近些年來，世界上很多國家都發(fā)生過大面積停電事故。但在中國，近幾十年不但沒有發(fā)生過大面積停電事故，而且經(jīng)過堅持不斷的發(fā)展更新，目前電網(wǎng)安全運(yùn)行水平、供電可靠性均位居世界前列。
這背后，是中國電力供應(yīng)保障能力的顯著增強(qiáng)，是中國電網(wǎng)實現(xiàn)了互聯(lián)互通互供，是一大批保障電網(wǎng)安全運(yùn)行技術(shù)的成功應(yīng)用，更是中國特色社會主義制度的體現(xiàn)……它們共同構(gòu)成了中國沒有發(fā)生大面積停電事故的關(guān)鍵密碼。
電源結(jié)構(gòu)日趨多元化 電力供應(yīng)保障能力顯著增強(qiáng)
新中國成立之初，電廠凋零、設(shè)備殘缺、電網(wǎng)癱瘓、運(yùn)行維艱，電源結(jié)構(gòu)單一，電力供給遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活需要。
1949年，全國發(fā)電總裝機(jī)為185萬千瓦，全年發(fā)電量43億千瓦時，僅相當(dāng)于現(xiàn)在一個中等城市一年的用電量;人均用電量8千瓦時，僅相當(dāng)于現(xiàn)代家庭柜式空調(diào)幾個小時的用電量，全國無電人口達(dá)80%以上。
“我老家在安徽六安農(nóng)村，小時候家里用煤油燈照明。上世紀(jì)70年代，村里用小水庫發(fā)電，但發(fā)的電不夠用，家里的電燈經(jīng)常亮不了，停電更是家常便飯，蠟燭、手電筒是家中常備之物，直到1987年村里才通了高壓電，基本上不停電了。”說起自己親身經(jīng)歷的用電變化，家居北京60歲的劉女士回憶道。
為盡快增加電力供應(yīng)，根據(jù)“富煤、少油、貧氣”以及西南地區(qū)水資源豐富的特點，我國優(yōu)先發(fā)展火電，大力發(fā)展水電。同時，持續(xù)優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，非化石能源不斷發(fā)展壯大。
“2018年，全國發(fā)電裝機(jī)容量約19億千瓦，是1949年的1027倍。其中，煤電、水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機(jī)容量穩(wěn)居世界第一，核電裝機(jī)容量世界第三、在建規(guī)模世界第一，清潔能源發(fā)電裝機(jī)占比提高到40%左右。”國家能源局局長章建華自豪地說。
如今，走進(jìn)青海省海南藏族自治州共和縣塔拉灘，湛藍(lán)色的天空下，一排排光伏組件整齊排列著，一望無際，與天同色，熠熠生輝，源源不斷地釋放著電能。它們與40公里外的龍羊峽水電站，組成了世界最大規(guī)模的水光互補(bǔ)工程——龍羊峽水光互補(bǔ)電站。自2014年投產(chǎn)以來，電站累計發(fā)電突破70億千瓦時，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤223萬噸，減少二氧化碳排放量約600萬噸。
在世界規(guī)模最大的在役火電廠——內(nèi)蒙古大唐托克托發(fā)電公司(簡稱“托電”)廠區(qū)，一期至五期廠房自西向東有序排列，五根煙囪整齊地矗立在一條直線上，見證了70年來我國火電技術(shù)的演進(jìn)升級，展示著我國電力工業(yè)發(fā)展的一路輝煌。“少了它，北京的夜晚就少了四分之一的燈火。”這已成為托電人引以為傲的談資。
在湖北宜昌，世界規(guī)模最大的水電站——三峽水電站2018年全年發(fā)電量首次突破1000億千瓦時，累計發(fā)電已超過1萬億千瓦時，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3.19億噸，減排二氧化碳8.58億噸，惠及上海、湖北、河南、江蘇、廣東、重慶等省市，受益人口超過全國人口的一半。
“如果按照每千瓦時電量產(chǎn)生12元GDP計算，1000億千瓦時電量可以支撐我國1.2萬億元GDP。”中國長江三峽集團(tuán)有限公司總經(jīng)理王琳表示。
多元化的電源結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了我國電力供應(yīng)保障能力，為我國幾十年沒有發(fā)生大面積停電事故奠定了堅實的基礎(chǔ)，更為我國經(jīng)濟(jì)增長、社會進(jìn)步和民生福祉改善提供了強(qiáng)有力的能源保障。
“今后，要清潔高效發(fā)展煤電，增強(qiáng)核電戰(zhàn)略保障作用，高質(zhì)量發(fā)展可再生能源，穩(wěn)妥開發(fā)水電，有序建設(shè)抽蓄電站，協(xié)調(diào)發(fā)展風(fēng)電和太陽能發(fā)電，加快發(fā)展生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能，著力完善多輪?qū)動的能源供給體系，保障電力供應(yīng)安全。”國家能源局綜合司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
輸送通道建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn) 電網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)互通互供
2019年9月17日，阿里與藏中電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)工程開工建設(shè)，徹底結(jié)束全國最后一個地級行政區(qū)——阿里電網(wǎng)長期孤網(wǎng)運(yùn)行的歷史，使西藏主電網(wǎng)覆蓋全區(qū)74個縣。這是新中國成立70年來我國電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的一個里程碑事件。
阿里與藏中電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)工程施工現(xiàn)場。來源：國家電網(wǎng)
我國電網(wǎng)包括輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)兩部分。1949年，我國成型的電網(wǎng)僅有東北地區(qū)和京津唐地區(qū)兩個，東北地區(qū)是當(dāng)時全國最大電網(wǎng)，最高電壓等級也只有220千伏。“1999年前，我國各區(qū)域電網(wǎng)互不相連，各管各的。在地廣人稀的新疆維吾爾自治區(qū)和西藏自治區(qū)，又分為若干個小的地方電網(wǎng)。”國家能源局原局長張國寶曾撰文回憶道。
與此同時，全國大部分地區(qū)出現(xiàn)了電力緊張情況。以當(dāng)時的浙江為例，企業(yè)飽受拉閘限電之苦，“開三停四”成了家常便飯，居民基本生活用電也難以保障。“重發(fā)輕供”問題凸顯，電網(wǎng)已經(jīng)不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。
為此，我國加快開啟電網(wǎng)互聯(lián)進(jìn)程，推進(jìn)東北電網(wǎng)與華北電網(wǎng)、華中電網(wǎng)與西北電網(wǎng)互聯(lián)互通，加強(qiáng)海南島與大陸聯(lián)網(wǎng)和大陸向港澳供電等工程。2011年12月，青藏聯(lián)網(wǎng)工程投運(yùn)，標(biāo)志著除臺灣省外全國電力聯(lián)網(wǎng)格局基本形成。
“現(xiàn)在，從世界屋脊的青藏高原到南海之濱的海南島，都有一個互聯(lián)互通的電網(wǎng)覆蓋了，這真是一個偉大的世界工程。如果你現(xiàn)在到西藏，在夜晚，拉薩的八廊街燈火通明，和內(nèi)地的大城市沒有什么兩樣。再看國外一些發(fā)達(dá)國家的老舊電網(wǎng)，真為我們國家的建設(shè)成就而自豪。”張國寶曾感慨道。
值得注意的是，我國能源生產(chǎn)和需求逆向分布，80%以上的能源生產(chǎn)集中在西部、北部，70%以上的能源消費集中在東部、中部，能源大規(guī)?？鐓^(qū)輸送勢在必行。
因此，作為我國電網(wǎng)主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，特高壓在提升電力跨區(qū)輸送能力、推動資源大范圍優(yōu)化配置等方面發(fā)揮了重要作用，被譽(yù)為“電力高速公路”。
2018年，廣東全社會用電量破億，南方電網(wǎng)“西電東送”送廣東電量達(dá)2175億千瓦時，相當(dāng)于廣東全社會用電總量的三分之一。2018年夏季，江蘇用電負(fù)荷連續(xù)破億時，由多條特高壓從西南、華北、華東等地送入江蘇電網(wǎng)的區(qū)外來電，高峰值超過2100萬千瓦，基本滿足了當(dāng)?shù)仉娏┬杵胶狻?/p>
“截至2018年底，我國電網(wǎng)保證了19億千瓦電源穩(wěn)定并網(wǎng)發(fā)電，滿足了6.84萬億千瓦時全社會用電需求，服務(wù)人口位居世界首位。” 能源局綜合司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
2019年9月26日，被譽(yù)為“萬里長江第一隧”的蘇通1000千伏交流特高壓GIL(氣體絕緣金屬封閉輸電線路)綜合管廊工程投運(yùn)，華東特高壓交流環(huán)網(wǎng)實現(xiàn)合環(huán)運(yùn)行，標(biāo)志著連接主要能源基地與負(fù)荷中心的華東特高壓交直流骨干網(wǎng)架初步建成。
70年來，我國電網(wǎng)建設(shè)由獨立分散、多頭弱小，發(fā)展為全國互聯(lián)、互通、互供，建成了全球規(guī)模最大的交直流互聯(lián)電網(wǎng)，形成了“西電東送、北電南供”的電網(wǎng)互聯(lián)格局，擁有全球最高輸電電壓等級、最長特高壓輸電線路、最大新能源并網(wǎng)規(guī)模，主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，電網(wǎng)安全運(yùn)行水平、供電可靠性位居世界前列。
三道防線加技術(shù)護(hù)航 電網(wǎng)安全運(yùn)行水平居世界前列
“電力供需是瞬時平衡的，就像一個天平，讓它平衡的支架就是電網(wǎng)。一旦供需不平衡，電網(wǎng)的頻率和電壓就會發(fā)生波動，電網(wǎng)容易發(fā)生故障。”國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司(簡稱“國網(wǎng)江蘇檢修公司”)運(yùn)維檢修部主任郝寶欣告訴人民網(wǎng)記者。
如何最大限度地消除安全隱患?早在1981年，我國就出臺《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》，規(guī)定了保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的“三道防線”。
“第一道防線是繼電保護(hù)，一旦電網(wǎng)發(fā)生故障，能及時、準(zhǔn)確地切除;第二道防線是安全自動裝置，允許切機(jī)切負(fù)荷，讓電網(wǎng)運(yùn)行維持穩(wěn)定狀態(tài);第三道防線是低頻低壓減載裝置，允許在極大的擾動下，切除負(fù)荷，避免電網(wǎng)崩潰。這是我國電網(wǎng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。”國網(wǎng)江蘇省電力有限公司調(diào)度控制中心系統(tǒng)運(yùn)行處處長羅凱明說。
作為電網(wǎng)安全運(yùn)行的“中樞神經(jīng)”，調(diào)度在維護(hù)電網(wǎng)安全運(yùn)行中的作用明顯。“國外一些國家的電力調(diào)度機(jī)構(gòu)是獨立的，與電網(wǎng)運(yùn)營企業(yè)是分開的。處理大停電事故時，這樣的管理體制和運(yùn)作機(jī)制是不協(xié)調(diào)的，處理反應(yīng)慢，下命令慢，電力恢復(fù)供應(yīng)也慢。”華北電力大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心主任曾鳴表示。
國網(wǎng)能源研究院有限公司(簡稱“國網(wǎng)能源院”)專家認(rèn)為，我國實施電網(wǎng)調(diào)度一體化運(yùn)行機(jī)制，實現(xiàn)統(tǒng)一高效的調(diào)度管理和電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行，有效降低了重大電網(wǎng)事故風(fēng)險，為確保電網(wǎng)的安全和可靠供電發(fā)揮了重要作用。
“電力作為一個公用事業(yè)非常強(qiáng)的商品，我國非常重視供電可靠性，這是我國社會主義經(jīng)濟(jì)制度決定的，也是我國幾十年來沒有發(fā)生大面積停電事故的最重要原因。”曾鳴強(qiáng)調(diào)。
新時期，新挑戰(zhàn)。一方面，當(dāng)前我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)還有待進(jìn)一步完善;另一方面，新能源大規(guī)模高比例接入、網(wǎng)絡(luò)安全等新的風(fēng)險因素與自然災(zāi)害、外力破壞等傳統(tǒng)風(fēng)險因素交織疊加，也給電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來前所未有的壓力和挑戰(zhàn)。
為此，我國持續(xù)開展柔性輸電技術(shù)攻關(guān)，提升了駕馭復(fù)雜電網(wǎng)的能力;建成全球規(guī)模最大、覆蓋用戶最多的用電信息采集系統(tǒng)，增強(qiáng)了電網(wǎng)應(yīng)對故障能力和互動水平;構(gòu)建了國際領(lǐng)先的電網(wǎng)安全防御體系;自主研發(fā)建成了仿真能力最強(qiáng)、計算效率最高、模擬精度最準(zhǔn)確的新一代仿真系統(tǒng)，電網(wǎng)安全運(yùn)行技術(shù)全球領(lǐng)先。
2017年5月24日，世界首套“大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動系統(tǒng)”在江蘇投運(yùn)。2018年，系統(tǒng)正式升級為“大規(guī)模源網(wǎng)荷儲友好互動系統(tǒng)”，為電網(wǎng)安全運(yùn)行增加了一道“保險鎖”。
“該系統(tǒng)可以調(diào)控電廠發(fā)電和用戶用電，讓兩邊在不停變化的‘天平’中達(dá)到毫秒級的瞬時平衡。在清潔電源波動、突發(fā)自然災(zāi)害，特別是用電高峰時期突發(fā)電源或電網(wǎng)緊急事故時，用電客戶主動化身‘虛擬電廠’，參與保護(hù)電網(wǎng)安全。”國網(wǎng)江蘇檢修公司蘇州運(yùn)維站木瀆變電運(yùn)維班班長吳偉斌表示。
江蘇蘇州南部電網(wǎng)500千伏統(tǒng)一潮流控制器科技示范工程現(xiàn)場。來源：國家電網(wǎng)
2017年12月19日，江蘇蘇州南部電網(wǎng)500千伏統(tǒng)一潮流控制器(簡稱“UPFC”)科技示范工程投運(yùn)。UPFC被稱為電網(wǎng)智能導(dǎo)航系統(tǒng)，讓電網(wǎng)潮流由自然分布轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑`活控制，不僅可以保障電網(wǎng)安全，還可以讓電能流動得更經(jīng)濟(jì)，增強(qiáng)已有城市電網(wǎng)的供電能力。
2019年7月24日，世界首個配網(wǎng)網(wǎng)格邊緣代理系統(tǒng)在蘇州建成。系統(tǒng)將配電網(wǎng)劃分成一個個獨立的網(wǎng)格，一個網(wǎng)格停電，不會影響到其他網(wǎng)格，提高了區(qū)域供電可靠性。“目前，系統(tǒng)可實現(xiàn)1秒內(nèi)鎖定故障位置，30秒內(nèi)隔離高壓故障恢復(fù)供電，每年用戶平均停電時間從原來的1小時減少到5分鐘。”國網(wǎng)江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司運(yùn)維檢修部主任丁敏表示。
國網(wǎng)能源院專家表示，這些技術(shù)成果支撐了我國電網(wǎng)不斷升級，保障了電網(wǎng)長期安全運(yùn)行，為我國電網(wǎng)發(fā)展為世界上電壓等級最高、規(guī)模最大、安全運(yùn)行紀(jì)錄最長的特大型電網(wǎng)作出了貢獻(xiàn)。
“今后，通過推動電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，全面提升電網(wǎng)的感知能力、互動水平、運(yùn)行效率和自愈能力，會使電網(wǎng)的運(yùn)行更加安全。”國家電網(wǎng)有限公司(簡稱“國家電網(wǎng)”)互聯(lián)網(wǎng)部副主任汪峰表示。
增強(qiáng)應(yīng)對自然災(zāi)害能力 推進(jìn)深度貧困地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)攻堅
眾所周知，各種自然災(zāi)害對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響很大。如何應(yīng)對自然災(zāi)害引發(fā)的停電，是每個國家必須應(yīng)對的問題與挑戰(zhàn)。
我國地域遼闊，輸電線路分布廣泛，途徑冰凍、山火、暴雨、臺風(fēng)、地震等自然災(zāi)害多發(fā)地區(qū)，給電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來了更大的挑戰(zhàn)。
“目前，我們建立了一整套完備、高效的應(yīng)急管理體系以及互聯(lián)互通的應(yīng)急指揮系統(tǒng);組建了省、地市、縣三級應(yīng)急搶修隊伍，強(qiáng)化了培訓(xùn)和演練;構(gòu)建了由應(yīng)急發(fā)電車和小型發(fā)電機(jī)組成的應(yīng)急電源系統(tǒng)，在自然災(zāi)害來臨時，可以迅速響應(yīng)，從容面對。”國家電網(wǎng)有關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
同時，加大技術(shù)攻關(guān)的工作也在銜枚疾進(jìn)。以冰凍災(zāi)害為例，國網(wǎng)湖南省電力有限公司對輸電線路進(jìn)行了大規(guī)模改造，開發(fā)了冰雪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)24小時在線監(jiān)測;并且還研制出一大批輸電線路除冰“新武器”，比如，移動式直流融冰裝置可以在90分鐘內(nèi)融化100千米線路的凍冰，相當(dāng)于100個工人7天的人工除冰工作量。
2008年1月28日，國網(wǎng)安徽省電力有限公司宣城供電公司水東供電所員工冒著大雪搶修線路。 李曉紅攝(新華社發(fā))
2017年，中國南方電網(wǎng)公司首次提出“十三五”期間要在28個重要城市建設(shè)保底電網(wǎng)，以推動電網(wǎng)防災(zāi)抗災(zāi)從“被動抗災(zāi)”向“主動防御”轉(zhuǎn)變，打造本質(zhì)安全電網(wǎng)。據(jù)介紹，保底電網(wǎng)要保的“底”，就是重要城市的重要負(fù)荷和民生用電的需求，做好面對極端災(zāi)害的準(zhǔn)備，力爭城市核心區(qū)域和關(guān)鍵用戶不停電、少停電。
電網(wǎng)堅強(qiáng)了，電網(wǎng)運(yùn)行安全穩(wěn)定了，人民美好生活對電力的需要也更有保障了。
“記得在沒有電網(wǎng)供電前，家里只能依靠一塊光伏板照明，晚上將就著能維持幾個小時的照明。2017年電網(wǎng)建到了家門口，家里買了電冰箱、洗衣機(jī)、電視機(jī)，夏天也能吃到新鮮的牛羊肉，寒冷的天氣里阿媽也不用再去草原的小河邊洗衣，手上皸裂多年的傷痕也逐漸好了。”談起家里的用電變化，青海省黃南藏族自治州河南縣托葉瑪鄉(xiāng)曲龍村牧民扎西拉旦的臉上笑開了花。
“以前喂養(yǎng)牛羊，需要大量購買加工好的玉米，一噸就要3000多元。”青海省循化撒拉自治縣雨田農(nóng)牧開發(fā)養(yǎng)殖合作社負(fù)責(zé)人閆利明告訴記者，“現(xiàn)在好了，村里通了動力電，合作社購置了攪拌機(jī)、秸稈揉絲機(jī)，我們可以自己加工飼料，省了不少錢，合作社一年利潤有35萬元到40萬元呢。”
今年，國家電網(wǎng)堅決貫徹黨中央國務(wù)院脫貧攻堅總體部署，打響了“三區(qū)兩州”電網(wǎng)攻堅大會戰(zhàn)，全力推進(jìn)深度貧困地區(qū)的電網(wǎng)建設(shè)。“三區(qū)”即西藏自治區(qū)，四川、甘肅、青海三省藏區(qū)，南疆四地州;“兩州”即四川涼山州、甘肅臨夏州。
國網(wǎng)青海省電力公司黃化供電公司副總經(jīng)理楊海林表示，實施“三區(qū)兩州”農(nóng)網(wǎng)升級改造工程，將進(jìn)一步擴(kuò)大電網(wǎng)覆蓋面，提升供電質(zhì)量，幫助貧困地區(qū)從“用上電”轉(zhuǎn)到“用好電”。
祖國大地上的一個個電站、一座座鐵塔、一根根銀線、一張張電網(wǎng)，交織成點亮人民美好生活的萬家燈火。在這背后，是無數(shù)電力人的堅守與奉獻(xiàn)。他們?yōu)楸Ｕ想娋W(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行貢獻(xiàn)著自己的力量，更為建設(shè)美麗中國貢獻(xiàn)著自己的智慧，在實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的征程中，勇于擔(dān)當(dāng)，不辱使命!
