)模損失的大停電事故的概率幾乎為零(約0.2%)。因此，安全可靠的分區(qū)分層的清晰電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和適度的超高壓同步電網(wǎng)規(guī)模才是中國(guó)至今未發(fā)生全國(guó)或全大區(qū)范圍的大停電事故的根本原因。  

正在積極推行中的“三華”特高壓聯(lián)網(wǎng)，以及特高壓交流聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)難以解決的電磁環(huán)網(wǎng)問(wèn)題，實(shí)質(zhì)上都會(huì)將中國(guó)原來(lái)安全可靠的直流（個(gè)別弱交流聯(lián)網(wǎng)）聯(lián)網(wǎng)的分區(qū)分層結(jié)構(gòu)變成一個(gè)分區(qū)不清、難以分層、電力通過(guò)電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)傳送，負(fù)荷任意轉(zhuǎn)移的不安全、不經(jīng)濟(jì)、不環(huán)保的龐大的、更加復(fù)雜的交流同步電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，這樣的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)危害深遠(yuǎn)。