我国由六大电网提供电力，全国电网总容量目前约8亿千瓦，规模居世界第二位。根据国家经济发展，全国电网容量到2020年可能达到15亿千瓦左右。因此，有人提出要构建全国1000千伏的交流特高压网架，覆盖在六大超高压（500千伏和330千伏）电网之上，可以形成统一的交流同步电网，并将特高压喻为电力输送的“高速公路”，可以更好地在网间实现电能的经济交换，解决电力“堵塞”引起的电网不安全和全网崩溃问题。并认为提高输电电压的优点有两个：随着电压的提高，在输送相同电力的情况下，电流是成反比的下降，所以输电导线截面成比例变小，输电损耗成平方比减少；输电的等值电抗对电压的平方成反比下降，可以提高发电机间自我恢复同步的稳定运行能力。相关专家对此存在不同意见。

    对中国建设特高压电网的分析

    一、电网是由输电线的建立而自然生成的，输电的最优电压决定于输电距离和容量，根据相关工程的估算，特高压输电的经济适用范围很窄。

    建设输电线用什么电压等级主要决定于两个因素：输电容量和输电距离。输电成本由两部分组成：与电压正相关的绝缘投入和与电压负相关的输电导线的投入。两个作用相反的因素决定了在一定输电容量和输电距离条件下，有一个经济适用的输电电压。输电电压不是可以连续变化的，而是由阶梯形的额定电压进行分档，我国运行的最高电网交流电压是500千伏，称为超高压，在研的最高交流电压是1000千伏，称为特高压。任何输电额定电压都有一个与输电距离和容量相关的经济适用范围，超出这个范围就不经济。根据工程实践的推算，特高压输电的临界距离约为600公里，临界容量约在500万～600万千瓦，小于两个临界条件采用较低的超高压（500千伏）更经济，而且愈小愈经济。是不是输电距离在约600公里以上就采用特高压输电呢？也不是，根据国内外的工程经验，在通用的百万千瓦级及以上范围，约600公里是交直流输电的经济临界距离，大于临界距离采用直流输电更经济，小于临界距离用交流输电。

    综上所述，特高压输电的经济适用范围较窄，即输电距离在约600公里附近，输电容量又要大于500万～600万千瓦。落点在600公里左右、又具有这样大容量的电源（包括水电和火电）很少，全国电源规划中也就是屈指可数的几个。这些估算是由外推的特高压输电造价得到的，最近特高压输电试验线路在山西已近建成，可以对上述估算进行修正补充。

    二、电网电压的选择随负荷中心容量的增加而上升，最优的电网电压就是适合于负荷水平的电压，超前的高电压电网不符合节约的经济规律。

    根据我国经济的发展，到2020年六大电网中的最大者约为5亿千瓦容量。这样大的电网容量相当于欧美交流电网目前的水平，它们现在都是采用超高压的400千伏或500千伏在运行，并没有把电网电压提高到特高压。原因也不是当时有技术困难，在几十年前日、俄已建成过1000千伏的特高压输电线，只是利用率不高而弃用或降压运行。建造特高压电网是一个耗资几千亿相当三峡规模级的巨大工程，需要进行投入产出的经济评估。采用超高压电网是扩建，还可以充分利用旧有网架。特高压网是新建，不仅投资大，而且造成旧有网架利用率下降。我国经济发展亟需解决诸多不平衡的突出矛盾，需要在公共建设和普及发展投入大量的支出，如果超高压网扩建能解决电力供应，为什么要耗资新建特高压电网？

     三、特高压电网在网间实施电能经济调度是不值得和不确定的。

    电网和电源的建设都是按负荷发展进行动态平衡得到的，现实的可调剂的网间电能只是负荷预测与真值间的误差，约3%。这种量级可以就近在网间架较低的交流超高压或直流的联络线解决，这样更经济实用，没有必要新建特高压网。事实上这种联络线已在多个网间实施，如果再新建特高压电网，不仅耗资巨大，而且还要外加弃用原有联络线的浪费。我国是一个发展迅速、能源资源紧缺的国家，电力的供需矛盾是长期的，在网内满足社会需要是第一位的，网间实际的电能经济调度效益是不确定的。

    四、特高压电网是不可控的交流同步网，扩大同步网对安全是具有正负影响的双刃剑。

    交流网是靠发电机维持在同步稳定范围内运行的，它们之间的相对相角差决定着电功率的流向和大小。交流电网的最大不安全是发电机间同步运行的破坏，这是由输电线故障（每百公里每年都会发生2、3次）切除后在电网造成功率重新分布的冲击所致。如果机端的输出电功率突然变小，就会在原有来不及变化的机械输入功率的推动下使发电机加速，反之就会减速。网内发电机会因速度突然改变造成同步运行的破坏，是以秒计的快过程，正常的控制调节已经来不及应对。如果发电机的转速变化超出了自我控制的范围，最后就会使发电机运行混乱而导致全网的崩溃。

    事故造成不平衡功率对发电机的冲击是不安全的根源，它和电网结构有关，也和输电容量有关。好的电网结构就是在输电线故障切除后产生的不平衡功率较小，如放射型的电网结构就较好，每条输电线的故障切除不会引起连锁切除输电线的恶性循环反应。只要故障切除输电功率小于全网负荷的15%，通过电网分布到各个发电机的不平衡功率冲击较小，很快就被热备用的功率调节补充上来而进入稳定运行。我国大多数的电网结构都是这样，围绕着大都市形成了这种放射型的安全电网。电压提高增加的输电容量可以加大发电机间恢复同步稳定运行的能力，但由于特高压输电线的流动功率更大，在故障切除后对发电机的不平衡功率冲击也大了，所以对电网安全是有正负两面影响的双刃剑。

    特高压电网可以连接更多的电网形成更大的、统一的交流同步网，但同时也会形成传递故障干扰的大通道，世界上发生的多次停电大事故也说明了大同步电网对安全的两面性。对于未来电网更大容量的发展，建议采取多落点的直流形成网间联络和沟通，它可以控制功率的流向和大小，而且动作速度与保护相当，比交流更有效地解决电网安全和经济调度，那时就更易达到投入产出的经济要求。

    综上所述，可以得出以下结论：

    a）按工程经济比较，特高压（交流1000千伏）输电线的适用范围较窄。输电距离长于约600公里，优选直流输电。在约600公里以下，输电功率在500万、600万千瓦以下，优选较低的超高压（500千伏）输电；只有电源容量在500万、600千瓦及以上，输电距离在600公里附近，才考虑对特高压输电进行比较优选。

    b）世界电网已有的实践告诉我们，我国到2020年可以扩建原有的超高压电网完成电力供应，没有必要新建特高压电网。特高压不仅耗资巨大，而且导致原有网架利用率下降而带来的浪费。

    c）我国六大网间的可调互济功率是约3%的误差级小数，可以就近在网间建设较经济的超高压或直流联络线完成，中国已经建成了多个网间的联络输电线，可不必舍近求远、重复建造特高压网。

    d）新建特高压电网可以加大事故后恢复同步运行的能力，同时也加大了事故后不平衡功率对发电机的冲击和事故传递范围，对于电网的安全是有正负作用的双刃剑，建议就近在电网间建设更可控的直流或更经济的超高压联络线。

    对深入论证交流特高压电网建设的建议

    交流特高压技术在中国电网的应用已经在各种场合进行了不少讨论。目前晋东南－南阳－荆门特高压试验示范工程已近完成，不同论点仍在坚持，分歧较大。现就如何深入组织论证，提三点建议：

    一、集中讨论问题和统一比较标准。

    交流特高压技术在电网的应用有三方面：输电线、大区电网间的联网、建设交流特高压电网。它们涉及的主要技术问题并不相同：输电线主要问题是造价和运行费；联网是安全和经济评估问题；特高压网的问题就是要解决什么问题？解决这三方面的问题还有两个比较技术：超高压500千伏技术和直流技术。比较的内容是经济性和安全性，比较须结合已有的中国电网条件，现分述如下：

    1）输电线：如果晋东南－南阳－荆门特高压试验示范工程技术可行，就可以进行在输电方面的比较。示范工程是约630公里的交流特高压输电线，它可以和超高压和直流输电进行比较：

    a）输送相同功率（如500万千瓦）所需的总造价和每公里的造价，为了发挥示范工程作用，还应当外推得到规律性的成果。即可以分别列出三种不同技术的输电容量、输电距离和每公里造价的关系曲线。输电走廊是大家的关心点，可以按地价折合到成本中进行考虑。

    b）输送相同功率（如500万千瓦）的损耗率，进而用典型负荷曲线可得到三种比较技术的年电能损耗。这样外推得到不同输电容量、输电距离和不同导线截面每公里的电能损耗。如果计入收回投资，还可以得到不同方案相应的年运行费，避免不同投入引起不公平因素影响。

    上述比较有助于解决争论较多的两个问题：一是认为在约600公里以上的输电距离，在百万千瓦级及以上的容量选直流输电更经济，而且距离愈长、容量愈大选直流输电愈经济；二是在600公里以下的输电距离，容量在600万千瓦及以下，500千伏输电用同塔并架加串补电容更经济，而且容量愈小、距离愈短选500千伏输电愈经济。不仅避免了低水平的重复争论，而且可以结合国情得到输电距离、输电容量与成本及运行费设计参考曲线，进而得到交流特高压、超高压和直流输电的经济适用范围。结合我国规划的火电和水电能源基地，还可以得到经济合理的输电初步方案，以便规划设计人员结合具体工程深化和细化实施。

    2）大区电网间的联网。公认有两个正面作用：在稳态运行中可以调度得到网间的电能互济；在故障动过程中可以得到网间电力相互的支援。有三个可比方案：交流特高压、超高压、直流背靠背。目前争论的问题有：大区有多少电能可以互济？（有人说是15%，有的说3％、4% 。）如何估计交流联网出现的故障传递扩大和增加超低频振荡的干扰？这些都可以结合六大电网或其中的几个典型网来进行研究：

    a）大区电网已有联网，可以得到现行的互济电能和最大电力的数据，进而可以结合规划的发展负荷，推算出典型网，研究每年的互济电能和最大电力。

    b）比较三种联网方式（应包括如何处理已有的区间联络线），得到投入产出比是否值得？哪一种更有效益？

    c）三种联网下产生的超低频振荡（直流背靠背不会产生）对限制输电功率极限和抑制振荡措施的经济评估。

    d）仿真评估交直流联网串级故障的风险。

    这种比较可以结合设计数据进行数字仿真，与特高压的示范工程试验线路没有直接关系。对于我国，可以实施大区间联网也只有六个，根据电力规划设计的电网数据，得到有说服力的比较结果，避免没有交集和不结合工程实际的空谈。

    3）特高压电网。争论的问题有：a）如果大区间已经联网，是否还需要在超高压网上再建一个特高压电网？这个特高压电网的功能是什么？由谁来投资埋单？b）美国未来规划是用直流实施同步网间的互联，直流是可以快速双向控制的，是否比不可控的交流特高压同步网更好？

    二、立项研究，让综合分析的研究成果数据说话。

    交流特高压技术是多方面的综合应用技术，专家多长于某个专门技术，不可能靠记者访问和会议讨论的表态得到科学结论。

    有专家建议在示范工程成功后，“再全面铺开进行商业运行”。其实示范工程只能说明技术可行和造价成本，特高压能否用？用在什么情况最有效？只能根据电网的具体条件来判断。交流特高压比较适用于输电容量特大（500万千瓦及以上）、输电距离在五、六百公里附近的稀少情况。即使在这样较小的应用范围内，交流特高压也需要通过经济技术比较选择，怎么能就此全面铺开？

    有专家认为特高压损耗小（相当于500千伏输电线的1/16），就想当然地“看好发展前景”。其实一般情况的输送功率较小、距离较短，不如选用超高压输电更经济，因为输电两端的变压设备和输电线路的绝缘等的投入过大，折旧年限过长，根本就找不到投资。这就是为什么电网根据不同负荷和距离有着不同的电压等级（超高压、高压、低压），而不是采用尽可能高的输电电压。

    总之，科学的结论和决策只能来自具体问题的具体分析后的概括和综合汇总，而不能靠没有充分研究准备的会议讨论或访问表态来解决。

    三、客观、科学地组织独立和负责的论证。

    a）需要提供统一的电网基础材料，否则结果难以比较、而且脱离中国电网的工程实际。

    b）论证应有共同的议题和标准，如比较特高压、超高压和直流三种不同技术在输电、联网和建设电网的经济性和安全性。

    c）委托不同观点的单位和个人立项研究，研究应包括独立的非隶属和非利益相关的单位，以便获得独立科学的结果。

    d）对研究成果进行有准备、有署名、有文字记录的负责任的论证讨论。

    e）建设交流特高压电网是耗资成千亿人民币的重大项目，值得论证。中国超高压电网还有增建发展的空间，有时间组织论证。