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2009年12月31日的《中国电力报》刊登了蒙定中的一篇长文,题目是《防止电网大停电的中国经验》,引起了包括电监会在内的电力行业的广泛关注。蒙定中为原电力部生产司的教授级高工,也是国际大电网CIGRE和美国IEEE的会员,长期研究电网安全,是当年强烈反对国网公司上马特高压电网的专家之一。
该文发表一个多月前的11月10日晚,巴西发生了一次重大停电事故,顷刻间巴西最大的两个城市里约热内卢和圣保罗漆黑一片,城市交通控制系统也陷入瘫痪。此次因为巴西和巴拉圭边境的伊泰普水电站出现故障而引起的事故,也导致巴拉圭整个国家在10日夜间至少15分钟时间内漆黑一片。
蒙定中告诉记者,这是自1965年以来全球发生的第21次电网重大停电,国际上一般把每次电力负荷损失在800万千瓦以上的停电事故定义为重大停电。这21次重大停电事故6次发生在美国,4次发生在巴西,欧洲和加拿大魁北克也分别发生过4次,日本、印度和中国台湾各发生过1次。
蒙定中在文章中认为,中国大陆之所以没有发生过这样的重大停电,是因为中国在1970年代末就开始认真研究国外的重大停电事故,很早就建立了应对措施。尤其是在改革开放后,中国逐步建立起了可靠的交直流分层分区的电网结构,分区之间通过直流联网,这就有效保障了中国不会发生全国性的重大停电。
但蒙定中注意到,国家电网公司从2002年成立后,就一直试图打破可靠的交直流分层分区的电网结构,建立一张统一的、大容量、远距离运输的全国性交流同步大电网。在他看来,这显然是极其危险的。
“交流同步电网范围越大,稳定问题复杂而突出,一旦发生局部事故,波及范围就会很大。”蒙定中说,国际上发生的那些大面积停电事故,很多都是由小事故引起交流线路功率转移,连锁反应导致稳定破坏、系统瓦解和大停电。
但国网公司似乎并不担心类似的事故发生在中国,他们认为一张坚强的全国性统一大电网才能确保未来中国的电力安全。有电力监管专家指出,国网的用意很清楚,在固化垄断的基础上,借助未来统一的全国性电网,可以实现对系统的锁定,未来整个电力生态系统都执掌于国网的意志,而这显然是垄断的更高境界。
继续推进的特高压
从2004年开始,国网公司就酝酿建设特高压电网,2006年,国网公司推动特高压电网建设的努力达到了顶峰,特高压电网,是指1000千伏的交流或正负800千伏的直流电网。蒙定中称,国网的关注是在1000千伏的交流特高压上。
但特高压电网受到了很多电力专家和监管专家的猛烈批评。“用交流百万伏全国联网完全破坏20多年来实践证明非常可靠的分区原则,将冒全国范围大停电的高风险。”蒙定中称。即使在国网公司的首条特高压试验示范项目建成后,他也在不同场合表达这样的看法。
期间,电监会官员杨名舟连续上书中央,直陈特高压会给中国电力体制改革造成极大的危机。杨名舟当时认为,特高压电网背后是国网公司建设全国一张网的图谋,全国一张网一旦宣告形成,垄断在技术上也就形成了。陈望祥等著名电力专家也纷纷撰写文章,批评建设特高压对电改的危害和不经济,试图阻止特高压项目上马。
但专家们的反对声音显然没有抵过国网公司强大的推动力。2006年10月底,晋东南-南阳-荆门1000千伏特高压交流试验示范工程正式开工建设,并在2009年1月初建成运行。
该试验示范工程到现在已经运行了一年时间,运行效果并不令人满意。蒙定中根据公开的数据和文件分析,该示范工程功率录波震荡曲线幅度过大,所以实际运行功效还不到设计的一半。
这样的运行效果并没有让国网公司放弃投入巨资在全国铺开建设特高压电网。2009年初国网公司宣布特高压示范工程试运成功,随后又宣布开始实施建设淮南-上海和锡林郭勒盟-上海两个交流特高压起步工程。这两个工程投资更加惊人,前者总投资229.2亿元,后者总投资781.4亿元。
蒙定中称:“这两大工程每一回路输送的电力仍不到其宣传的输送容量的一半,不但浪费严重,还存在大量难以解决的不安全问题。”
目前,国网公司东北电网也在推动一条从黑龙江省保清地区到辽宁本溪全长982公里的特高压电网,总投资将近250亿元。
蒙定中告诉《商务周刊》,黑龙江省保清地区新煤田储量大,褐煤热量不大,宜就地发电。计划新建的保清煤电基地在2012年建两台60万千瓦和两台100万千瓦机组,到2015年共建820万千瓦,2020年共建1520万千瓦。
主管单位已责成设计部门设计,首先将电以50万伏经约60公里送到保清变电站,然后以交流特高压同塔双回线南送,经373公里到哈尔滨,又经368公里到吉林,再经240公里到本溪。
“按照设计,两回特高压线路2012年只送280万千瓦,2015年则可送460万千瓦,远远小于国网宣传的2×500万千瓦。”蒙定中说,如果采用±66万伏直流输电,1000公里线路,送出460万千瓦,只需投资82亿元,为交流特高压投资的1/3。
今年已经83岁高龄的蒙定中凭借多年的经验还注意到,起步工程己表明要解决过电压和输送容量的矛盾,线路约300公里分段,不能太长,所以如果华东、华中和华北三大区域电网联网必然成为棋盘式结构,这种结构和欧美目前的不安全自由联网结构很相似,会给未来电网安全埋下隐患。
最近,蒙定中就特高压工程的最新进展写了报告,递交到了中央有关部门,建议对特高压起步工程要慎之又慎。
但他也感觉到,国网公司不会放弃在全国铺开特高压电网的图谋。年初,国家电网宣布将加快推进特高压后续工程建设,并通知设备生产厂家抓好后续特高压工程供货准备,加大特高压重大装备研制力度。今年,还将会有陕北-长沙、溪洛渡-浙西等多条特高压输电线路会核准和开工建设。
“我只是担心,建成特高压全国一张网后,中国会遭遇危险的重大停电事故。”蒙定中说。
从特高压到坚强的智能电网
2010年1月14日,国家电网年度工作会议召开。国网以公司1号文件的形式公布了今后十年坚强智能电网的建设规划。规划提出,到2020年,中国将基本建成坚强智能电网,形成以华北、华东、华中特高压同步电网为接受端,东北、西北电网为输送端,连接全国各大煤电、水电、核电和可再生能源发电基地的坚强电网结构。届时,特高压及跨区电网的输送能力超过4亿千瓦,可满足全国各个电力负荷中心的用电需求。
业内人士知道,智能电网概念是美国EPRI(电力研究院)在2001年提出来的。期间一直进行相关研究,直至2008年金融危机爆发,奥巴马政府正式采纳“大力发展智能电网”的建议,并于2009年初将其提升为美国国家战略。2009年4月份,奥巴马政府公布了总投资高达45亿美元的智能电网计划。
自从美国提出智能电网计划后,国网公司又看到了一个崭新愿景,并迅速跟进。据报道,早在2009年5月的一次特高压会议上,国家电网公司就公布了智能电网三步走计划:2009—2010年为规划试点阶段;2011—2015年为全面建设阶段;2016—2020年为引领提升阶段,全面建成统一的坚强智能电网,技术和装备全面达到国际先进水平。
不过,有专家认为,国家电网公司没有注意到一个前提是,美国的智能电网计划是在奥巴马提出的新能源经济助推器的智能电网报告下催生的,美国人不是要建设一个统一的全国坚强电网,而是要建设一个协调统一的新的清洁能源网络。
这个被称为“电网2.0”的新名词,除了依赖现代智能网络技术,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标外,其主要目的包括提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
但现实是,中国的电力用户只能被动接受服务,风电等新能源想接入电网还异常困难,电力市场也远未建立起来。
中国能源网CIO韩晓平认为,智能电网的核心和前提是分布式能源系统。去年12月10日他在北京举行的“2009中国智能电网与信息化高层论坛”上称,美加大停电的例子就说明,无论投入多少,无论如何进行改造,现行的电网都无法保证百分百安全,唯一的办法是改变一种思路。所谓改变思路就是借鉴互联网的理念,强调把发展分布式能源作为核心,即并非要把电网打造成更高更坚强的金字塔状,而是变成一种分散的、扁平化的电网。
他注意到,奥巴马上台后提出了新能源战略,之所以美国能发展风电太阳能,能实现减排,根本原因就在于美国已经建立了天然气的分布式能源系统,这个系统提供了一个非常灵活的调节性,使美国能够快速高效的建起一个智能电网。
而中国从来就没有存在过分布式能源系统,在多年来电力系统垂直一体化的垄断式管理下,分布式能源系统不可能有内生的空间和机会。四川省水电产业集团公司专家顾问组组长李其道也认为,如果连具有某些分布性和自由度特征的地方小水电都被垄断集团逐一消灭,那只能会造成权力的高度集中,整个系统会被强大的力量所限制。
“没有分布式能源何谈智能电网?”韩晓平最近专门撰文称,电力系统的工程师们更多地讨论电网的信息化、数字化、自动化、互动化,强调电网要靠智能化服务好“大火电基地、大水电基地、大核电基地、大可再生能源基地和特高压电网”,这不是从互联网的视角来探讨审视问题,而是从传统电力系统的视角来面对新时代的技术革命。
“如果把强权式的特高压电网也纳入到智能电网里来,那还是什么智能电网?”蒙定中认为,他在研究欧美智能电网时也发现,真正的智能电网是为了发展清洁能源、发展配电用户的自动微网,这些都是与国网所强调的集中统一的大电网相去甚远。
在有国网公司这样一个高度垄断者的态势下,中国要想实现分散化、扁平化的电网市场绝无可能。5号文件确定下来的区域电网市场其实就具有分权的特点,为此,电监会还专门在2003年制定和颁布了《关于区域电力市场建设的指导意见》,并逐步成立了6大区域电网公司。但在推进“区域电力市场”建设过程中,电监会遇到了来自国家电网公司的巨大压力。
上述电监会人士回忆说,国网公司为了把区域电力公司架空,通过建立自己的三级电力交易市场和上收区域电网公司和省电网公司的资产,实行垂直一体化管理,使得区域电网公司彻底失去了独立的企业法人和市场主体资格。
随后,随着更具集中特色的特高压电网开建,区域电网公司的体制模式和区域电力竞争市场更进一步失去了依托,发展区域电网的电力改革迷失了方向。
“可以想象,所谓的智能电网只能会进一步让电改失去方向感,而垄断只会延伸得更远、更深。”该专家说。
目前,稍微值得期待的是,国家还没有最终确定智能电网的最终方案。来自业内人士的消息,国家发改委能源研究所参与的中美智能电网研究项目也正在推进。与国家电网公司的统一坚强的智能电网不同,该项目更关注以清洁、高效、分布式为核心的需求侧智能电网建设。
该文发表一个多月前的11月10日晚,巴西发生了一次重大停电事故,顷刻间巴西最大的两个城市里约热内卢和圣保罗漆黑一片,城市交通控制系统也陷入瘫痪。此次因为巴西和巴拉圭边境的伊泰普水电站出现故障而引起的事故,也导致巴拉圭整个国家在10日夜间至少15分钟时间内漆黑一片。
蒙定中告诉记者,这是自1965年以来全球发生的第21次电网重大停电,国际上一般把每次电力负荷损失在800万千瓦以上的停电事故定义为重大停电。这21次重大停电事故6次发生在美国,4次发生在巴西,欧洲和加拿大魁北克也分别发生过4次,日本、印度和中国台湾各发生过1次。
蒙定中在文章中认为,中国大陆之所以没有发生过这样的重大停电,是因为中国在1970年代末就开始认真研究国外的重大停电事故,很早就建立了应对措施。尤其是在改革开放后,中国逐步建立起了可靠的交直流分层分区的电网结构,分区之间通过直流联网,这就有效保障了中国不会发生全国性的重大停电。
但蒙定中注意到,国家电网公司从2002年成立后,就一直试图打破可靠的交直流分层分区的电网结构,建立一张统一的、大容量、远距离运输的全国性交流同步大电网。在他看来,这显然是极其危险的。
“交流同步电网范围越大,稳定问题复杂而突出,一旦发生局部事故,波及范围就会很大。”蒙定中说,国际上发生的那些大面积停电事故,很多都是由小事故引起交流线路功率转移,连锁反应导致稳定破坏、系统瓦解和大停电。
但国网公司似乎并不担心类似的事故发生在中国,他们认为一张坚强的全国性统一大电网才能确保未来中国的电力安全。有电力监管专家指出,国网的用意很清楚,在固化垄断的基础上,借助未来统一的全国性电网,可以实现对系统的锁定,未来整个电力生态系统都执掌于国网的意志,而这显然是垄断的更高境界。
继续推进的特高压
从2004年开始,国网公司就酝酿建设特高压电网,2006年,国网公司推动特高压电网建设的努力达到了顶峰,特高压电网,是指1000千伏的交流或正负800千伏的直流电网。蒙定中称,国网的关注是在1000千伏的交流特高压上。
但特高压电网受到了很多电力专家和监管专家的猛烈批评。“用交流百万伏全国联网完全破坏20多年来实践证明非常可靠的分区原则,将冒全国范围大停电的高风险。”蒙定中称。即使在国网公司的首条特高压试验示范项目建成后,他也在不同场合表达这样的看法。
期间,电监会官员杨名舟连续上书中央,直陈特高压会给中国电力体制改革造成极大的危机。杨名舟当时认为,特高压电网背后是国网公司建设全国一张网的图谋,全国一张网一旦宣告形成,垄断在技术上也就形成了。陈望祥等著名电力专家也纷纷撰写文章,批评建设特高压对电改的危害和不经济,试图阻止特高压项目上马。
但专家们的反对声音显然没有抵过国网公司强大的推动力。2006年10月底,晋东南-南阳-荆门1000千伏特高压交流试验示范工程正式开工建设,并在2009年1月初建成运行。
该试验示范工程到现在已经运行了一年时间,运行效果并不令人满意。蒙定中根据公开的数据和文件分析,该示范工程功率录波震荡曲线幅度过大,所以实际运行功效还不到设计的一半。
这样的运行效果并没有让国网公司放弃投入巨资在全国铺开建设特高压电网。2009年初国网公司宣布特高压示范工程试运成功,随后又宣布开始实施建设淮南-上海和锡林郭勒盟-上海两个交流特高压起步工程。这两个工程投资更加惊人,前者总投资229.2亿元,后者总投资781.4亿元。
蒙定中称:“这两大工程每一回路输送的电力仍不到其宣传的输送容量的一半,不但浪费严重,还存在大量难以解决的不安全问题。”
目前,国网公司东北电网也在推动一条从黑龙江省保清地区到辽宁本溪全长982公里的特高压电网,总投资将近250亿元。
蒙定中告诉《商务周刊》,黑龙江省保清地区新煤田储量大,褐煤热量不大,宜就地发电。计划新建的保清煤电基地在2012年建两台60万千瓦和两台100万千瓦机组,到2015年共建820万千瓦,2020年共建1520万千瓦。
主管单位已责成设计部门设计,首先将电以50万伏经约60公里送到保清变电站,然后以交流特高压同塔双回线南送,经373公里到哈尔滨,又经368公里到吉林,再经240公里到本溪。
“按照设计,两回特高压线路2012年只送280万千瓦,2015年则可送460万千瓦,远远小于国网宣传的2×500万千瓦。”蒙定中说,如果采用±66万伏直流输电,1000公里线路,送出460万千瓦,只需投资82亿元,为交流特高压投资的1/3。
今年已经83岁高龄的蒙定中凭借多年的经验还注意到,起步工程己表明要解决过电压和输送容量的矛盾,线路约300公里分段,不能太长,所以如果华东、华中和华北三大区域电网联网必然成为棋盘式结构,这种结构和欧美目前的不安全自由联网结构很相似,会给未来电网安全埋下隐患。
最近,蒙定中就特高压工程的最新进展写了报告,递交到了中央有关部门,建议对特高压起步工程要慎之又慎。
但他也感觉到,国网公司不会放弃在全国铺开特高压电网的图谋。年初,国家电网宣布将加快推进特高压后续工程建设,并通知设备生产厂家抓好后续特高压工程供货准备,加大特高压重大装备研制力度。今年,还将会有陕北-长沙、溪洛渡-浙西等多条特高压输电线路会核准和开工建设。
“我只是担心,建成特高压全国一张网后,中国会遭遇危险的重大停电事故。”蒙定中说。
从特高压到坚强的智能电网
2010年1月14日,国家电网年度工作会议召开。国网以公司1号文件的形式公布了今后十年坚强智能电网的建设规划。规划提出,到2020年,中国将基本建成坚强智能电网,形成以华北、华东、华中特高压同步电网为接受端,东北、西北电网为输送端,连接全国各大煤电、水电、核电和可再生能源发电基地的坚强电网结构。届时,特高压及跨区电网的输送能力超过4亿千瓦,可满足全国各个电力负荷中心的用电需求。
业内人士知道,智能电网概念是美国EPRI(电力研究院)在2001年提出来的。期间一直进行相关研究,直至2008年金融危机爆发,奥巴马政府正式采纳“大力发展智能电网”的建议,并于2009年初将其提升为美国国家战略。2009年4月份,奥巴马政府公布了总投资高达45亿美元的智能电网计划。
自从美国提出智能电网计划后,国网公司又看到了一个崭新愿景,并迅速跟进。据报道,早在2009年5月的一次特高压会议上,国家电网公司就公布了智能电网三步走计划:2009—2010年为规划试点阶段;2011—2015年为全面建设阶段;2016—2020年为引领提升阶段,全面建成统一的坚强智能电网,技术和装备全面达到国际先进水平。
不过,有专家认为,国家电网公司没有注意到一个前提是,美国的智能电网计划是在奥巴马提出的新能源经济助推器的智能电网报告下催生的,美国人不是要建设一个统一的全国坚强电网,而是要建设一个协调统一的新的清洁能源网络。
这个被称为“电网2.0”的新名词,除了依赖现代智能网络技术,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标外,其主要目的包括提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
但现实是,中国的电力用户只能被动接受服务,风电等新能源想接入电网还异常困难,电力市场也远未建立起来。
中国能源网CIO韩晓平认为,智能电网的核心和前提是分布式能源系统。去年12月10日他在北京举行的“2009中国智能电网与信息化高层论坛”上称,美加大停电的例子就说明,无论投入多少,无论如何进行改造,现行的电网都无法保证百分百安全,唯一的办法是改变一种思路。所谓改变思路就是借鉴互联网的理念,强调把发展分布式能源作为核心,即并非要把电网打造成更高更坚强的金字塔状,而是变成一种分散的、扁平化的电网。
他注意到,奥巴马上台后提出了新能源战略,之所以美国能发展风电太阳能,能实现减排,根本原因就在于美国已经建立了天然气的分布式能源系统,这个系统提供了一个非常灵活的调节性,使美国能够快速高效的建起一个智能电网。
而中国从来就没有存在过分布式能源系统,在多年来电力系统垂直一体化的垄断式管理下,分布式能源系统不可能有内生的空间和机会。四川省水电产业集团公司专家顾问组组长李其道也认为,如果连具有某些分布性和自由度特征的地方小水电都被垄断集团逐一消灭,那只能会造成权力的高度集中,整个系统会被强大的力量所限制。
“没有分布式能源何谈智能电网?”韩晓平最近专门撰文称,电力系统的工程师们更多地讨论电网的信息化、数字化、自动化、互动化,强调电网要靠智能化服务好“大火电基地、大水电基地、大核电基地、大可再生能源基地和特高压电网”,这不是从互联网的视角来探讨审视问题,而是从传统电力系统的视角来面对新时代的技术革命。
“如果把强权式的特高压电网也纳入到智能电网里来,那还是什么智能电网?”蒙定中认为,他在研究欧美智能电网时也发现,真正的智能电网是为了发展清洁能源、发展配电用户的自动微网,这些都是与国网所强调的集中统一的大电网相去甚远。
在有国网公司这样一个高度垄断者的态势下,中国要想实现分散化、扁平化的电网市场绝无可能。5号文件确定下来的区域电网市场其实就具有分权的特点,为此,电监会还专门在2003年制定和颁布了《关于区域电力市场建设的指导意见》,并逐步成立了6大区域电网公司。但在推进“区域电力市场”建设过程中,电监会遇到了来自国家电网公司的巨大压力。
上述电监会人士回忆说,国网公司为了把区域电力公司架空,通过建立自己的三级电力交易市场和上收区域电网公司和省电网公司的资产,实行垂直一体化管理,使得区域电网公司彻底失去了独立的企业法人和市场主体资格。
随后,随着更具集中特色的特高压电网开建,区域电网公司的体制模式和区域电力竞争市场更进一步失去了依托,发展区域电网的电力改革迷失了方向。
“可以想象,所谓的智能电网只能会进一步让电改失去方向感,而垄断只会延伸得更远、更深。”该专家说。
目前,稍微值得期待的是,国家还没有最终确定智能电网的最终方案。来自业内人士的消息,国家发改委能源研究所参与的中美智能电网研究项目也正在推进。与国家电网公司的统一坚强的智能电网不同,该项目更关注以清洁、高效、分布式为核心的需求侧智能电网建设。