电网发展与电力体制改革的几点思考

杨伟坚　洪嘉辉

摘 要：2015年，强台风“彩虹”的侵袭对广东、广西等电网造成了严重伤害，事故中也暴露出了电网规划建设、技术发展和管理等方面存在的问题。结合电网体制改革方案的实施情况，从维护电网安全、提升管理效率的角度出发，针对其中存在的问题，提出电网规划发展、各类事故预防、技术革新和对电力体制改革等方面的思考、建议，以期进一步推动电网技术、规划管理和电改方面相关研究的发展。

关键词：电网规划；技术创新；体制改革；自动化系统

中图分类号：F426 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.001

2015年国庆期间，15级强台风“彩虹”给两广沿海带来严重伤害，沿海电网严重受损。南方电网范围内累计1 421条线路跳闸，103座变电站失压，19 848基杆塔受损，受影响用户447.3万户。广州番禺的受灾情况引起了社会各界的高度关注。此次灾害引发了相关部门工作人员对电网规划、建设、管理等问题的一系列思考，他们积极推动电网的发展，调整管理定位。

1 “彩虹”直指电网建设薄弱环节

1.1 电网规划能力备受挑战

近年来，广州南部电网负荷发展迅猛，成为新负荷核心区域，电网规划建设矛盾也逐渐凸显，多电压等级联结、高度互联的现代电网优势无法得到保障。

1.2 电网自愈能力受到考验

大电网事故恢复主要是指电潮流优化、平衡问题，打破电网间的建设壁垒，多方向优化电源节点布局的网络建设，提升其抗击灾害的能力。在事故中，由于广州西南部电网电源支撑不足，出现大范围停电、限电的情况，暴露出了负荷中心缺少与周边电网应急支持等问题。因此，在日常工作中，要加强与周边电网的多联向络网架建设，充分发挥各方向电源支撑的杠杆作用，中部电网由东北部电网转供，减轻电网恢复压力，提升其抗灾能力。

2 探索各方面管理思路

2.1 大电网、强电网建设与微电网发展互补

互联互通大电网建设的优势在近年来电网发展规划和事故应急管理中呈现出巨大的优势。

2.1.1 推进互联互通建设，提升运行水平

目前，南方电网已建成“八交八直”的西东大通道和超长距离、超大容量的海岛互联，对优化东西部资源配置、平衡区域化峰谷差异有重要的推动作用，也为电网安全提供了有力的支援。

2.1.1.1 提升抗击台风的侵袭能力

2005年，台风“达维”正面侵袭海南期间，电网遭受嚴重破坏，由于缺乏后备电源的支撑，全岛电网瓦解，黑启动与电网恢复缓慢，14 d后主网才恢复正常运行。我国首条500 kV超高压、大容量跨海联网输电线——福港线投运后，结束了海南电网“电力孤岛”的历史，为改善电网质量，实现资源优化配置，调剂余缺创造了条件，而其抗事故能力和可靠性也发挥了重大作用。2014年，超强台风“威马逊”侵袭期间，海南电网与主网紧紧相联，保证了应急电力供应和灾后复电工作，为抢修提供了坚强的支撑。

2.1.1.2 西电东送战略意义显著

2008年冰灾期间，贵州电网遭受严重损害，先后多次解列成多个孤岛运行，严重威胁贵州电网以及南方电网的安全、稳定运行。危难关头，合理调整潮流分布，通过贵广线从广东倒送电支援贵州，发挥大电网联通的作用，为电网迅速恢复提供了先决条件。

2.1.1.3 微电网布局对区域电网实现可靠供给

电网发生大面积停电或瓦解等事故时，微电网用户实现自愈，并为电网提供黑启动电源。近年来，南方电网大力开展微电网试点布局，不断积累数据和实践经验。广东已建成5个新能源项目，总装机容量为190 MW，为分布式能源发展提供了科学的依据。

2.1.2 强化无功电源管理，增强系统抗干扰能力

安全、稳定是电网运行的基础，而事故发生时，通常伴有功率失衡、系统震荡等异常情况。在“9·20”广东电网重大电网瓦解事故中，导致电网事故扩大的重要原因是区域电网无功电源的布置问题。

在电网建设中，必须充分考虑无功电源规划，包括提升无功补偿和谐波吸收能力，改善P-f、U-Q曲线控制能力，提升电网对谐波等侵害的抵御能力。新型无功调节装置STATCOM等的应用，让电网在暂态过程中能通过时间常数调节，自动调节功率平衡，维持特大电网的安全、稳定运行。

2.1.3 合理配置自动化系统

随着电网结构的日趋复杂，电网分级增多，电磁环网结构与联接更为复杂。对于安稳自动化装置，从同期装置、备自投到安稳、自动化，再到复杂电网自愈控制、主配一体自动化控制，不断提升其对大电网的驾驭能力。

当发生重大电网事故，尤其是大型电源端受损时，利用主配网一体化控制系统，通过分级甩负荷方式改善系统潮流分布，确保主网、核心负荷的正常运作，为电网恢复提供保障。同时，要将微电网作为应急电源，以实现黑启动，防止区域潮流拖垮整个电网。

2.1.4 大调度发展优势

东西部（南北）电网联调较好地解决了东西部发展不平衡的问题，同时，还有效解决东西（南北）部峰谷差异，有效推动电网平衡。

多区域电源输送管理有利于提高电网应对区域性灾害事故的能力。以南方电网为例，在琼、粤、桂三省遭受台风侵袭，骨干输送网架遭受冲击时，三峡电力予以有效补充和支撑，为电网安全运行提供了有力的保障。

2.1.5 核电安全与电网安全的平衡

随着新能源的发展，核能在大型复杂电网中也得到了发展。但是，由于核电发电的连续性，其配套工程、设施和电网配置问题，电网的紧急措施与应急保障工作一直都是电网安全运行和事故控制管理的核心。与此同时，抽水蓄能等储能电站也得到了一定的发展，受到了社会各界的重视。

2.2 优化电网分级管理和事故处理能力

黑启动管理对电网事故恢复起到了至关重要的作用，其主要包括就地应急电源、外联线输入或微电网返供等启动模式。应急启动电源装置包括应急发电、直流电源、风能、太阳能或水动势能应急供应。

负荷管理是确保系统稳定运行的重要手段之一，通过安稳等装置隔离负荷分级，平衡事故状态中的功率与潮流分布问题，确保系统能够稳定运行，避免造成系统雪崩、瓦解等重大事故。

2.3 促进科技发展，改进电网设备性能

80%的电网设备故障来源于绝缘损坏或雷电侵害。因此，提高设备的绝缘性能，提升雷电侵害能力，是确保电网安全、运行的重要措施之一。

2.3.1 防雷技术的引进与发展

作为雷害密度高值区，广东在防雷和消减雷害方面不断发展。随着穿刺线夹、可控放电避雷针等技术的发展，雷电能量释放等技术日益提升，防雷效果也越来越好。

雷电流消纳装置的研发进一步推动了防雷技术的发展，利用防雷装置间隙放电原理消耗绝雷电能量，能有效保护沿线设施免受雷害的影响，确保连续供电对电网、设备的保护。此外，由于对接地电阻没有特殊要求，使得该防雷设施的安装、选用更加灵活，成为线路防雷的新宠。

2.3.2 提升电网设备绝缘水平

引发电网事故的另一个主要原因是绝缘击穿和污闪侵害。近10年来，全国发生大面积污闪事故35起，造成输电线路跳闸超400条次，171座变电站停电。提升设备绝缘水平的方式有，选用防污、抗老化、易于检测观察的绝缘材料或绝缘介质等技术手段，选用绝缘导线、封闭式母线，或者采用GIS、HGIS等密闭型设备。它们的应用前景越来越广。

2.3.3 探索自愈型或抗灾型线路材料

我国属于自然灾害多发区，在不同气象条件下，电网用材设计裕度不相同。遇到极端气象时，电网遭受的侵害远大于设计裕度，致使设备受损，导线断裂，杆塔倒塌等。例如，2008年的冰灾，雨、雾凇覆冰厚度和荷载远超于导线与杆塔的设计应力，导致大面积断线、倒杆的情况频发。因此，抢修塔、预应力跌落式金具，甚至线路控制站等技术应运而生。

在实际设计工作中，要选用高密度，轻便，搭建灵活、方便的抢修塔临时替代受损铁塔。它作为抢修复电的应急设施，得到了众多好评，并广泛应用。高强度杆塔（碳素、合金）将逐步代替传统的塔材。而弹性杆塔的研发（瞬时冲击弹性变形后自动恢复）则有效提高了线路抵抗外来冲击干扰的能力。

预应力跌落式金具在自然灾害常发区域试点运行。当导线或杆塔承受应力过大时，预应力金具自动跌落，放弃一个耐张段，避免多座杆塔坍塌。这种方式有效减少了灾害造成的损失，提升了抢修复电效率，逐步在实际工作中推广应用。

“线路控制站”在若干个耐张段之间装设，并带自愈功能的线路弧垂释放装置，通过放松弧垂减少线路拉力，降低线路断线、倒杆（塔）等情况发生的概率。当线路遭受的外界应力超出设计裕度时，要释放一定裕度导线，增加线路弧垂，减少线路导线与杆塔所承受的张力，保护导线、杆塔，以免它们受损。当外力应力减轻时，要控制导线，恢复回缩，提升线路的运行安全和应急效率。

2.4 电网运行环境与建设的保障

电网布局、选址用地困难等规划问题致使电网缺电、窝电矛盾并存，不断形成电网建设瓶颈。因此，相关部门可以学习法国对民生的行业统筹管理模式，为市政服务建设提供指导、协调和支撑，统一建设市政服务设施一体化区域（电力、通信、水务、交通），统一建设管道走廊，减少相关行业规划难、建设难的问题。

2.5 选用新型环保燃料与储能设备

电网规划正逐步走向以清洁能源开发为主先导，电能消费为主的清洁低碳发展的“两个替代”之路，以解决能源安全、环境污染等问题。太阳、风、潮汐、地热、生物能等新型电力能源的开发，可以有效减少对化石能源的依赖和消耗，减少碳排放。目前，南方电网贯彻落实国家“四个革命、一个合作”战略部署，已经实现了非化学能源占比49.5%的节能减排目标。

2.6 削峰填谷措施的作用

在工作中，各级单位要积极响应削峰填谷管理工作，号召电力用户自觉实行错峰用电，通过电价政策鼓励错峰、避峰管理。同时，还要着力开展蓄能技术的研究、开发和应用，其主要工作有以下3点：①抽水蓄能。抽水蓄能实现简便，技术要求容易实现，且存储容量大，可以排洪灌溉。②蓄冷蓄热。近年来，将水转换为冰或蒸汽进行储能在欧美等国家开始推广和应用。③氢蓄能技术。通过电解水分解出氢化物储能，将氢气作为燃料发电技术逐步投入规模性应用。

3 电网企业的未来发展

在日常工作中，不断深化电力体制改革研究，明确电网企业担负的社会责任，重新划分其功能定位，是管理部门、社会各界和业内重点讨论的问题。

3.1 电网企业改革的主要方向

《关于进一步深化电力体制改革的若干意見》中提出，要放开输配以外的经营性电价、售电、增量配电业务，发供电计划，建立交易平台，加强规划；规范交易，完善市场交易规则和规模，积极开展有效的市场价格信号交易试点，实现资源的优化配置，逐步实现行业市场化。

在工作过程中，完善政企、厂网、主辅分开这一政策，按照“管住中间、放开两头”的体制构架，有序放开主网和调度外的竞争性环节，有序向社会资本放开售电业务，有序放开公益性和调节性以外的发用电计划，推进独立交易以及规范运行。同时，还要深化对区域电网建设输配体制的研究，强化政府监管和电力统筹规划，保证电力系统的安全、高效运行和电力的可靠供应。

倡导绿色环保型建筑、小区或城市建设，推动绿色环保、再生等能源管理工作的有序进行。对于输变电环节，要加强政府监管，鼓励非限制性业务竞争板块的发展。

3.2 倡导公益性电网的管理职能建设

电网企业向服务管理型转变——发展一个以电能传输供应、客户需求端管理、鼓励绿色电能、综合能源互补，倡导错峰用电和节能企业扶持，协助社会开展绿色城市及发展布局规划，兼顾碳排放等服务领域的综合型服务企业，并联合上下游行业开展供应链开发，从提升设备质量的角度探讨环保、节能相结合的发展方向。

基础设施等公共事业的统筹规划工作，由政府统一协调，强化基础设施建设，减少资源浪费，并对应急抢修资源进行社会效益性分析，研究行政管理，将政府支持与企业消化相结合，不断提升社会责任的体现度和公平性。

打造强电网企业，为骨干电网提供保障，引入竞争、经营模式，促进电网企业从供用电模式向管理、创新、规划、研究等方面多重发展，具体要做到以下3点：①综合能源管理与开发，鼓励可再生能源及分布式能源、微电网和大电网的开发；②节能管理，加强负荷侧管理，将电能质量、峰谷管理与碳排放交易相结合，限制高能耗产业的发展；③线损控制，选用低耗能产品，开展电网规划和运行方式的研究，加强降损管理。

4 结束语

电网的优化与发展取决于电网的管理水平与发展方向，它与电网企业的职能定位息息相关。经过不断的研究、规划，持续促进电网的建设和发展，为推进社会发展，实现节能减排的现代型、绿色可持续发展社会奠定了良好的基础。

参考文献

[1]国务院，中发〔2015〕9号.关于进一步深化电力体制改革的若干意见[S].2015-04-10.

[2]陈晓煊，李品.南方电网建成“八交八直”西电东送大通道[J].广西电业，2014（6）：8.

[3]中国市场调研网.中国微电网技术行业现状调研分析及发展趋势预测报告（2016版）[EB/OL].[2016-02-15]. http：//www.cir.cn/Pdf/QiTaHangYe/01/微电网行业前景分析_160A001.pdf.

[4]金亚勤.抽水蓄能发展需要新动力[N].中国能源报，2016-02-29（11）.

〔编辑：白洁〕