能源与电力

什么是大停电（白话版）

guojie — Sat, 22 Mar 2008 06:12:54 -0700

坚决不用专业术语，要是有不准确的地方还请原谅。准确分析参见专业文献。
9-28意大利大停电
2003年9月28日3：30，意大利全境大停电，当日23：00恢复。原因：电网结构不合理。
意大利在欧洲是一个用电大户。一共有15条电线对她供电。由于近几年的市场化运作，让瑞士的电网“计划赶不上变化”慢慢接近极限。后来，到了28日那天，瑞士向意大利送电的电线输送的能量太大了，电线上电流变大，发热就上升。此时正值夏末，由于热胀冷缩，电线下垂竟然垂到了地上，电流就从接地点直接流进了地里，也就是接地短路了。之后，瑞士送电的线路自我保护自动切断了供电，瑞士的供电部门请求意大利控制一下用电。意大利成功的控制了用电。祸不单行，又有一条向意大利送电的电线又垂到了地上，出于自我保护，这条电线也切断了。这下意大利的所有用电原来考15条线供电，现在都靠剩下的13条线路来提供。那么每条电线上的能量都远远超过了正常水平，各条线路陆续切断。这时候，意大利国内的发电机已经不能平稳运行，为这些发电机提供服务的设备首先不能正常工作，这样大大影响了发电机的工作，它们陆续退出工作。意大利电网就在这种一无外援（与欧洲断开），二无内应（国内发电机退出工作）的“内外交困”中无法维持电压和频率稳定，意大利电网全国性的崩溃了。
8－14美加大停电
2003年8月14日15：00，美国东部主要城市，加拿大上百台发电机停止发电，5000万人受灾。原因：人为因素。
电网像一架大马车，由若干匹马通过若干根绳子拉着。美国的电网设计还是比较合理的，有一天，天气热，车子重，拉车的绳子有一根偶然出了问题，折了。本来，如果及时处理，比如勒一下缰绳然后扔点车上的货下去，就不会扩大事故。可是，不知为什么，值班员没有看到这一情况，这样虽然电网还在运行，但是已经断了绳子，如果再有风吹草动就会出问题。果然，15：05时风速减小，线路散热变差，马车又断了三根绳子。这时，如果立即扔下一部分货物还不会导致车毁人亡，但是，调度中心的电脑竟然坏了，没有意识到危险。之后便是无法逆转的事故，大批的拉车绳子断了，绳子断了，马跑的就比车快，距离拉大后，马儿就出于自我保护停下来。最后，仅有的几匹马儿，拉着已经四分五裂的马车各自四散奔跑，这叫“系统解列为若干孤岛”。

能源与电力

[转]激辩特高压输电网

guojie — Sat, 15 Mar 2008 02:24:39 -0700

全文转自浙江大学交直流输电研究中心，原文链接

从山西长治到湖北荆门，一条“电力高速公路”正在加紧建设。
　　尽管国家电网公司这项交流1000千伏输电工程自今年8月19日开工以来并未引起公众太多关注。或许，在一个经济高速发展、处处大兴土木的国度，公众对各种大型建设工程的上马早已司空见惯。

　　但这不是一条普通的输电线路，它对中国经济，以及每一个中国人的生活将产生深远影响。该线路全长645公里，跨越华北、华中电网——从山西长治至湖北荆门，总投资近60亿元。结束“试验示范”之后，它将转为世界上第一条商业化运行的特高压输电线路。此外，根据国家电网公司的规划，未来十五年内将在全国范围内铺开特高压电网建设，投入至少4000亿元，相当于两个以上三峡工程的投资。

　　通常，为了提高电网远距离输送能力，需要增加输电电压。对于交流输电而言，一般将220千伏及以下电压等级称为高压，330千伏至750千伏称为超高压100万伏及以上称为特高压。对于直流输电而言，正负800千伏及以上则称为特高压。

　　中国的能源和电力负荷分布极不均衡，西部水能和煤炭资源丰富，用电则大多集中在东南沿海。

　　浙江大学电气工程学院周浩博士说，中国要解决21世纪上半叶的电力供应问题，就必须在大力开发水电和火电的同时，实现远距离大容量的西电东送和北电南送，但目前的交流500千伏电网难以胜任，“发展特高压输电已经势在必行”。

　　十年前，周浩就曾在学术杂志撰文呼吁中国发展特高压输电，并着手开展相关研究。当时，国内关注特高压的只有少数研究人员。到了2004年年底，由于投入不足等原因，相关研究进展尚难如人意，但建设特高压电网迅速成为国家电网公司新任总经理刘振亚等高层领导的一项重要议程。

　　在国家电网公司的规划蓝图中，特高压既包括1000千伏交流，也包括正负800千伏直流。到2020年前后，国家电网特高压骨干网基本形成，国家电网跨区输送能力将占全国总装机容量的20％以上。

　　但国家电网公司用1000千伏交流将全国联成一个网的计划，受到了一些专家的质疑。这些专家主张在远距离输电上只采用直流输电，而弃用交流特高压。“不论全国能源如何优化和发展，不论有多少水电和煤电远送，都可以采用最安全、最经济、最实用可靠又有充分把握的直流输电去实现。”原电力部生产司供电处处长蒙定中先生说。

　　交流特高压技术已被放弃

　　交流特高压研究在国外六个发达国家曾经盛极一时。其中，美国自1970年代起曾经对交流特高压开展过广泛的研究；意大利在1990年代中期对百万伏试验工程进行过两年时间的运行；前苏联在1985年建成跨越西伯利亚的115万伏交流输电工程，长约2350公里；日本东京电力公司则在1999年建成连接日本海沿岸核电站与东京地区，以及太平洋沿岸各发电厂的1000千伏输电线路共两条，累计长度约430公里。

　　如今，俄罗斯的线路只能降到500千伏运行，日本的线路也一直按500千伏降压运行，预计2015年前后才会全压运行。

　　“现在国外百万伏（即1000千伏）交流的研究早已中断，俄、日的百万伏胎儿还会复活吗？可以预想，科学技术愈发达，特别是直流输电成本不断下降，其技术发展愈为成熟，这个百万伏交流胎儿的复活就愈没有希望了。”今年1月，蒙定中在一篇题为《全国一个百万伏同步网潜伏巨大隐患》的报告中做了这样一番比喻。

　　蒙定中认为，“百万伏胎儿”在国外的悲惨命运主要在于其巨大的技术和经济风险。联合国经济社会事务局在2005年发表的《国际电力联网的多方面要点》报告中提到，交流特高压曾在俄罗斯长线路中运用，“然而，达到100万伏以上，能承受如此高电压的设备和绝缘的实际难度和代价，高到难以采用”。此报告还特别指出超过600公里的输电都应用直流输电。

　　他举例说，美国能源部三年前制订的2030年国家电网预想计划中，已经接受了交流特高压研究的失败教训，根本不考虑在其现有345千伏和500千伏网架上再罩上一个交流特高压网架，而是要发展更先进的全国性直流输电网架，从而彻底解决美国百年来交流自由联网结构无法解决的根本问题。几个欧洲国家的能源部研究过俄电西送的可行性报告，也认为用直流输电既安全、又经济。

　　但在很多专家看来，1000千伏交流项目在其他国家被取消或推迟，并非出于技术原因。据国家电网公司武汉高压研究院副总工程师万启发介绍，俄罗斯那条线路降压运行的原因是前苏联解体后，能源基地及绝大部分线路处在哈萨克斯坦和俄罗斯当时经济不景气的地区，失去了大容量、远距离输送电力的条件；而日本预计本世纪初投产的1000千伏交流计划流产原因主要是福岛、柏崎当地群众坚决反对继续兴建核电站，使得后期核电停建所致。

　　万启发还说，国家发改委2005年初牵头组织国家电网公司和南方电网公司等单位启动1000千伏交流和正负800千伏直流输电技术的全方位研究工作，目前已经取得100余项科研成果，为中国特高压输电工程设计奠定了坚实基础，“特高压输电工程建设的时机已经成熟。”浙江大学周浩博士也说，一开始很多业内人士对中国能否跨到世界第一、首先实现交流特高压商业化非常担心，但一年多来的研究进展速度惊人，1000千伏变压器等许多重要设备都已经研制出来了。

　　华中电网事故的教训

　　蒙定中对交流特高压的质疑不仅仅限于技术因素。他认为，不论全国能源如何优化、如何发展，无论有多少水电东送、有多少煤电远送，都可以采用最安全、最经济、最实用可靠又有充分把握的直流输电去实现。

　　他说，20多年前，在李鹏同志亲自主持下，我国按照分层分区原则建立了六大区域的分区电网，分区的主要理念是避免发展成为一个全国交流强联电网，这样可以避免一个大区事故影响相邻大区。2006年7月1日华中电网事故造成了失稳振荡，波及华中全网，由于西北、华东、华南对华中都是直流稳控联网的分区结构，所以都不受到事故波及影响。这恰恰再次证明直流稳控联网的分区原则，完全保证任一大区事故不会影响其他大区。但全国交流1000千伏联网就打破这个原则，任一事故都会波及全国、造成全国性大停电的高风险。

　　此外，蒙定中说，1000千伏交流的输电经济性不如直流输电，同等输电容量下，输电距离为1000公里时，1000千伏交流的投资约为直流的1．5倍，2000公里时则为2倍。至于环境影响，交、直流线路的噪音基本相同，但直流线路对人体的影响极小。

　　周浩不否认直流特高压输电的经济性。不过，他认为由于直流输电通常只能实现点对点的输送，就像直达快车一样，从而不利于沿途地区的用电。而交流特高压联网以后，电力传输和交换十分灵活，可以结合中途落点向沿途地区供电，还可发挥区域负荷错峰的作用等。因此，“1000千伏交流可以定位于全国网架建设和跨大区送电，而正负800千伏直流定位于大区、省网之间的互联，二者各有各的用处，可以相辅相成、互为补充”。

　　蒙定中说：怎能说直流输电中途不能落点呢？关键在于增加落点将大增成本，是否是结构上的需要？他承认直流没有交流那么灵活。但他说，“稳控”恰恰是直流的一个优点，而1000千伏交流太灵活了，“灵活到负荷可以自由转移、失稳振荡可以波及全网、连锁反应可以导至全国大停电”。

　　尽管尚存争议，但从国家电网公司的勃勃雄心来看，1000千伏交流在中国的推广似乎难以阻挡。

　美国电力公司原研究部主任施家昕去年在北京参加“特高压输电技术国际研讨会”时曾对媒体说，中国建设特高压输电线路时不应操之过急，因为国外这方面的经验都很具局限性，所以我们必须慎之又慎。他建议：中国应该像日本那样先建示范工程，得到确实可靠的试验数据，而且对示范工程同样也不能限定时间；工程对环境的影响应非常透明地告知公众，这项工作事先做与事后做对公众的心理影响完全不一样。

能源与电力

[转]太阳能产业的问题（一点担忧）

guojie — Tue, 11 Mar 2008 08:00:52 -0700

你所不知道的绿色能源制造背后：易被忽视的污染、大量的资源浪费和产能过剩危机

　　文《环球企业家》记者袭祥德

　　河南省西部，洛水、伊水一路缓慢北上，在偃师市交汇后向东注入黄河。由于独特的地理位置，偃师一直保持着浓厚的农业传统，这里地势开阔，河流密布，一派田园之色。

　　现在，身处黄河流域的这个中原小城正梦想着成为中国的多晶硅之都。在其庞村镇、高龙镇交界处，一个目前中国最大的多晶硅生产基地——洛阳中硅高科技公司投资7亿元的1000吨多晶硅扩建项目即将在年底完工。由疯长的玉米所包围的工厂内，纵横交错的管道发出隆隆之声，反应器中硅料噼啪作响，一车一车的生产副料二氧化硅被不断从厂区运出，忙碌非凡。入夜，工厂的重重建筑如同节日之夜一般灯火通明，它就像是一座显示该地区决心的丰碑，要在一夕之间，建成一个重工业的基地。

　　而相距不过几十公里的洛阳，中硅高科另一个2000吨多晶硅产业化项目土建工程也已经拉开序幕，这里聚集了上千工人，占地500亩，厂区门口竖立着“一天一个样，一周大变样”的醒目标语。

　　这样的景况实在非比寻常，仅在洛阳地区就将竖起3000多吨的多晶硅生产高炉，而去年全中国的总产量还只有287吨。“我所知道的宣称要进入多晶硅行业的就有35个项目，已经实际操作的有20多家，非常疯狂。”中硅高科大股东——中国恩菲工程技术有限公司硅材料事业部主任严大洲告诉《环球企业家》，严亦是这一中硅高科1000吨项目的总承包经理。

　　鼓舞这一切发生的背后力量则是由诱人的前景、热情的投资者和快速攫取财富的冲动所混合而成的资金机器。多晶硅，作为太阳能产业发展所需的重要工业原料，预计中国未来几年的总需求约为2万吨，其全球价格则一路飙升，从2002年的20美元/公斤上涨到300美元/公斤；而其下游的众多太阳能电池制造商则早已成为一个又一个资本市场的明星。2005年12月，无锡尚德太阳能电力公司在纽约证券交易所上市，募集资金4亿美元，上市首日股价即大涨41%，其创始人施正荣迅即以149亿的身价成为所谓的中国大陆新首富。巨大的财富效应让中国太阳能概念迅速升温，其后两年内，浙江昱辉、CSI阿特斯、林洋新能源、常州天合、中电光伏等10余家企业也先后登陆海外资本市场。今年6月4日上市的江西赛维则成为3年来在美国IPO金额最大的中国大陆企业。

　　Piper Jaffray清洁技术分析师杰西·皮切尔(Jesse Pichel)说，最终该行业的发展基地将位于中国，原因就同在手机和电脑行业所发生的故事一样。但事实上，笼罩在“高科技”、“新能源”等诸多光环之下的中国太阳能光伏企业在全球产业链中仍只是“加工厂”而已，企业只要购买到先进的铸锭炉、切片机，从国外进口多晶硅料，就可以参与铸锭、切片、电池制造和组件封装等各个环节，而其中的部分设备现在也已经实现国产化，七八十万元就可以购买一台，三台机器就可以组织生产，这让行业门槛大大降低，成为规模经济和成本控制的又一个比拼之地而已。

　　许多投资者认为无锡尚德最初的成功代表了中国整个太阳能行业的繁荣，但一些新公司在目前的行业发展情况下可能并未占据有利位置。“市场尚未分出赢家和输家，不分青红皂白追涨的资金太多。”皮切尔说。激烈的竞争可能促使中国企业牺牲利润以抢占市场份额，更要命的是，太阳能并不是解决全球能源问题的一剂灵药。尽管太阳能价格在这几十年里不断下降，但在全球大多数地区仍大大高于普通电网的电力价格，该行业仍严重依赖于政府补贴。

　　更令人担忧的是，在中国企业还未攻克这一产业的关键技术(包括处理污染能力)的情况下，具有狂热进取心的中国企业家，在某种程度上却忽视了在提供太阳能这一清洁能源的过程中所产生的污染。

　　石牛村的担心

　　从偃师市区向北40里，过洛河、伊河，半个小时就可到达高龙镇。这里地势平坦，土地肥沃，工业经济处于起步状态，人均月收入不到1000元。2004年，这里成功“招商引资”到一家当地有史以来最为高科技的企业——洛阳中硅高科技公司，2005年底中硅高科就建成了一期300吨多晶硅生产项目，并立即投入1000吨项目的扩建。

　　中硅高科的市场表现没有让地方政府失望。去年中硅高科实现销售收入1.7亿元，利润7642万元，上缴税收5255.69万元，而这仅仅利用了300吨产能的一半。更让当地刮目相看的是，这家企业普通员工的收入在2000-3000元之间，高级技术工人的收入能达到8000-10000元。

　　周围百姓也大喜过望。中硅高科东西紧邻石牛村和军屯村，两村村民很多都从为工厂做杂工而获得额外收入；旁边酒店的入住率也大幅攀升，尽是带着现金和合同来购买多晶硅的客商；通往中硅高科的路边，住宿、餐饮、维修的店铺一家接着一家开张。村庄的平静被打破了。

　　然而，直到村民闻到越来越强的刺激性气味，看到经常出入工厂的带着“有毒”字样的罐车时，才意识到这家企业能带来的并不仅仅是经济上的繁荣。“工厂经常排放刺激性气体，厂里会冒出白烟，半夜两三点排得更多。我们村里的井水过去很甜，现在开始发涩，烧水的时候有大量泡沫和沉淀物。”张超站在自家门口，指着50米之外的中硅高科1000吨扩建项目说。

　　张是石牛村村民，附近田地被征收后，他平时做些小买卖维持生计，他家距离中硅高科多晶硅项目不到100米。他指责说，这个化工项目距离村庄太近，而他们最初并没有料到这是一家这样的工厂。“这两年周围小麦的麦穗上部出现了腐烂现象，我们的玉米产量减少了近一半。”这位27岁的年轻人告诉《环球企业家》，他们很担心未来的生活环境与质量。

　　不过，洛阳市环保局开发监督科科长赵丽新否认了大量污染的存在。她表示，这个项目已经通过了省环保部门的环境评价，化工企业都会有污染，重要的是把污染控制在环境许可范围内，“选址是环境评价的重要部分，专家对可能产生的影响已进行了详细论证，通过论证说明污染可以达标排放”。

　　严大洲也否认中硅高科为当地带来了污染：“中硅高科是一个清洁工厂，所有的有毒气体和污染物已经分离并回收利用，刺激性气味可能来自附近另外一家工厂，我们正在调查。”

　　但当地的部分村民仍坚持认为这里的环境正在恶化。另一位村民告诉记者，他们不相信没有污染。他正在让自己的两个儿子远离村庄，在更远的地方买房，甚至自己也打算从石牛村迁走。

　　这正是中国太阳能产业所不得不面临的现实。多晶硅核心技术——三氯氢硅还原法垄断在美国、德国、日本等六七家企业手中，中国企业很难获得关键技术。生产多晶硅是一个提纯过程，金属硅转化成三氯氢硅，再用氢气进行一次性还原，这个过程中约有25%的三氯氢硅转化为多晶硅，其余大量进入尾气，同时形成副产品——四氯化硅，每生产一吨多晶硅，就产生4吨以上的四氯化硅废液。在这个过程中，如果回收工艺不成熟，三氯氢硅、四氯化硅、氯化氢、氯气等有害物质极有可能外溢，存在重大的安全和污染隐患。四氯化硅一遇潮湿空气即分解成硅酸和剧毒气体氯化氢，对人体眼睛、皮肤、呼吸道有强刺激性，遇火星会爆炸；氯气的外逸则可以使人出现咳嗽、头晕、胸闷等病状，并导致农作物大面积减产和绝收。

　　大规模生产及副产品回收一直是中国多晶硅生产企业所面临的最大障碍。前身是中国有色工程设计研究总院的恩菲工程公司虽已初步掌握了生产工艺，并在1997年将自己的技术用于四川峨嵋半导体公司100吨多晶硅项目建设，但是由于技术并不十分成熟，在2003年与洛阳单晶硅厂共同组建洛阳中硅高科技公司后，投产第一年的产量极其有限，即使明年1000吨产能成功运行，也无法全部转换为产量。

　　多晶硅材料专家、中科院广州能源所研究员沈辉向本刊证实，多晶硅生产过程中确有大量腐蚀性气体产生，化学反应非常复杂，国内企业在回收工艺方面还有待加强。

　　在偃师，中硅高科生产出的多晶硅料会部分运往位于洛阳的无锡尚德的分厂，在那里经过加工变成太阳能电池片，组装后向欧洲市场出口。

　　喧哗与躁动

　　尽管村民对中硅高科技术存在怀疑，甚至对其污染程度可能有所夸大，但不可否认的是，这已经是中国掌握的比较先进的技术，中硅高科项目也得到从科技部到地方政府的一路支持，千吨级项目获得国家发改委正式批准。

　　针对技术方面的不足，中硅高科已列出三项改进内容：第一，还原炉要更大更高效；第二，增强大型原料合成及提纯；第三，提高副产品回收系统。

　　而在严大洲看来，其它那些匆忙上马甚至未通过审批的“大项目”所隐含的风险才更值得警惕，“有些企业一开始就要搞1万吨项目，而我们只敢通过不断的技术积累，先从300吨、1000吨、2000吨的规模做起”。多晶硅技术并不神秘，小批量生产中国企业可以做到，但却很难克服规模化生产中的技术难题。

　　目前，国内在筹备的千吨级项目仅有四个获得国家批准，其余大部分是向俄罗斯购买技术，而该技术与美国、日本等国企业还有相当差距，没有经过工业化示范，其缺点是气体回收率低，污染大，产出率低，高耗能。某些国内企业的多晶硅投资典型路径是，从国内外多晶硅企业中挖一批人才，由他们根据经验设计俄罗斯技术的生产流程。严大洲表示，这些人才带来的仅是经验，可靠性存在疑问。

　　中国已经有不少地方在竞相提出建设有关太阳能基地的产业构想，比如湖北武汉、山东日照、河北保定等。在苏浙地区，那些仿佛一夜之间拔地而起众多太阳能光伏企业，正在成为当地经济生活中的新宠。2006年中国太阳能光伏产业的产能已达1600兆瓦，而全球太阳能电池实际装机容量只有1420兆瓦。

　　上游的多晶硅原料生产投资更是疯狂，南玻集团5000吨多晶硅项目、江苏大全集团6000吨项目、通威集团10000吨项目、天威英利5000吨项目、爱信硅科技10000吨项目、亚洲硅业6000吨多晶硅、江苏阳光4500吨项目……这些规划的项目产能已经远远超出全球的需求。

　　出现这一现象的根本原因在于，以GDP增长为政绩考核指标，使得地方政府官员对经济和社会发展的理解还停留在“惟增长论”上，对资源的过度开采和使用，以及对外来资本的重视则是这一思路指导下的顺理成章之举。结果是，那些靠减少环保支出而拥有成本优势的小企业可以生存了；另外，能够实现固定资产投资增长的任何外来资本，都会成为地方政府的座上宾。为了创造所谓的“良好投资环境”，某些地方政府官员甚至成为企业的利益代言人，听任一些项目违规操作。

　　尤其让业内人士担心的是，投资多晶硅的大部分企业之前并没有该行业甚至化工产业的背景，但却描绘了一幅极为亮丽的投资前景。以南玻集团为例，这是一家生产玻璃和IT电子元器件为主业的集团。今年5月，其宜昌硅材料基地正式奠基，要在1500亩土地上建设5000吨多晶硅工厂，一期产能为1500吨。根据其对外公布的消息，一期建设计划在两年内完成，拟投资7.8亿元，预计投资内部收益率可达49.48%，静态回收期(不含建设期)为2.61年。

　　但事实上这样的估计可能过于乐观了。多晶硅对系统性要求非常高，不是单套，而是几百套上千套设备相互配合才能做出产品，因为大量易燃易爆气体的存在，所以对生产过程的安全要求很高，副产品回收方面也需很高的工艺水平，技术风险、环境风险都非常大。即使技术问题全部得到解决，在国外多晶硅企业迅速扩产、国内同行纷纷投资的背景下，高位运行的多晶硅价格还能坚挺多久呢？

　　另外，多晶硅是高投入、高耗能的产业，其项目必须位于硅、煤炭和氯碱资源都丰富的地区，三者缺一不可。生产1000吨多晶硅需要投资10亿元，消耗10万千瓦电力，这导致太阳能的发电成本大约是生物质发电的7-12倍，风能发电的6-10倍，更是传统煤电方式的11-18倍。“我发现很多我接触过的企业对这一行业了解非常少。”严说。

　　“最大机会”

　　王平是一家能源投资基金的合伙人，2006年，王平与伙伴看到了多晶硅产业的良好发展前景，决定在内蒙古投资多晶硅项目。那里有丰富的高品质硅矿，同时有廉价的煤炭与合适的水源，王平等人到当地考察过多次，并委托专业机构做了项目计划书和投资收益分析，分析显示这个项目具有足够的投资回报率，且回收时间并不长，似乎是一个十拿九稳的项目。

　　但在今年年中，他却决定中止投资。

　　“一是我们解决不了人才问题，技术上难以控制；二是整个行业如此大规模的投资也让这个项目的不确定性增加。”王平告诉《环球企业家》。急剧膨胀的太阳能产业已使得关键人才出现紧缺，让王平难以组建一支适合的管理团队；另外他认为，这个行业看似高利润，实则有很大的投资风险，由于无法获得核心技术，项目本身出现环境问题和安全问题的可能性很大。

　　国际上的动向也引起了王平警惕。在面对强劲需求的情况下，国外7大企业并没有迅速扩产，其背后的原因在于全球太阳能市场主要依靠政府补贴和政策支持发展，政策一旦变化，多晶硅行业可能立即出现产能过剩。最近，太阳能应用最主要的市场德国准备修改光伏产业政策，限制中国企业出口产品的动向，这更增加了王平的担心。

　　新技术的替代也增加了投资风险，晶体硅太阳能组件由于耗费大量硅资源、电力，成本一直比较高，新的薄膜太阳能光伏技术已经趋于成熟，在日本已开始实现规模化，国外主流企业也在考虑如何分散投资风险，以免在产业升级中被淘汰。

　　而第三代太阳能光伏技术——聚光太阳能也早已出现，其太阳能电力转化效率超过30%，高于晶体硅光伏技术，不过因为技术的稳定性和成熟度还不够，阻碍了其大规模应用。8月3日，国内最大的聚光光伏太阳能电站在四川西昌正式开工，这一示范项目设计发电能力为10兆瓦，预计于2009年年底建成使用。

　　事实上，中国出现的火热景象与拥有全球多晶硅市场53.22%份额的美国的情形大异其趣，美国太阳能产业在争取资本支持方面也一直少人问津。1970年代中期，美国联邦最高法院大法官威廉姆·道格拉斯(William O. Douglas)在承认太阳能研究领域缺乏投资时亦表示他对此并不惊讶，毕竟“没有谁拥有太阳”。不幸的是，30年后仍然没有人能改变这一局面。

　　对中国太阳能光伏产业另一个更普遍的担忧是，如何避免因重复建设而浪费大量资源，并可能造成环境破坏。“应该确定重点地区或企业进行关键技术攻关，并控制地方政府招商冲动，这有利于整个行业健康、有序竞争。”中科院广州能源所研究员沈辉表示。虽然在产业政策上国家鼓励发展多晶硅，鼓励外商投资，但必须抑制目前的疯狂状态，强化环保指标，停掉违规、技术不过关的项目。

　　“太阳能光伏产业本来是一个高科技产业，但中国企业都把它做成了劳动密集型产业。”北京太阳能研究所高级工程师衡洋说。现在，这个行业急需要解决的另一个问题就是要严格执行产品标准，在中国光伏市场上充斥着的许多太阳能次片和残片，有许多小企业专门收购这些残片进行加工后再出售，出售给一些图便宜的灯具、户用系统和独立小型电站的采购商，“这已经成为一个非常不规范的行业”。

　　另一个制约中国太阳能产业发展的因素是，中国虽然正在成为太阳能能源的制造大国，但却没有有效启动国内市场。这使得中国承受了制造环节的污染代价，却没有享受到清洁能源所带来的益处。天威英利新能源公司告诉《环球企业家》，该公司目前90%以上的产品仍需要寻找国际买家，只有不到10%在国内市场上消化掉，这一小部分产品主要应用于通信基站、西北地区的户用系统、城市道路和交通警示灯等很小的公用事业(3161.329,18.66,0.59%)项目。

　　中国有大约3/5的国土面积因为日照时间长，适合推广太阳能。2006年1月1日，《可再生能源法》正式实施，鼓励单位和个人安装和使用太阳能热水系统、太阳能光伏发电系统，并要求电网企业按照合理价格收购可再生能源电量。但目前电网公司只接受风电和生物质发电，针对光伏发电的电价及入网细节，国家仍没有具体的规定。由于太阳能发电成本目前为每度电4元左右，如果没有政府政策补贴，电网公司很难接受这些绿色电力，而发电企业、普通住户也很难对投资太阳能电池设施产生兴趣。“让中国人也能用上绿色能源，这才是无数太阳能企业未来发展的最大机会。”王平说。

能源与电力

“输电线路备用问题”的一点介绍

guojie — Sat, 23 Feb 2008 06:45:19 -0800

输电线路在设计时一般都会有备用线路，由于我的专业并不是可靠性，只能在这里写一些简单的。其实，备用线路这个提法是不常用的，因为事实上如果让某条线路专门用来备用是不合理的，一般都是备用线路平时也运行，所以并不存在纯粹的备用线路。
一般线路的结构有下面3种，更复杂的结构基本上都是它们组合而成的。

晕，这个图也太不清楚了吧，链接个大图：http://www.ncepubbs.cn/bbs/UploadFile/2008-2/200822321422986019.jpg

第一种是最普通的接线形式，主要用在配电变压器（比如说小区里的变压器，街边变电箱）接入千家万户，也用在不连续用电的用户（比如农村浇地用），结构简单便于维修，但是，是最不可靠的，因为它没有备用线路。
第二种是双回线路，就是平时有两回（每回就是3根，ABC三相）导线供电，任意一回出问题不影响连续供电。双回线路分为同杆架设和不同杆架设，同杆架设就是每根铁塔6根导线，但是，如果仅考虑铁塔倒塌，它的可靠性并不比普通型好，倒塌任一座会停电。不同杆架设就是相当于2条普通形式的接线，当然不一定就是想图上画的两回离得很近，也许比较远，这样铁塔倒塌任意一座都不影响连续供电，缺点是占用大量输电走廊（如耕地占用）。
第三种是环网，类似于计算机的环形拓扑。环上任意一点断开，不影响供电连续。但是，环网的暂态性能不好，安全规程要求一部分环网禁止闭环运行（就是在环上人为设置一个断点，出现故障后再通过自动装置把它合上）。还有就是如果发生故障，环网的电压有可能比较低，造成电能质量不合格（电灯过暗、电动机过流）。
当然，实际中三种网络是结合起来的，如双回环网、双环环网（如，日字型环网），这样可靠性就更高。
电力专业中评价可靠性有“N－1准则”，“N－2准则”。。。依此类推。所谓“N-x准则”就是，一共网上有N个节点，x个出现故障不影响运行连续性。现在，我们国家按国际惯例，110kV及以上的电网设计都通过“N－1准则”，再改变运行方式时往往要求“N－2校验”。（德国前一两年引起一次西欧大停电，原因是有一条巨轮通过，需要停运跨河线路一条，但是运行人员没有进行“N－2校验”，另一事故发生，导致多国与联合电网解列。美国814大停电更是因为没有符合“N－1准则”，五大湖水利发电7条线路中1条停运就导致大面积停电。）500kV的主网则更加严格。如果突破“N-x准则”，就会引起潮流剧烈变化导致事故。不过还可以通过及时主动解列等手段保住重要的生活用电、要害部门用电。
N一般都是成千上万，一般x都不会很大，大家可以从排列组合原理得出可能情况巨多，x大于5的计算计算机都难以胜任，何况计算出来还要设计线路。
但是，再这次冰灾中似乎前面的可靠性设计受到严峻挑战，因为我们国家遇到了几乎是“N－N”的毁灭性事故。面对大部分铁塔倒塌的情况，x是1还是5甚至都无关紧要了。
以前，我们国家在贵州建了一个西电东送“日字型环网”，是由双回线构成的两个套在一起的环网，500kV，2001年建成，可靠性是非常高的。但是在冰灾中受到毁灭性打击，造成所有的7个变电站（电厂）全部停运，贵阳电网面临黑启动（就是连保证电厂发电，如锅炉上水、给煤、排渣等的电都没有，黑启动是一个非常复杂、昂贵、漫长的过程）。
以上就是一点介绍，进一步阅读可以参阅《电力系统可靠性》，电力出版社。

能源与电力

在家进行的高电压实验（二）（我也来点科普）

guojie — Fri, 22 Feb 2008 01:08:04 -0800

警示：高压危险！电离辐射危险！

第三步改进（最终版）:

下图所示为最终的高压装置电路图。为了避免在电压峰值出现铁心饱和，用20 kV的高压互感器替换了11 kV高压互感器(PT1 和 PT2)，另外，11kV互感器噪音很大并且在直流输出电压超过130kV时会产生很高的激磁电流。TR1 是一台5kW自耦变压器(260V / 20A)。TR2是已前使用的3kW电力变压器，在实验中采用双150V二次绕组并联接法（在电路图中表示为一个等效绕组）。TR3是中型点引出的500W电力变压器230V原边线圈，作为平衡节点。

高压装置最终版

为了提高电路的耐用性，0.1 A 二极管(KYY 29/155)由0.2 A的替换。新换上的二极管通断速度比旧的二极管快很多（反向恢复时间达到150ns）所以不会产生对线圈的冲击电压。为了减小输出阻抗又向各级设备(C1 到 C8)中添加了若干电容器，整个装置的总储能目前达到了705 J。

现在，电路包含了一套永久的高压测量装置（替换了低压测量装置），高压测量装置由两只高压二极管、一只3nF负载电容、一只1.25 GΩ电阻和一台25μA 电流表。这样测量装置就可以在变压器的副边测量峰值电压，而不用再到原边测量，测量输出电压比测量原边电压更加精确。1.25 GΩ电阻器可以把12.5kV的交流峰值电压或100kV（8×12.5 kV）的直流输出电压（空载）的电流限制在10 μA 。测量装置并不能测量负载条件下的输出电压，计算负载电压需要在空载电压基础上减去压降（输出阻抗乘以负载电流）。不幸的是，我目前还没有足够的高压电阻器建立一个160kV的测量装置。

下面是升级过的元件的参数：

All diodes: 2CLG80KV/0.2A (PIV = 80 kV)

R1 ... R16: 2 kΩ / 10 W

R17: 800 kΩ (4 × 200 kΩ / 500 W)

R18: 1.25 GΩ (2×500 MΩ / 20 kV + 200 MΩ / 20 kV + 50 MΩ / 10 kV)

C1 , C2: 0.2 μF (2 × 0.1 μF / 20 kV DC)

C3 , C4: 132 nF (6 × 22 nF / 40 kV DC)

C5 , C6: 88 nF (4 × 22 nF / 40 kV DC)

C7 , C8: 44 nF (2 × 22 nF / 40 kV DC)

C9: 88 nF (4 × 22 nF / 40 kV DC)

C10: 44 nF (2 × 22 nF / 40 kV DC)

C11 , C12: 66 nF (3 × 22 nF / 40 kV DC)

C13 , C14: 1 nF / 40 kV DC / 80 kV peak

C15 , C16: 40 μF / 350 V AC

C17: 20 nF / 67 kV DC / 87 kV peak

C18: 3 nF / 30 kV DC

为了使效率最高，尽量低的输出阻抗可以用给定数量的电容器组合而成，我在设计时遵守了以下原则：

C5 = 2 × C7

C3 = 3 × C7

C1 = 4 × C7

从而：

C6 = 2 × C8

C4 = 3 × C8

C2 = 4 × C8

这种装置结构使交流电流分配比旧的设计更加合理。电容的分配比我最初的设想更加恶劣。让我感到震惊的是我观察到：比如，把C7 和 C8 每只从 44 nF 增加到 66 nF而不改变其他电容值，不仅不会提高效率而且还存在负面效果（使输出阻抗略微增加）。C1 和 C2 的实际电容值（每只0.2 μF）比计算值（176nF）略高。这主要是因为我恰好赶上了一批参数不稳定的0.1 μF / 20 kV 电容器存货。这样，参数较高的电容器略微减小了输出阻抗。

为了弄清电路工作原理，我们可以把它看作四级堆叠在一起的全波整流桥，每一级整流桥的正极与负极都分别与下一级的正、负级相连。流过每只二极管的平均直流电流为高压装置负载电流的一半。每级整流桥的交流电流流经一对电容器馈入，电容器起到通交流隔直流的作用，并在级间产生电压差。电路图所示，C7 和 C8向一级整流桥（连接着高压输出侧的）供电，C5 和 C6 向两级供电，C3 和 C4 向三级供电，以此类推。因为整流桥所需的交流电流是相等的，所以交流电流流过某对馈入电容器的大小，就与该电容器供电的整流桥数成正比。为了得到相同的电压降，每个电容要与流过它的电流相配合。我选用了重型脉冲电容器担任C1 和C2因为它们向所有整流桥供电，需要耐受电路中最高的交流电流。

整流桥的负载电容（从C9 到 C12 以及 C17）几乎仅仅起到了滤波的作用而对输出阻抗影响甚微。它们的电容值并不是最关键的，往往通过给定负载电流的最大电压纹波来确定。由于这些电容要承受相同的动态负荷，所以它们的值应该是相等的。实际设计较理论设计稍作改动，增加了C17 并且把C9 增加到88 nF，这是因为我有时取低级的电流作为低压应用信号，需要提高电流（才保证主电路不受影响）。

我使用下面的简单方法来测量装置的输出阻抗。首先，使用测量装置和VTVM 监视开路电压U0使它调节至40kV（测量装置的最大量程）。然后，关闭电源，电路放电后，测量装置和VTVM替换为电流表，再打开电源。这样测得的电流为短路电流IS 。输出阻抗Z为：

Z = U0 / IS

在这种新结构下，输出阻抗为近似值2.5 MΩ。负载时，在限流电感（800 kΩ）上的电压降约为电路总压降的三分之一，即装置的输出阻抗约1.7 MΩ。上述方法测量输出阻抗离不开限流电阻，因为仅有在负荷中等时装置的伏安关系近似为线性。曲线会在当装置输出电压小于空载电压的三分之一后变平缓。

下面的计算显示高压装置有多强大。在160kV的空载电压下，短路电流为64mA。这导致在四个限流电阻（4×200 kΩ）两端的电压降为51.2 kV。因此，耗散在串联电阻上的功率就达3277W！

下图为最终高压装置的照片：

最终版高压装置

低压侧：

下图是仪器的低压部分的照片。左侧是遥控软启动电路，包括两只继电器和一只大型22Ω绕线电阻器，电阻器用来限制冲击电流。冲击电流在启动时可以达到15A。中间的灰色盒子中装有5kW自耦变压器（260 V / 20 A），为3kW电力变压器（右）提供电源。

低压设备

放电实验装置：

出于好奇，我建立了一个临时的火花间隙，间隙由两根圆柱钢棒组成（见下图）。左侧棒接在高压装置输出端上，右侧棒接地，设定间隙为30 cm (12")。我慢慢升压，可见的电晕放电首先出现在100kV处，随着电压的进一步增加越来越剧烈。在最高电压（160kV）时，火花放电几乎立刻形成。电弧一直燃烧，直到我为了防止整流设备过热而切断电源。随后我发现整流装置工作于安全区域，因为流过电弧的平均电流得到了限制。伴随负载电压降有60mA电流通过。但是，此负载电流仍然不应该持续很长时间，这是因为电流的交流分量流过电容器对其绝缘造成压力（译者注：此说存疑，似乎应是“电流的交流分量流过电容器，引起电容器发热，热老化破坏电容器绝缘”较为确切）。

30 cm (12")160 kV直流弧光放电

30cm是我在最大电压下观察到的最长电弧长度。当级间距离增加后，就仅能观察到强烈的电晕放电，而没有火花放电。显然没人希望被这样的电弧击中，而强烈建议应保持大于1.5 m (6 ft)的安全距离。我使用一只遥控继电器控制电源通断，并且我每次实验后都通过把装置输出端接地来给电容放电。

下图展示了两个球形钢质电极（d = 15 mm）持续燃弧的情况。正如所预计的，最大击穿电压比前面实验有所减小，在这种情况下为28cm。

28 cm球隙(d：15mm)弧光放电

下图为远景图：

另一个28 cm 弧光放电

在下一个实验中，我把阴极换成了竖直的铁棒（直径20mm）。现在，最大弧光放电距离减小到18cm。

18 cm弧光放电

如下图所示，火花间隙设为19cm，略高于最大拉弧距离，通过定时曝光拍摄方法记录下了阳极电晕放电的情形，甚至连金属球形电极表面都出现了电晕。（译者注：这张照片所示实验现象很难得，电晕多发位置为尖锐的金属表面，一般球面是不易出现电晕现象的。）

电晕放电

能源与电力

在家进行的高电压实验（一）（我也来点科普）

guojie — Fri, 22 Feb 2008 01:02:12 -0800

前几天在网上看到的一个自己进行高压实验的日志。与我之前看到的高压实验不同，它没有高大的实验大厅，没有昂贵的实验设备，但是，通过他（她）自己的设计和亲手组装高压装置，做到了160kV的电压强度，十分惊人。
原文作者还拍摄了大量的图片，包括非常美丽的高压放电、X射线照片。
但是由于我的原因，没办法一次性翻译出全部实验，但是我保证一定会分批分次翻译出来和各位分享。
翻译上和专业上的错误，恳请指正。
（原文链接）

警示：高压危险！电离辐射危险！

高电压及X射线实验

中文翻译：郭捷

免责条款

本文记述仅为提供科普知识。作者不鼓励任何人按照文中所描述的实验进行实际操作，并对由操作本实验产生的后果免责。在高压或X射线环境下工作的人员应有坚实的物理学和电学专业知识并对他们的操作了如指掌。高电压电源的能量远比静电发生器强大，如静电发电机或Van de Graaff发电机等等。高压触电可以使人立即毙命，X射线如不正确使用会对人体引发长期不良影响（如：放射疾病、癌症）。

160kV高压电源的建立

建立一台真正强大的高压装置是我迄今为止最雄心勃勃的计划。因为装置的输出功率在千瓦级，所以全波高压装置会是一个极好的选择（当然，如果能建立一个三相电路会更好，但是我因缺乏元件而作罢）。利用40kV电容器，仅通过四个升压级就可以得到160kV的高电压。装置的建造其实更类似于一个进化过程，其中包括一些实验上的改进，比如一些新的想法和一些附加结构的实现。下面的设计过程按时间排序。

下面的电路图显示了最初版本的电路原理图。每组高压整流器都串接了一个2 kΩ的保护电阻。同时，三个200 kΩ的大电阻（绕线电阻，每个额定功率500 W ）串联在一起作为输出保护电阻。这些保护措施是必要的，因为在电压峰值时电容器储能将超过400 J ，如果放电电流不加限制，大概一次意外的瞬间放电就可能损毁许多昂贵的元件。所以电流必须限定在270 mA 以下。后来，我又加装了第四个电阻器，把电流限制在200 mA 以下。

160 kV全波串级直流高压装置电路

C1...C2 = 100 nF / 20 kV, C3...C4 = 88 nF / 40 kV, C5...C6 = 66 nF / 40 kV, C7...C12 = 44 nF / 40 kV, C13...C14 = 5 μF / 400 VAC, R1...R2 = 2 k / 10 W, R3...R18 = 5.6 k / 10 W, R19 = 600 k (3 × 200 k)

照片展示的是串级直流高压装置的构造。由于房间高度的限制，对120 kV 高压装置的简单扩展是不可行的。所以我必须拆解旧的装置，从零开始开发一种更加紧凑的装置。由于每级尺度的减小，避免由此产生拉弧故障便成为设计工作的主体。需要十分谨慎地注意相邻元件的电位差和他们之间的距离。除了连接用的导线，装置并不包含任何金属零件（当然不包括木制夹板上的螺钉）。装置结构包括三根垂直的圆柱和若干横梁（管子和外包材料均为聚丙烯），用塑料捆扎带和热融粘合剂把它们组合在一起。电子元件同样也用捆扎带固定。在照片左上角的灰色塑料管内装有200 kΩ 电阻（每个足有33厘米长）。高压端子刚好落在了画面之外。现在，装置已经准备好了进行第一次试验运行。桌子上是一台电子管电压计。电压计连着一根40 kV 的高压探棒，它们用来测量第一级整流电路，这级电路的电压是总开路电压的四分之一。

160 kV 高压装置

试验运行非常壮观。正如所预计的一样，电晕放电比旧的120 kV装置更为严重。随着接通电源，装置发出类似一群被激怒的蜜蜂一般的嗡嗡声，同时，刺激性的臭氧气味立即弥漫开来。空间中大量离子的存在，使房间中所有没有接地的金属性物体都被充电。空气中的电荷在我的脸上引起了一种令人不快的痒痒的感觉。经过一段时间以后，我注意到房间里的一个白色碗橱现在看起来又灰又旧。它被一薄层尘土所覆盖，土层并不均匀，有些地方呈现出奇怪的图案。尘突击乎可以说是粘在表面，非常难以清除，以至于我最终仅能使用酒精才把它们擦掉。这种现象的解释是：空气中的浮沉与空气离子结合后，由于电荷的吸引，沉积在物体的表面。这同静电除尘器的工作原理是一致的。

电压降:

接下来研究在负载情况下的现象。图表显示电压降同负载电流成线关系。负载阻抗（含保护电阻）为3.75 MΩ，还不错，这样如要驱动一支100 kV 电压4 mA 阳极电流的X射线管，就需要把装置的空载电压设定为115 kV。

第一步改进:

电路产生的高压有效值超过理论峰值，从而对电压互感器的高压绕组产生冲击电压并且经常击穿我事先安装的保护间隙。这种暂态电压过冲主要是由于高压二极管的开关延时所致。KYY 29/155型二极管是老旧的型号，反向恢复时间较长（约1000纳秒）。为了减轻上述附加电压对高压绕组绝缘的破坏，我安装了电容器C15和 C16 (每只1 nF, 40 kV)，它们起到低通滤波器的作用即吸收了输出电压的高频分量。（译者注：原文如此，存疑，译者认为它们的主要作用应为防止过电压，其次才是滤波，这样才能与前文的暂态过电压一说吻合。）

我进一步把C1 和 C2 的电容值增大为150 nF 并加入了滤波电容C17 (20 nF / 67 kV)和保护电阻R20 (2 kΩ, 10 W)从而尽可能减小高压装置的输出阻抗。根据手册所述C17的直流额定电压仅为67 kV ，但是它可以允许额定值130％的最高电压。

增强后的高压装置电路

现在，输出阻抗约为3.50 MΩ ，其改善并不是很大，但是当C17 作为容性负载之后负载条件下的电压纹波明显减小。

第二步改进:

由于使用高压探棒和VTVM测量输出电压不方便，我加入了一个简单的电压监视装置，它由二极管D1 和 D2 (1N4007)、滤波电容 C18 (20 μF)和电压表组成。C18上的电压与空载是高压装置的输出电压近似成正比（约为1：800），从而使电压测量更加精确

另外：由于在装置开启时的浪涌电流多次导致1N4007二极管失效，我给每只二极管串接了一只20 Ω的限流电阻（电路图中没有画出）。

接入电压表的装置电路图

下图展示了装置的改进版。左侧的变压器额定功率为3kW，向推挽式电压互感器（侧）提供2×150V的交流电压输出。

改良版的160 kV高压装置

能源与电力

批《面对灾害我们的电网为何如此脆弱》

guojie — Tue, 19 Feb 2008 01:55:31 -0800

原文《面对灾害我们的电网为何如此脆弱》来源：人民日报
括号黑体字为批评内容，其余为原文
雨雪冰冻灾害造成大面积停电，电力职工奋力抢修保供电。人们也在思考——
50年一遇的冰雪灾害终于让电力系统体会到了大灾难的滋味。贵州、湖南、江西等省市的倒塔、断线事故，导致了电网的大面积停电、限电。过去，电力系统常常挂在嘴边的美国西部大停电、俄罗斯大停电事故终于在我们身边上演。
（美国814大停电、俄罗斯大停电原因主要是电网结构问题、操作员误操作，我国主要是由于铁塔、导线负重过大断线造成，作为中国记者怎能用“终于上演”一词幸灾乐祸？）
当然，经过全国电力系统数十万职工近一个月的不懈努力，在付出了汗水、鲜血甚至生命的代价后，全国电网的抢修初步见效。据电监会最新发布的信息显示，华东电网运行已基本恢复正常，华中电网除湖南、江西外运行基本稳定。南方电网除贵州外运行基本稳定。
（掏出大棒之前先给甜枣。）
但是，截至2月10日，浙江与福建５００千伏省间联络线（德龙线、宁双线）仍未恢复，福建电网与华东主网仍解列运行。受灾较重的湖南、江西、贵州、广西电网最大负荷约为灾前正常负荷的70％左右，仍有多条线路（含联络线）停运。
（春节期间电网本身负荷就低于年前水平，达到70％证明已经基本正常。福建电网是近年才与华东电网相连，独立运行的条件比较充分，解列运行也是防止事故蔓延的措施，没有好坏之分。）
随着天气的转暖以及抢险救灾工作的继续，毁坏的电网最终会全部修复，饱受断电之苦的老百姓也会正常用上电。但是，大灾之后，我们也有必要反思，50年一遇的冰雪冻雨固然是天灾，有不可抗拒的因素，那么，今后再遇到类似的灾难我们的电网是否会变得更坚强？
（我同意大灾之后要反思，但是我们要冷静下来，科学反思。）
首先，吸取别人的教训绝不能只停在口头上。这些年，没少听到专家学者们谈到“美西大停电”和“俄罗斯大停电”。虽然不少人庆幸，建国以来，我国电力系统就没有出现过美国和俄罗斯那样的大面积停电事故，但对于我国电网的脆弱性，不少专家学者一直心存忧虑，并多方呼吁。居安思危，重在行动。如果不能真正从别人的事故中吸取教训，我们就只能在自己付出惨痛代价后，去吃一堑，长一智。
（所谓从“别人的教训”并不对，因为此教训非彼教训。从整个世界的电力系统故障防御方面来看，至少在冰灾之前，主要着力于短路、稳定等电的问题，对于整个电网支架、导线等物的问题研究不多。话说回来，让研究电的学者去研究材料强度、结构强度也是不现实的。）
其次，长期以来的重电源轻电网发展思路是彻底扭转的时候了。我国几次电力发展高潮，包括最近的这次电力大发展，无不是以电源建设为中心，电网建设始终滞后。近年来，我国每年新增电源建设都在7000万千瓦左右，相当于每年建设一个中等国家的电力总量，这对缓解电力紧张当然十分重要。但是，本次灾难证明，如果没有坚强的、优质的电网，再多的电厂也有可能成为摆设。
（最后一句话说得对，但是说了等于白说。）
最后，对已经出现的苗头要高度重视，从根本上清除隐患。今年的冰雪、冻雨灾害固然是50年一遇的天灾，但是老天爷并非一点预警都没有。回顾一下，近年来，每年冬天在南方的一些省份都出现过类似的气候，电网也都出现过类似的险情。比如前两年，也是在春节前，华中电网的湖北、湖南都出现过类似今年的冰雪、冻雨灾害。记得前年我去湖北采访，当地电力系统的领导讲，两条主线压垮了一条，幸亏另一条保住了，从而避免了电网的解列，没有让武汉人民点蜡烛过年。当时湖北有5000名电力职工春节也没有休息，连续奋战了近一个月抢险。由此可见，今年的灾害并非偶然，关键是要早发现，防患未然。
（听说湖南的铁塔一边重建一边倒塌，请问如何提早发现？如果能提早发现，还会死人么？）
痛定思痛，只有认真审视和分析产生灾害的深层次原因，2008年的这场冰雪才能让我们长智慧。比如电网建设标准，就有专家提出，应该根据不同地域、不同气候，对设计标准进行适当调整，以提高电网抗击自然灾害的能力。
（如何提高设计标准？把承载能力提高6倍么？要耗费多少钢铁先不考虑，这样的铁塔会有多粗、它的自重会有多大？费用、体积都会远高于6备提高，运输也成为不可能。如果像修长江大桥一样修铁塔，中国何时才能通电？）
业内人士指出，因为我国南北气候差异很大，同样是下雪,东北是干雪,湿度仅有15%—30%,而西南则是湿雪,湿度达到60%—95%，这些湿度大的雪和冻雨附着在导线、铁塔上很快就会结冰，并且越结越厚。所以，在这些地区建设电网，有必要适当提高建设标准。当然，这样势必会加大电网建设的成本，但是从今年灾害造成的全局性巨大损失看，适当扩大电网建设投资，使电网更坚强还是值得的。（萧然）
（如果按照上述方法提高设计标准，就不会是“适当”扩大投资了，投资会几倍甚至十几倍增长。即使国家花了好几个三峡的资金提高了载重能力，50年一遇可以抵抗，100年的呢？200年的？）

我认为，记者们在评论“技术问题”前首先要科普一下，因为你们承担着教化大众的职责，写出这样一篇貌似有理实际歪曲事实的文章，是没有职业道德的。顺便说一下我对冰灾电网损失的看法：不管将来标准是否提高（应该不会提高很多，可能稍微提高意思意思，因为技术上、经济上都不可行），靠提高设计标准从本质上是不能防范冰灾的。电网可以采取的措施是有限的，正如不能仅仅靠造坚固的大船来消灭风浪。我们应该从环境入手才能根本解决，因为这个场面让我想起《后天》。

能源与电力

【小问题】学过中学物理的进（请在10秒内作答：－）

guojie — Thu, 14 Feb 2008 04:35:37 -0800

一个电源接着一个可调电阻（就是最简单的那种）形成回路
问：电阻上的功率与阻值成正比还是成反比？
（请在10秒内作答）

能源与电力

直流输电技术瓶颈列表（欢迎补充）

guojie — Tue, 12 Feb 2008 00:59:07 -0800

直流输电并不是象行外媒体形容的包治百病的良药，前面路还很长
1 直流输电离不开电力电子设备，而后者控制比较复杂，尤其是可靠性要求高的大容量电力电子设备。我们国家这方面制造水平有限，主要设备很多需要进口。设备非常昂贵，也比较脆弱，维护也比较困难。
2 有人存在误区，认为直流输电不计电感，损耗较小。直流输电主要是线路损耗小，但是换流设备的损耗一点也不小，例如：开关损耗，所以只有输送距离很长时才会体现出直流输电的经济性。而且，直流情况下暂态过程是考虑电感的，由此产生的暂态电压过冲对于脆弱的电力电子设备是致命的。
3 有人存在误区，认为交流输电存在“辐射污染”，而直流输电不存在。事实可能恰恰相反：交流输电由于频率只有50Hz，而且尽管电压较高（很多老百姓望高压生畏，认为高压是有污染的，是危险的，其实触电的本质是大电流通过人体才造成危害），但是能量绝大部分沿导线传播，不可能象手机一样发射出来；而直流输电尽管纯粹的直流本身无害，但是电力电子设备运行中产生高频谐波要比交流输电严重，尽管它绝大部分也仅仅是谐波污染（不要害怕，谐波污染指的是对用电设备的性能影响，不是对人体）。直流输电由于两极加直流，电晕比较严重，电晕可能干扰通信，不过也不会到打手机的辐射水平。
4 直流输电电压没有自然过零，拉弧后难以熄灭，所以直流断路器复杂、庞大。
5 直流输电由于技术的原因很不灵活，一般都是点对点远距离输送，类似于运输中的空运。这样成本高。

能源与电力

ITER 项目，中国将投入 100 亿

Yan — Tue, 08 Jan 2008 13:46:34 -0800

ITER 国际热核聚变实验堆计划，有个俗称叫“人造太阳”。最近传出消息说，中国将投入 100 亿人民币，占各国总投资的近 10％。

令人关注的国际热核聚变实验堆计划(ITER)建设工程今年启动，我国科研人员将根据“采购包”的要求，制造各类部件，运往实验堆所在地———法国卡达拉舍。这是记者从昨天召开的东方科技论坛上获知的消息。

　　论坛上，ITER(“人造太阳”)计划中国办公室副主任罗德隆告诉记者，我国在2003年加入了ITER计划谈判，最终承担占总投资近10%的费用，即100亿元人民币左右，其中包括约50亿元人民币的工程建设费。尽管投入巨大，但我国将享受该计划实施过程中产生的全部知识产权，培养一大批该科研领域人才，为我国解决能源短缺问题提供捷径。链接

要了解 ITER 项目，可去它的中文网页。格致上以前关于 ITER 的帖子：国际合作研究项目 ITER，针对 ITER 的批评。

参与 ITER 就像风险投资一样，可能获得暴利，也可能打水漂。

能源与电力

何谓太阳池?（2）

guojie — Mon, 05 Nov 2007 01:18:16 -0800

何谓盐梯度太阳能技术?
盐梯度太阳能技术：是指利用水体中的盐分浓度梯度收集和储存太阳能的应用技术。其中的一种称为太阳池。太阳池一般利用1－2米的盐梯度，并工作在适当的高温下。
它是如何被发明出来的？
确切地说，盐梯度太阳能技术不是被“发明”而是被“发现”的。这种现象早在20世纪前期就在Transylvania被首次观察到。
自然产生的盐梯度太阳池（湖）存在于地球上的许多地方。自然条件下太阳池的形成由于淡水流入湖泊并和咸水相混合地带的盐梯度。
太阳池如何工作？
大多数人都知道，当水或空气被加热时就会上升。当大量的盐溶入水体底层热水时，盐梯度会阻碍这一过程，这是因为盐水密度过大使它难以上升到温度低的表面。
一般地，这种水体大体上可以分为三层。顶层水温度低并且含盐度低。底层水温度高—高达摄氏100度（华氏212度）—并且含盐度非常高。间隔开以上两层的是重要的梯度区域。在这一区域盐度随深度增加。在这一盐梯度下的水不能上升，这是因为它上层的水由于含盐量低而较轻，它下层的水由于含盐量高而较重。因此，稳定地梯度区域抑制了对流并起到了良好的绝热体的作用，允许阳光被热的底层收集，以便把有用的热能储存下来以做它用。
以上仅仅是一个简单的描述，并没有涉及水利学现象对区域和表面稳定性，盐分和热交换以及其他复杂行为的影响。

能源与电力

何谓太阳池?（1）

guojie — Mon, 29 Oct 2007 02:32:28 -0700

何谓太阳池?（1）
盐梯度太阳池是一整套太阳能储存装置。通过其内部的蓄热装置，它可以不分季节地工作。在一般的池塘或湖中，当太阳光加热池水时，热水会变轻并上升到池水表面，同时把热量散发到大气中。最终结果是池水与大气环境温度相同。太阳池技术通过提高池塘底层盐度，使水即使被加热但由于过重而无法上升，从而抑制了散热过程。盐度随深度增长，从而形成了盐梯度。到达池底的阳光会被池底吸收。然后，其中有用的热能转变为热盐水的形式。建立太阳池的关键在于：大片的开阔陆地（可以是荒地），充足的阳光，经济可用的盐（如氯化钠或盐卤）。http://teriin.org/division/eetdiv/docs/ca02_1.htm

能源与电力

强大的拉弧现象

guojie — Sat, 27 Oct 2007 20:12:57 -0700

试验时，在不开断断路器的情况下拉开隔离开关，隔离开关处拉出强大的电弧。如果是短路电流，则电弧更加强大，可能不会自动熄灭。

能源与电力