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特高压电网与超级电网是否兼容?

在我国,“弃风限电”问题的解决至关重要,扩大电网范围、远距离输送与消纳,抑或依托智能电网,分布式接入,减少大范围的传输是两种截然不同的战略选择;关于超级电网与智能电网、直流与交流角色的讨论也日益增多,可能影响“十二五”乃至更长期的电网基础设施建设与电力发展。那么,我国智能电网与超级电网是否兼容?

问题之一:电网系统的发展有无边界?

电力系统发展经历了从直流传输到交流成网的历史过程,电压等级、输送容量与输送距离逐渐扩大,系统复杂程度逐步提高。目前,世界各国的主网基本是400kV或者500kV的网架,而*高电压等级达到了交流1000kV,以及直流800kV、1100kV甚至更高。紧密互联的交流电网,也曾被比喻为“电力高速公路交通网”。

那么一个有意思的一般性问题是,电压等级与传输容量与距离是否应该,全自动电容电感测试以及能够继续提升,其必要性与可行性如何,互联电网系统的覆盖范围是否需要或者能够继续扩大。特高压电网与超级电网是否兼容?超级电网作为*大的人造系统,其发展有无边界。现实中,的确曾经有“北非-欧洲超级电网”、“洲际电网”的提法与建议。

从技术上来讲,更大范围和/或更高电压等级的输电线路在一定范围内不存在技术性的障碍,更多地争论体现在必要性与可行性上。该种提议的支持者的论据包括资源的更大范围传输与电力的互济与平衡,发挥电网的网络效应。一个地区发生了由于事故或者装机不够的缺电,其原因往往归结到电网覆盖范围不够大,不能够从远处调电予以解决。

这种思路,其实有点类似金融“庞氏骗局”论证的特点。如果一个“集资”活动资金链断裂,其永远可以解释为资金规模不够大。如果能够更大,它就可以不倒,永远玩下去。可事实上,这种论证难有说服力。其扩大的过程,就是对各项资源的消耗与占用增加的过程,所需要的巨大的协调必要性与复杂程度,早就超过了可得与可能的范围。这也是Desertec涉及到了40多个国家与地区,而5、6年以来几无进展的基本原因。

当然,打比方永远只能是一种说明方式,帮助人们更形象的理解,它不能代替对于命题的论证,因为无法证明打比方的可比性在哪里。无论是“电力交通网”还是“旁氏骗局”的比方都是这样。

电网的发展有无边界,在逻辑上却是可以回答的。总体而言,电力传输是损耗较高的能量传输方式,这一点通过简单的推算就可以看出来,这也是电网系统通常并不作为交通基础设施的基本原因。通过铁路运输,4000大卡的煤运输1000公里,单位万吨公里油耗在25公斤。这样1万吨煤,消耗25吨油,按照热量,能耗也就在0.6%。

而电力机车的效率更是比燃油机车高出几倍,即使按照等价热值(测算相应电的燃煤等量热值),特高压电网与超级电网是否兼容?其能耗也会小于0.2%。至于运输过程中倒车等损耗,在目前的技术条件下,与上边的能耗相比,要小一个数量级以上,几乎可以忽略不计。而目前的直流电力传输的线损率,普遍要在5%以上,要比铁路运输高出一个甚至几个数量级。

在能源效率低很多的情况下,总体经济性也必然相对的低。因为能源输送中,能源的消耗在绝大部分情况下都是*大的可变成本,效率低意味着可变成本会相对较大。无论初始投资大还是小,随着时间的累积,可变成本大会侵蚀全寿期的经济性,成为经济性差的主导因素。

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