宋永华简历 1964年生于四川巴中,1984年在成都科技大学(今四川大学)获学士学位。1987年和1989年在中国电力科学研究院分别获得硕士、博士学位。1991年-1992年英国Bristol大学皇家学会访问学者。1992年英国Bath 大学电机系博士后。1993年英国利物浦John Moores大学电机系讲师;1995年英国Bath 大学电机系讲师;1997年1月任英国布鲁内尔大学电力与电子工程系博士生导师。 2001年受聘为中国科学院海外评审。2001年至今任联合国发展计划中国电力改革专家、世界银行能源计划罗马尼亚电力工业改革专家。2004年当选为英国皇家工程院院士,成为第一位获此殊荣的留英中国学者。同年,宋教授荣任英国布鲁内尔大学副校长。 宋教授在电力系统领域的很多贡献都堪称第一。他倡导了新一代的优化和智能技术用于解决一些非常复杂的电力系统问题。他在开发扩展OPF模型时提出了一套新的概念和结构。这些成果被充分应用在分类记价的辅助业务的价格分析、阻塞管理、可用传输容量评估上。宋教授的这些研究成果在他最近出版的著作《市场化电力系统的运行》(德国施普林格公司出版)中都做了很好的总结。
○21世纪之际,人类面临着实现经 济和社会可持续发展的重大挑战 ●电力是通向可持续发展的桥梁这 一论断已得到越来越广泛的认同
记者:作为一名国际上著名的学者,您的眼光很开阔,能否为我们解读一下世界能源问题? 宋永华:放眼世界,纵观历史,能源问题极端重要。20世纪70年代的能源危机使全球经济遭受重创,丰富的石油使中东这个被两次世界大战所遗忘的角落成为热点地区。对能源的争夺引发了一系列地区争端,甚至战争。 “煤炭时代”延续了70多年,“石油时代” 从上世纪60年代延续至今。历史的经验表明,能源结构发生重大变化需要很长的时期,无论是煤炭取代柴草和畜力,还是石油取代煤炭成为第一位的能源(现在又向“天然气时代”发展),消费方的需求越来越向清洁、高效、方便的方向发展,需求的变化引起了能源供应的变化。以电力为中心的能源发展战略是世界能源发展的规律性总结,电力是通向可持续发展的桥梁这一论断也已得到越来越广泛的认同。 记者:21世纪世界能源结构将如何发生变化? 宋永华:化石能源和铀矿是不可再生能源,资源量有限,其中的石油和天然气只够用几十年。从资源量来说,煤炭(包括煤层气)是一种非常重要的能源。一个不确定因素是甲烷的水合物,人们已开始研究它的开采和利用技术。但是煤炭、甲烷水合物和铀矿的资源量也是有限的。 21世纪世界能源结构将发生根本的变化,能源结构将由以化石能源和核裂变能为主,向以可再生能源和核聚变能为主的方向发展,主要特征是能源结构的多样化,而能源和电力生产则逐步由高效、清洁向高效、循环生产和生态化生产过渡,各种能源和发电技术之间、甚至发电技术与化工和环保技术等将相互融合,并可能出现很多全新的能源和发电技术。
○如何看待电力工业未来的发展趋势 ●21世纪电力工业两大趋势是市 场化和新能源
记者:当前,世界上很多国家都风起云涌地进行了电力市场化改革,您是如何看待电力工业在未来几十年的发展趋势的? 宋永华:我认为,21世纪世界电力工业发展有两大趋势,一是依赖于市场化和放松管制提高电力工业的运营效率,自1990年英国率先重组电力工业建立电力市场以来,世界无论发达国家或发展中国家都纷纷效仿;二是依赖于新型能源技术实现可持续发展。这突出表现在风能、太阳能甚至储能技术(燃料电池)、新型能源载体(液态氢)的研发上。 记者:对中国这个国情十分复杂的国家而言,应当如何推进市场化改革? 宋永华:对电力进行市场化改革,必须首先搞清楚目的是什么。电力工业是一个基础产业,涉及方面很多,与一个国家或地区的政治、经济和产业结构特点都有关系。发达国家在电厂和电网结构达到比较强健的情况下进行电力改革,目的是提高效率,降低成本,降低电价。而发展中国家首先应该理顺各电力部门的关系和职责,建立相应的法规,再为电厂和电网建设吸引投资,促进电力工业的发展,从而带动其他工业的发展。 因此,我认为,必须认真思考中国电力发展战略,深刻分析当前面临的挑战,特别是要正确分析什么原因造成电力危机?电厂和电网建设需要一个周期,政府在制定电力发展政策时必须要有一种前瞻性的眼光。如果这种预测不充分,就可能造成电力供应出现严重缺乏或严重过剩。 记者:宋先生对中国电力发展有哪些看法和建议? 宋永华:电力工业是国民经济中具有先行性的重要基础性产业。电力必须适当超前发展,使电力系统具有必要的备用容量和足够的输配电能力,惟有如此,才能满足经济发展的需要。为此,必须特别注意电力工业发展与国民经济发展相协调、中央与地方经济发展利益相协调,需要特别重视电力工业管理体制与市场化改革的研究和探索,需要深入研究电力可持续发展的重大课题,需要处理好能源与环境的关系问题。 在电力工业发展与国民经济发展协调方面,应当对管理体系进行研究,中国现行的能源管理系统未能充分保证电力供应与国民经济发展同步。如何处理好宏观调控与市场激励是电力工业同国民经济协调发展的关键问题,只有这样,才能在考虑资源的承载能力的前提下,全面推进西电东送、南北互供和跨区域联网,实现更大范围资源优化配置。 为了促进电力工业发展与国民经济发展协调,必须确保宏观调控的科学性和相对稳定。1998年,“三年不上新火电项目”;2003年,各发电公司跑马圈地,各地掀起投资建电厂热潮(当年批准开工电站项目6110万千瓦,实际开工高达1.5亿万千瓦);2004年,国家宏观调控产业结构(控制高耗能项目投资);2004年12月,国务院发改委发出关于坚决制止电站项目无序建设的紧急通知;而从2006年开始,中国将出现局部地区电力过剩。这一切表明,中国很容易出现一个恶性膨胀的怪圈:缺电,导致上项目,上项目导致电力过剩,电力过剩导致减少投资,减少投资导致新一轮缺电,如此进行循环。 在中央与地方经济发展的利益协调方面,电力资源分布不平衡,各地区经济发展不平衡,从优化配置角度来看,需要跨省配置电力资源,解决地方局部利益和国家全局利益间存在的矛盾。 电力市场化改革,首先是建设发电侧市场。分析前两年出现的电力短缺矛盾,可以发现产煤大省、水电大省同样缺电;再看“电荒”,山东没有出现大面积缺电,谜底不是有关部门总结的那些‘政绩’,而是得益于大量民间电厂的兴起,得益于民营电力企业的发展,得益于打破电源建设的国有垄断,得益于根据市场需要决定电力投资。 记者:中国电力面临这么多的问题,您认为主要是什么原因? 宋永华:问题的症结之所在,我认为是由于缺乏统一协调能源的部门。发改委分管电力项目和能源价格,电监会负责电力的监管,国资委负责电力资产的监管,地方政府负责对地方电力企业的管理,煤炭则由大型煤炭企业把持,这种体制弊端很多,问题丛生。因此,我至今仍然坚持认为,中国应当成立国家能源部。
○电力市场化改革需要注意的几个 问题 ●要重视研究不同交易模式下系统 的运行
记者:中国是一个幅员辽阔、人口众多、资源有限的国家,经济发展不均衡,地区差异大,情况复杂。在这样一个大国,进行电力市场化改革面临着很多的困难。对此,您认为当务之急是什么? 宋永华:在中国进行电力市场化改革应当首先重视立法。国际电力工业改革的实践说明,中国电力市场改革最急需的是建立一个“游戏规则”。我们国家现有的《电力法》是在计划经济的背景下建立的,已经不适应目前发展的需要。因此,当务之急是电力立法。在电力监管方面,中国目前电力工业的管理是“多头的”。电监会应该制定游戏规则并能够使用价格杠杆,对发电、电网、配电各个环节进行调控。 记者:在进行电力市场化改革方面,中国应当如何进行模式选择? 宋永华:市场化改革的几种模式是厂网分开、输配分开、配供分开,交易模式则分为集中交易、双边交易两种。发达国家如英国将发电、输电、配电和供电等每个环节独立,在电力行业中引入了完善的市场模式。而就目前中国的情况来看,可能不宜完全采取这种模式。 在电价方面,电力价格实际上形成一个以上网电价、输电价、销售电价前后衔接的价格链,而整个价格链受上游产业,如煤价的影响很大。在英国民用电电价构成中,发电占47%,配电占25%,供电占23%,输电占5%。中国应该选取什么模式,需要进行更多的研究和试验。
○市场环境下电力系统安全运行 倍受瞩目 ●需要在经济性和安全性中间找 到新的平衡点
记者:在进行市场化改革以后,电力系统安全倍受瞩目。像美国这样一个高度发达的电网依然会发生8.14大停电事故,而且在2005年,洛杉矶又发生大停电事故,此外,英国也发生了大停电事故,2005年11月德国因突降暴雪也出现了大停电。应该如何看待小干扰,并由小干扰最终演化为大事故? 宋永华:引起大停电事故的原因是多重原因,诸如难以预测的小概率事件等。引起大停电发生的前提和因素是:网络阻塞;对网络的投资力度不够;网络的运行裕度不够;系统的配合检修和调度计划不合理;设备严重老化;恶劣的天气状况。 很多人会问,小干扰是如何演化为大停电事故的?其实,连锁反应事故很容易引起系统设备连续故障,例如:树木引起的输电线路故障,输电设备过载;电压不稳定、暂态不稳定;继电保护故障。70%的大停电事故与继电保护的不正确动作有关。 大停电事故不断蔓延的原因则是:故障监测和报警系统故障;操作人员误操作及反应滞后,切负荷、切断联络线或从邻网得不到及时或足够的支援,事故发生后相互间缺乏协调反应;事故处理仅从自己的利益出发,不同地区间调度人员的通讯、不同地区保护的协防各自为政;事故发生后网络无法按事先的规划分区解列运行,对连锁反应事故缺乏足够的事故预想,自动装置无法正确动作,从而最终导致大事故。 记者:作为电力系统专家,您认为电力系统的安全性与哪些因素有关? 宋永华:电力系统的安全性与物理系统特性、发输配系统、保护和控制系统3个因素有关。 电力系统安全运行的挑战,主要来自于以下一些方面:电力系统是一个覆盖面极广的复杂大系统,国家或者洲际电网是强非线性的高阶系统,运行调度要互相协调,数以百万的设备需要协调运行,因此,需要考虑的是全局的问题,特别是要保持暂态稳定、电压稳定和频率稳定。 市场化对电力系统运行带来巨大影响:在解除管制的市场环境中,不同的公司有着不同的利益考虑,系统的扩展和运行更多地由市场驱动,缺乏必要的协作。 市场化往往会忽视系统需求和辅助服务,而辅助服务是系统安全运行的基本要求,也是安全的关键,因此必须系统考虑无功(系统电压控制)、备用(发电机摔车)、频率响应(系统频率控制)、黑启动能力(系统崩溃时的紧急操作)、阻塞管理(系统约束调度)、电能和水位等问题。 记者:在大电网中,应该如何防范大停电? 宋永华:完全杜绝大停电是不可能的,人们需要在经济性和安全性中间找到新的平衡点。良好的系统设计和运行,能够很好地防范和减小大停电发生的概率和影响。目前,系统设计是按‘N-1’检验进行的,对多种故障、不稳定事故发生的概率和后果需要用概率的方法进行安全评估,同时也需要更好地利用稳定控制器。 与此同时,在一个高效的辅助服务市场里面系统调度员也需要具备高水平的专业知识,能够有能力应对最大的挑战,能够有效地进行协作运行并维护系统的稳定。
○能否介绍国外大电网的发展特点 ●越是建设电力市场越要强调系统 的统一规划
记者:对中国电网的发展,有很多争议。宋先生是电网专家,如何看待这些问题,能否介绍一下目前世界上有哪些大电网? 宋永华:大电网有很多的优势,在国际上,大电网分为三种类型:第一种是统一电力系统,就是统一规划和建设、统一调度和运行的电力系统。像前苏联电网,也就是现在的俄罗斯联合电力系统(RAO UES),就是这种形式的大电网。 第二种是联合电力系统,指协调规划并按合同或协议调度的电力系统。世界上最大的联合电力系统是美国与加拿大的联合电力系统。 第三种是互联电网,即大电网之间、国家之间以少量联结点同步互联,如欧洲的西欧大陆十五国发输电协调联盟(UCPTE)、北欧电力专家协议会(NORDEL)等,就是这样的大电网。 记者:能否分别对俄罗斯联合电力系统、美国的电力系统和加拿大的部分电力系统、欧洲互联电网进行一些简要的介绍? 宋永华:俄罗斯联合电力系统(RAO UES)是世界上最大的统一电力系统,如果算上与其同步联网的东欧各国,电网总装机容量高达4.6亿千瓦。1992年设立了独联体国家"电力会议",其任务是制订电网运行的统一原则、电力交换、发电燃料供应等规划,签订紧急电力供应,促进电网安全可靠运行的互助协议等。 美国的电力系统和加拿大的部分电力系统按电网联系紧密程度共划分为9个联合电力系统,统一管理机构为北美电力可靠性协会(NERC)。经历了100多年的发展,在互利的基础上通过双边或多边协定或联合经营的方式,形成由 3000 多个独立经营又相互并列运行的电力系统,各个电力系统之间实行联合电力系统调度机制。联营各公司之间都通过合同协议方式,送受所议定的电力,建立危急状况下的相互支援关系。 至于欧洲互联电网,因为欧洲各国的面积不大,经济和政治上的往来又比较频繁,所以欧洲互联电网与美加和俄罗斯的超高压、远距离输电的大容量互联电网有所不同。 记者:分析国外电网的发展历程,展望其未来发展趋势,您觉得国际电力市场化改革有哪些经验值得中国借鉴? 宋永华:越是在电力市场的条件下,越要强调系统的统一规划。电力市场条件下,电力企业的目标转为经济效益的最大化,但是这种对效益的追求又不能以牺牲电力工业的安全为代价。“厂网分开”后,发电厂在竞争的电力市场中各自决策未来的发电投资,选择机组的类型、装机和上网的容量,结果导致系统规划的不确定性和随机性大大增加,因此必须对系统进行统一规划,才能保证电力工业的建设“适当超前”,维持系统有合理的备用,确保电力的可靠供应。
○如何看待中国电网未来的发展趋势 ●赞成西电东送南北互供和全国联网 记者:怎么看待中国电力工业在未来的发展? 宋永华:截止2004年底,中国装机容量4.4亿千瓦,年发电量2.19万亿千瓦时,全国人均用电量只有1682千瓦时,人均发电装机容量也只有0.34千瓦,离中等发达国家人均占有电力1千瓦的水平还有很大差距,中国电力发展的必要性及空间都很大。而且中国的经济发展速度大大高于世界的平均水平,因此,中国电力工业在未来20 年内还处在高速增长的时期。 记者:我国电网发展开始进入全面推进西电东送、南北互供和全国联网,实现更大范围资源优化配置的新阶段。您如何看待这些发展战略? 宋永华:全面推进西电东送、南北互供和全国联网,是实现更大范围能源资源优化配置的客观需要。全国可开发水电资源的82.9%分布在四川、云南、湖北、青海、贵州和广西等省(区),全国煤炭储量的80%分布在华北和西北地区,负荷中心却在东部及沿海经济发达地区。在这种情况下,必须全面推进西电东送、南北互供和全国联网。 随着中国电网的发展,大家将看到全国联网的效益:互为备用效益,错峰效益,水、火电互补效益,水电跨流域补偿调节效益。 根据我的预测,全国联网以后,最终将形成北、中、南三个送电通道,北部通道送电容量:2005年为7吉瓦,2010年将达到18吉瓦,2020年达到40吉瓦;中部通道送电容量:2005年为7吉瓦,2010年将达到21.8吉瓦,2020年为40-45吉瓦;南部通道送电容量:2005年为10.88吉瓦,2010年将达到15 吉瓦,2020年达到25吉瓦。 记者:全面推进西电东送、南北互供和全国联网是一项非常宏伟的计划。在推进全国联网的过程中将遇到很多的困难和问题需要克服,需要非凡的勇气和胆略。您认为应注意哪些方面的问题? 宋永华:在推进全国联网的过程中,必须吸收国外大停电的教训,遵循联网的基本原则,结合中国的实际情况,形成一个合理的电网结构;要注意研究大区电网的稳定问题,特别是更高一级电压等级的问题;在联网过程中,应跟踪电力新技术的发展,加强促进联网发展的政策措施研究。
(编辑:涂琳) |