1　前言
　　电网互联可提高供电可靠性、可节省电力投资、可提高电网运行经济效益，因此电网不断扩大是世界各国电力工业发展的共同规律。1996年底，西欧电网容量已超过400　GW，覆盖着18个国家和地区。我国电网也由解放初期的城市电网发展为省电网、跨省电网，并实现了跨省电网的互联。
　　目前，我国已建成7个跨省电网和5个独立省电网。华东、华中电网通过葛南直流工程已实现非同步联网。三峡电站的建设将大大推动全国联网进程。首先华东、华中和四川、重庆电网将互联成为三峡电网，三峡电网进一步还将同华北电网、南方联营电网相联，而华北电网又将与东北、西北电网相联。届时，我国大陆除西藏、新疆之外的所有省市电网都将成为全国互联电网的组成部分。
　　一个好的电网结构，是电网安全稳定运行的基础。过去由于网络结构欠佳而导致运行困难的教训甚多。我国正面临全国联网这一重大任务，这也是一个全新的课题，必然会有我们尚不清楚、尚待认识的新问题。因此必须下大力气开展全国联网的研究，使我国电网互联一开始就能沿着一条合理的方向发展。

2　加强跨省交流电网，跨省电网间以直流互联
　　加强跨省交流电网，跨省电网之间以直流输电方式互联，才能把全国电网建设成为安全可靠、有利经营、运行灵活、管理简便的电网。跨省电网是全国联网的基础，也是全国互联电网中的送端或受端电网。送受端电网结构合理、主网架强壮，不但是送受端电网本身安全优质经济运行的最基本的物质基础，也是跨省电网间直流联络线安全运行的物质基础。因此要加强跨省电网的建设，把跨省电网建设成为结构合理、主网架坚强、有足够电压支撑能力、有强大抗御干扰能力的电网。比如，电网核心部分，应具有抗御线路三相短路故障或更严重故障的能力，应具有抗御任何一个直流联络线双极闭锁的能力等。
　　直流联网可提高全国互联电网安全稳定运行水平和供电可靠性：
　　 (1)直流联网可最有效地防止发生全国性大面积停电事故。大电网具有明显的优越性，但是也存在潜在的威胁。个别设备的故障，可能诱发恶性的连锁反应，酿成大面积停电，甚至是全网性大停电。对社会影响极大，损失极大。从1965年11月9日美国纽约发生大停电事故到1996年8月10日美国西部电网发生大面积停电事故的三十多年时间里，这类大面积停电事故，在美国、日本、法国、加拿大、瑞典、中国等国都发生过或多次发生过。这些大面积停电的惨痛教训，在全国联网中必须吸取。如果我国全国联网采用交流联网。则该交流电网将覆盖大陆除西藏、新疆外的28个省、市、自治区，长约3　700　km，宽约4　200　km，面积约650万　km²，电网装机容量到2050年将达1　500　GW。这是世界上超大型的电网。一旦电网中某一设备发生故障并引起连锁反应，则可能会造成全国性停电，其后果不堪设想。这种情况决不是不可能的。此外，这个超大型交流电网还存在着联络线功率不规则波动、潮流控制、大量环流等问题。因而在电网中会造成大量难以解决的问题，诸如能量损耗大、被迫降低输送能力、严重影响电网正常运行、很难实现潮流优化和适应电力市场的要求等。
　　如果我国跨省电网间采用直流非同步联网，其结果则可能完全不一样。因为网间的直流联络线本身无稳定问题，当然也不会因此而影响被联电网的稳定运行。不仅如此，网间直流联络线可隔离被联两端交流电网动态过程的相互影响。当一个电网发生事故时，其潮流转移等不会通过直流联络线而传递到邻网。这就可以有效地将某一电网发生事故的连锁反应控制在该交流电网以内，而不致酿成全国性的大面积停电事故。对由六、七个跨省交流电网组成的全国互联电网来说，一个交流电网的大面积停电事故仅限于该电网以内，因而停电损失自然较小。
　　(2)直流联网能在电网间可靠地进行事故紧急支援，减少事故电网损失。当网间联络线的一侧电网发生事故，出现功率缺额时，交流联络线会自动增加输往事故电网的功率，支援事故电网。直流联络线则会利用功率的快速调制功能同样也能自动增加输往事故电网的功率，支援事故电网。但两者不同的是，直流增加的输送功率可自动控制在自身和事故支援电网所能承受的范围内，因而有利于持续正常运行；而交流联络线由于增加的输送功率不能自动控制在自身和事故电网所能承受的范围以内，往往会因超稳定限额而跳闸。结果是不但支援事故电网增送的功率没有了，而且正常运行时输送的功率也没有了。这对事故电网是“雪上加霜”，反而扩大事故，增加了事故损失和影响。这样的例子在电网事故中屡见不鲜。例如1992年元月，河北南网因误操作造成线路出口三相短路和本侧保护拒动，激发了南网内部和南网与华北主网激烈振荡，南网6台机组被解列，损失功率890　MW。南网与华北主网的联络线立即进行事故支援，但因潮流不可控而引起振荡解列，该联络线不但不能进行事故支援，而且连事故前输送的50　MW功率也失去了，扩大了南网事故，加重了损失。
　　(3)直流联网不会影响被联交流电网的稳定水平。两个交流电网以直流异步联网，两网机组间可异步运行。交流联网则不一样，很可能因联网而加长了电网的链状结构，使系统阻尼减弱，因而降低被联电网的稳定运行水平。例如，电科院在研究全国联网中发现，若东北、华北、西北三大电网采用交流联网，则在某些方式下，东北、西北电网的稳定水平会有所降低。若华北、东北采用交流联网，当某一500　kV线路发生三相短路故障时，则其维持电网暂态稳定的故障极限切除时间由0.2　s降为0.08　s；若采用直流联网，则没有此影响。东北、华北、西北电网之间若采用交流联网或直流联网时，部分线路在同样的方式和故障形态下，其极限切除时间相差很大。若采用直流联网时西北四条330　kV线路的极限切除时间为
0.　128　s至0.　29　s； 若采用交流联网， 则降为0.　03　s至0.　106　s。在直流联网时东北某条500　kV线路发生三相短路和单相永久故障，其极限切除时间为0.　05　s和0.　2　s，若为交流联网，则降为小于0.　002　s和0.　02　s。
　　(4)直流联网为跨省电网提供了更大的发展空间。对于小的交流电网，联网后会使电网容量增大，覆盖面积增加，有利于安装大容量的经济效益高的机组，有利于在更大范围内合理利用资源，有利于缓解环境和运行压力等等。但随着交流联网的扩大，交流电网在运行性能、经济效益及管理等方面都存在一些突出的问题，而且有些问题很难解决。如大面积停电事故、潮流难控制、短路容量增加等等。当交流联网超过某一限度后，通过联网所得到的效益会越来越小，而付出的代价却越来越大。若再继续扩大，则可能会出现付出的代价大于效益的情况。因此跨省电网间若以直流相联，则可把交流电网控制在合理的规模内。同时，由于联网不会增加短路容量等原因，因而为跨省电网的进一步发展提供了更大的空间。
　　直流联网是全国互联电网商业化运营的物质基础。直流联网线路输送的功率可方便地严格按计划实时控制，且不受两端交流电网运行工况的影响。无论是送端或受端电网，为满足本网的需要，企图通过调整本网运行工况来影响直流联络线的输送功率都是不可能的。因此直流联网能严格地按计划输送电力电量，共享备用容量，获得错峰和水电跨流域补偿等社会经济效益，以实现联网目的。
　　交流联网的潮流很难按合同要求实时控制，多点联网尤其如此。甲网向乙网输送的功率，往往不是全部由甲网通过两网联络线直接送往乙网，可能是有一部分功率绕道丙、丁等网，甚至出现环流而送到乙网。绕道输送的功率或环流的比重可能相当大，甚至可达三分之一。电科院在研究全国联网中发现，东北、华北交流两点联网时，也有环流。
　　由上可见，甲乙两电网间购电合同的签订和执行就变得复杂化，因为不能完全取决于甲、乙两方，而需要多方配合。一旦某一方配合有困难，就会影响合同的签订和执行。而且由于功率要绕道丙、丁电网，因而会带来一系列的技术问题和管理问题。诸如会不会给本网稳定运行造成严重影响，额外增加的线损如何计量和结算等。
　　 直流联络线是被联两网的“定向输电通道”，它可满足电力市场的定向输电需要。被联两网的购电合同的签订和执行不涉及其他电网，因此购电合同的签订和执行就简单得多，快捷得多。这一点特别有利于水电资源的充分利用。
　　直流联网使电网管理十分简便。
　　直流联网不会降低两侧交流电网的稳定水平，交流电网的规划、设计和建设可只根据本网的情况独立进行而不需要考虑将来联网的影响。电科院在研究全国联网中发现，若2020年华北、东北采用交流联网，则当东北电网内发生故障时，会因东北网架较弱和两网的相互作用，而引起东北电网的暂态稳定水平严重下降，因而导致东北2020年规划电网(其中呼盟采用交流送电辽宁)由可行变为不可行。若采用直流联网，则两网不仅能承受直流双极闭锁故障，而且在两网内部发生故障时，会被直流隔开，致使两网内部的稳定性能变化不大，因此不影响2020年电网规划的可行性。
　　直流联网时，一侧交流电网运行参数的调整既不会影响联络线的输送功率，也不会影响另一侧电网的运行参数，因此电网运行参数的调整不需要考虑对其他电网的影响，只根据本网的情况独立进行。同样，当电网运行异常和发生事故时的判断和处理，都不需要考虑其他电网的原因和影响，只要根据本网的情况即可独立进行。在我国电网的运行中，时有发生这样的现象：一个发电厂的电压突然发生波动或摇摆，是由于距该厂数百公里外的邻省电网发电厂励磁系统出问题或发生事故所引起；一个省电网机组出力和500　kV潮流突然发生大幅度增加，是因一千多公里外的非相邻省网发生机组事故跳闸所引起。在这种情况下，对事故的判断和处理是很困难的。
　　我国电网实行分级管理，电网调度管理是在统一调度的前提下实行分极管理。显然，跨省电网间若以直流联网，则可避免电网间你中有我、我中有你的复杂情况。因而会使电网的分级管理或电网调度的分级管理简便得多。

3　对几个问题的看法
　　(1)关于直流联网的灵活性。有同志认为，电网间的交流联络线落点方便，可在沿线建立变电站而满足用电需要，这是屡见不鲜的事实。多端直流输电系统60年代中期就已提出。1987年意大利—科西嘉—撒丁岛三端系统投入运行，加拿大纳尔逊河和美国太平洋联络线两个双极直流系统相继进行四端运行。1992年加拿大、美国的拉底松、尼可莱和桑地庞三端直流系统运行成功，标志着多端直流输电技术已进入商业化运行。因而在直流输电线路附近也可方便地建成换流站，以满足用电需要。这与交流联络线没有什么区别。
　　两电网以交流相联，在联网方面也有其不灵活之处。为了整个电网的安全，便于事故处理、潮流控制、避免环流等，交流以一点联网为好。但是一个覆盖面积好几十万、上百万平方公里的交流电网，多点联网既可节省投资，又可减少损耗，但为了电网的安全和便于控制，不得不采用投资多、运行费高的一点联网方式。然而直流联网则不一样，直流的多点联网不会象交流那样带来安全和运行控制的难题，而可方便灵活地在两网间最佳点联网，安全和经济效益可兼收。
　　(2)关于直流联网的经济性。目前，很多联网研究报告、联网可行性研究报告、联网规划设计文件中，交直流联网方案的经济比较，仅限于联网线本身的造价比较，因而往往出现直流联网投资大。这是在交直流两个方案技术性能很不相当的条件下进行比较的结果。若交直流联网技术性能大体相当的情况下(实际上交流的技术性能不可能与直流的相当，如“隔离”作用，潮流可实时控制等)，经济比较的结果很可能是交流联网投资大，直流联网投资小。例如，东北、华北2020年联网后，为使呼盟向辽宁输电系统的稳定水平恢复到联网前发生单相永久故障的稳定性水平，若采取加强电网结构的措施，则必须架设900　km长的1　150　kV线路。仅这一项投资的增加，使得交流联网方案的总投资比直流联网投资多30多亿元。即使如此，也仍未获得直流联网具有的“隔离”作用、潮流实时控制等性能。退一步讲，即使直流联网方案的投资比交流的多，但多投资的钱也不是白花的，因为得到了宝贵的交流联网所不具备的技术性能。
　　(3)电科院在全国联网研究中还发现，溪洛渡向华东送电采用直流输电双回±750　kV(或±800
kV)、每回送电5　000　MW，向家坝送电华中采用二回±500　kV(或±600　kV)、每回送电3　000　MW的直流输电方案中，当华东电网苏州至黄渡一回500　kV线路分别在二侧发生三相永远故障，且该网电压延迟0.5　s恢复至额定值时，若三万交流联网线东送1　500　MW、川渝和华中联合电网可恢复稳定运行。若送2　000　MW，则将导致该联合电网失步。有人以此认为，大容量直流输电不能保证完全隔离两侧交流系统的事故扰动，一侧的事故也免不了会“传染”到另一侧。其实这个问题正是本文前面已指出的交流联网线路的失步波及被联两网的问题。若将三万线改为直流， 川渝和华中两网由交流直流混合联网改为纯直流互联，在同样情况下就不会因线路失稳而引起该联合电网失步。这再一次证明了跨省电网间以直流互联，在电网安全运行方面会发挥独特的重要作用。
　　(4)关于FACTS。FACTS技术主要是为解决交流电网运行和发展中的多种困难而产生的。它的效果主要体现在提高输电潮流的可控制能力和线路的输电能力。总体来看，目前的FACTS还处于研究和工业试验阶段，且有其局限性，还有许多问题需要研究解决。如FACTS控制器之间、FACTS控制器和已运行的控制器之间以及电力设备机械操作型控制器之间等的相互关系或相互作用，还需有大量的工作要做，还没有见到在工程中考虑应用。若FACTS控制器得到广泛应用，它们之间的相互作用更为复杂，事故处理也更为困难。在今年召开的国际大电网会议上，对FACTS控制器之间、FACTS控制器与其它控制器协调的难题已引起人们的关注。因此FACTS目前还不能在全国联网中予以考虑。直流输电是非常成熟的技术，已在世界上许多国家的工程中得到应用。1993年世界上已运行的直流输电系统有59个，共中41个属于联网性质的应用。

4　加强全国联网的研究
　　联网工程不同于非联网的送变电工程，有其复杂性。华北、东北近期以一回交流500　kV线路联网，将带来东北电网暂态稳定性能下降较多，系统阻尼减弱，联络线上出现不规则的功率波动，当东北电网内发生小扰动时，送端(伊敏)、受端(十三陵)机组之间出现增幅振荡，在20多秒后造成东北、华北电网之间稳定破坏等问题。电科院在研究全国联网中发现了不少新的技术问题，包括原来不认识的问题，如对被联电网稳定水平的影响，直流输电系统逆变站过密、输送容量过于集中对安全运行的影响等。因此，要继续加强全国联网的研究工作。只有把全国联网的问题研究深了、透了，全国联网的最佳方案才会展现在我们的面前，才能摸清全国互联电网的运行性能和存在的问题，进而研究解决这些问题的措施，并予以实施。只有这样，联网工程投产后，全国联合电网的安全稳定、优质经济运行才有保障。
参考文献
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