電網發展與電力體制改革的幾點思考

楊偉堅　洪嘉輝

摘 要：2015年，強臺風“彩虹”的侵襲對廣東、廣西等電網造成了嚴重傷害，事故中也暴露出了電網規劃建設、技術發展和管理等方面存在的問題。結合電網體制改革方案的實施情況，從維護電網安全、提升管理效率的角度出發，針對其中存在的問題，提出電網規劃發展、各類事故預防、技術革新和對電力體制改革等方面的思考、建議，以期進一步推動電網技術、規劃管理和電改方面相關研究的發展。

關鍵詞：電網規劃；技術創新；體制改革；自動化系統

中圖分類號：F426 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.001

2015年國慶期間，15級強臺風“彩虹”給兩廣沿海帶來嚴重傷害，沿海電網嚴重受損。南方電網范圍內累計1 421條線路跳閘，103座變電站失壓，19 848基桿塔受損，受影響用戶447.3萬戶。廣州番禺的受災情況引起了社會各界的高度關注。此次災害引發了相關部門工作人員對電網規劃、建設、管理等問題的一系列思考，他們積極推動電網的發展，調整管理定位。

1 “彩虹”直指電網建設薄弱環節

1.1 電網規劃能力備受挑戰

近年來，廣州南部電網負荷發展迅猛，成為新負荷核心區域，電網規劃建設矛盾也逐漸凸顯，多電壓等級聯結、高度互聯的現代電網優勢無法得到保障。

1.2 電網自愈能力受到考驗

大電網事故恢復主要是指電潮流優化、平衡問題，打破電網間的建設壁壘，多方向優化電源節點布局的網絡建設，提升其抗擊災害的能力。在事故中，由于廣州西南部電網電源支撐不足，出現大范圍停電、限電的情況，暴露出了負荷中心缺少與周邊電網應急支持等問題。因此，在日常工作中，要加強與周邊電網的多聯向絡網架建設，充分發揮各方向電源支撐的杠桿作用，中部電網由東北部電網轉供，減輕電網恢復壓力，提升其抗災能力。

2 探索各方面管理思路

2.1 大電網、強電網建設與微電網發展互補

互聯互通大電網建設的優勢在近年來電網發展規劃和事故應急管理中呈現出巨大的優勢。

2.1.1 推進互聯互通建設，提升運行水平

目前，南方電網已建成“八交八直”的西東大通道和超長距離、超大容量的海島互聯，對優化東西部資源配置、平衡區域化峰谷差異有重要的推動作用，也為電網安全提供了有力的支援。

2.1.1.1 提升抗擊臺風的侵襲能力

2005年，臺風“達維”正面侵襲海南期間，電網遭受嚴重破壞，由于缺乏后備電源的支撐，全島電網瓦解，黑啟動與電網恢復緩慢，14 d后主網才恢復正常運行。我國首條500 kV超高壓、大容量跨海聯網輸電線——福港線投運后，結束了海南電網“電力孤島”的歷史，為改善電網質量，實現資源優化配置，調劑余缺創造了條件，而其抗事故能力和可靠性也發揮了重大作用。2014年，超強臺風“威馬遜”侵襲期間，海南電網與主網緊緊相聯，保證了應急電力供應和災后復電工作，為搶修提供了堅強的支撐。

2.1.1.2 西電東送戰略意義顯著

2008年冰災期間，貴州電網遭受嚴重損害，先后多次解列成多個孤島運行，嚴重威脅貴州電網以及南方電網的安全、穩定運行。危難關頭，合理調整潮流分布，通過貴廣線從廣東倒送電支援貴州，發揮大電網聯通的作用，為電網迅速恢復提供了先決條件。

2.1.1.3 微電網布局對區域電網實現可靠供給

電網發生大面積停電或瓦解等事故時，微電網用戶實現自愈，并為電網提供黑啟動電源。近年來，南方電網大力開展微電網試點布局，不斷積累數據和實踐經驗。廣東已建成5個新能源項目，總裝機容量為190 MW，為分布式能源發展提供了科學的依據。

2.1.2 強化無功電源管理，增強系統抗干擾能力

安全、穩定是電網運行的基礎，而事故發生時，通常伴有功率失衡、系統震蕩等異常情況。在“9·20”廣東電網重大電網瓦解事故中，導致電網事故擴大的重要原因是區域電網無功電源的布置問題。

在電網建設中，必須充分考慮無功電源規劃，包括提升無功補償和諧波吸收能力，改善P-f、U-Q曲線控制能力，提升電網對諧波等侵害的抵御能力。新型無功調節裝置STATCOM等的應用，讓電網在暫態過程中能通過時間常數調節，自動調節功率平衡，維持特大電網的安全、穩定運行。

2.1.3 合理配置自動化系統

隨著電網結構的日趨復雜，電網分級增多，電磁環網結構與聯接更為復雜。對于安穩自動化裝置，從同期裝置、備自投到安穩、自動化，再到復雜電網自愈控制、主配一體自動化控制，不斷提升其對大電網的駕馭能力。

當發生重大電網事故，尤其是大型電源端受損時，利用主配網一體化控制系統，通過分級甩負荷方式改善系統潮流分布，確保主網、核心負荷的正常運作，為電網恢復提供保障。同時，要將微電網作為應急電源，以實現黑啟動，防止區域潮流拖垮整個電網。

2.1.4 大調度發展優勢

東西部（南北）電網聯調較好地解決了東西部發展不平衡的問題，同時，還有效解決東西（南北）部峰谷差異，有效推動電網平衡。

多區域電源輸送管理有利于提高電網應對區域性災害事故的能力。以南方電網為例，在瓊、粵、桂三省遭受臺風侵襲，骨干輸送網架遭受沖擊時，三峽電力予以有效補充和支撐，為電網安全運行提供了有力的保障。

2.1.5 核電安全與電網安全的平衡

隨著新能源的發展，核能在大型復雜電網中也得到了發展。但是，由于核電發電的連續性，其配套工程、設施和電網配置問題，電網的緊急措施與應急保障工作一直都是電網安全運行和事故控制管理的核心。與此同時，抽水蓄能等儲能電站也得到了一定的發展，受到了社會各界的重視。

2.2 優化電網分級管理和事故處理能力

黑啟動管理對電網事故恢復起到了至關重要的作用，其主要包括就地應急電源、外聯線輸入或微電網返供等啟動模式。應急啟動電源裝置包括應急發電、直流電源、風能、太陽能或水動勢能應急供應。

負荷管理是確保系統穩定運行的重要手段之一，通過安穩等裝置隔離負荷分級，平衡事故狀態中的功率與潮流分布問題，確保系統能夠穩定運行，避免造成系統雪崩、瓦解等重大事故。

2.3 促進科技發展，改進電網設備性能

80%的電網設備故障來源于絕緣損壞或雷電侵害。因此，提高設備的絕緣性能，提升雷電侵害能力，是確保電網安全、運行的重要措施之一。

2.3.1 防雷技術的引進與發展

作為雷害密度高值區，廣東在防雷和消減雷害方面不斷發展。隨著穿刺線夾、可控放電避雷針等技術的發展，雷電能量釋放等技術日益提升，防雷效果也越來越好。

雷電流消納裝置的研發進一步推動了防雷技術的發展，利用防雷裝置間隙放電原理消耗絕雷電能量，能有效保護沿線設施免受雷害的影響，確保連續供電對電網、設備的保護。此外，由于對接地電阻沒有特殊要求，使得該防雷設施的安裝、選用更加靈活，成為線路防雷的新寵。

2.3.2 提升電網設備絕緣水平

引發電網事故的另一個主要原因是絕緣擊穿和污閃侵害。近10年來，全國發生大面積污閃事故35起，造成輸電線路跳閘超400條次，171座變電站停電。提升設備絕緣水平的方式有，選用防污、抗老化、易于檢測觀察的絕緣材料或絕緣介質等技術手段，選用絕緣導線、封閉式母線，或者采用GIS、HGIS等密閉型設備。它們的應用前景越來越廣。

2.3.3 探索自愈型或抗災型線路材料

我國屬于自然災害多發區，在不同氣象條件下，電網用材設計裕度不相同。遇到極端氣象時，電網遭受的侵害遠大于設計裕度，致使設備受損，導線斷裂，桿塔倒塌等。例如，2008年的冰災，雨、霧凇覆冰厚度和荷載遠超于導線與桿塔的設計應力，導致大面積斷線、倒桿的情況頻發。因此，搶修塔、預應力跌落式金具，甚至線路控制站等技術應運而生。

在實際設計工作中，要選用高密度，輕便，搭建靈活、方便的搶修塔臨時替代受損鐵塔。它作為搶修復電的應急設施，得到了眾多好評，并廣泛應用。高強度桿塔（碳素、合金）將逐步代替傳統的塔材。而彈性桿塔的研發（瞬時沖擊彈性變形后自動恢復）則有效提高了線路抵抗外來沖擊干擾的能力。

預應力跌落式金具在自然災害常發區域試點運行。當導線或桿塔承受應力過大時，預應力金具自動跌落，放棄一個耐張段，避免多座桿塔坍塌。這種方式有效減少了災害造成的損失，提升了搶修復電效率，逐步在實際工作中推廣應用。

“線路控制站”在若干個耐張段之間裝設，并帶自愈功能的線路弧垂釋放裝置，通過放松弧垂減少線路拉力，降低線路斷線、倒桿（塔）等情況發生的概率。當線路遭受的外界應力超出設計裕度時，要釋放一定裕度導線，增加線路弧垂，減少線路導線與桿塔所承受的張力，保護導線、桿塔，以免它們受損。當外力應力減輕時，要控制導線，恢復回縮，提升線路的運行安全和應急效率。

2.4 電網運行環境與建設的保障

電網布局、選址用地困難等規劃問題致使電網缺電、窩電矛盾并存，不斷形成電網建設瓶頸。因此，相關部門可以學習法國對民生的行業統籌管理模式，為市政服務建設提供指導、協調和支撐，統一建設市政服務設施一體化區域（電力、通信、水務、交通），統一建設管道走廊，減少相關行業規劃難、建設難的問題。

2.5 選用新型環保燃料與儲能設備

電網規劃正逐步走向以清潔能源開發為主先導，電能消費為主的清潔低碳發展的“兩個替代”之路，以解決能源安全、環境污染等問題。太陽、風、潮汐、地熱、生物能等新型電力能源的開發，可以有效減少對化石能源的依賴和消耗，減少碳排放。目前，南方電網貫徹落實國家“四個革命、一個合作”戰略部署，已經實現了非化學能源占比49.5%的節能減排目標。

2.6 削峰填谷措施的作用

在工作中，各級單位要積極響應削峰填谷管理工作，號召電力用戶自覺實行錯峰用電，通過電價政策鼓勵錯峰、避峰管理。同時，還要著力開展蓄能技術的研究、開發和應用，其主要工作有以下3點：①抽水蓄能。抽水蓄能實現簡便，技術要求容易實現，且存儲容量大，可以排洪灌溉。②蓄冷蓄熱。近年來，將水轉換為冰或蒸汽進行儲能在歐美等國家開始推廣和應用。③氫蓄能技術。通過電解水分解出氫化物儲能，將氫氣作為燃料發電技術逐步投入規模性應用。

3 電網企業的未來發展

在日常工作中，不斷深化電力體制改革研究，明確電網企業擔負的社會責任，重新劃分其功能定位，是管理部門、社會各界和業內重點討論的問題。

3.1 電網企業改革的主要方向

《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》中提出，要放開輸配以外的經營性電價、售電、增量配電業務，發供電計劃，建立交易平臺，加強規劃；規范交易，完善市場交易規則和規模，積極開展有效的市場價格信號交易試點，實現資源的優化配置，逐步實現行業市場化。

在工作過程中，完善政企、廠網、主輔分開這一政策，按照“管住中間、放開兩頭”的體制構架，有序放開主網和調度外的競爭性環節，有序向社會資本放開售電業務，有序放開公益性和調節性以外的發用電計劃，推進獨立交易以及規范運行。同時，還要深化對區域電網建設輸配體制的研究，強化政府監管和電力統籌規劃，保證電力系統的安全、高效運行和電力的可靠供應。

倡導綠色環保型建筑、小區或城市建設，推動綠色環保、再生等能源管理工作的有序進行。對于輸變電環節，要加強政府監管，鼓勵非限制性業務競爭板塊的發展。

3.2 倡導公益性電網的管理職能建設

電網企業向服務管理型轉變——發展一個以電能傳輸供應、客戶需求端管理、鼓勵綠色電能、綜合能源互補，倡導錯峰用電和節能企業扶持，協助社會開展綠色城市及發展布局規劃，兼顧碳排放等服務領域的綜合型服務企業，并聯合上下游行業開展供應鏈開發，從提升設備質量的角度探討環保、節能相結合的發展方向。

基礎設施等公共事業的統籌規劃工作，由政府統一協調，強化基礎設施建設，減少資源浪費，并對應急搶修資源進行社會效益性分析，研究行政管理，將政府支持與企業消化相結合，不斷提升社會責任的體現度和公平性。

打造強電網企業，為骨干電網提供保障，引入競爭、經營模式，促進電網企業從供用電模式向管理、創新、規劃、研究等方面多重發展，具體要做到以下3點：①綜合能源管理與開發，鼓勵可再生能源及分布式能源、微電網和大電網的開發；②節能管理，加強負荷側管理，將電能質量、峰谷管理與碳排放交易相結合，限制高能耗產業的發展；③線損控制，選用低耗能產品，開展電網規劃和運行方式的研究，加強降損管理。

4 結束語

電網的優化與發展取決于電網的管理水平與發展方向，它與電網企業的職能定位息息相關。經過不斷的研究、規劃，持續促進電網的建設和發展，為推進社會發展，實現節能減排的現代型、綠色可持續發展社會奠定了良好的基礎。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕