國外電力工業漫談（亞洲篇）——你想像中的新加坡

封面這隻鳥叫做黃腰太陽鳥——新加坡的國鳥。它體型嬌小、五色斑斕、靈活機智，用來代表新加坡再合適不過了。

一、三好學生證，還是新加坡多

新加坡這個國家，說它是全球的寵兒完全不過分——全世界犯罪率最低的國家之一；金融中心指數排名第三大金融中心（前兩者是倫敦和紐約）；連續十年世行營商指數排名第一；KPMG報告中CRI（應變能力指數）全球第一；開放和多元化經濟指標全球第一；世界經濟論壇的全球競爭力排名第二；美國傳統基金會發布的經濟自由度指數排名全球第二（香港第一）；彭博社全球創新國家排名第六；國際清算銀行報告中全球外匯交易排名第三；德勤發布的金融中心報告中排名第二……

寫到這裡我臉都有點紅了，感覺有點像小時候老師表揚學生，別的同學左一朵小紅花，右一張大獎狀，自己卻只能坐在教室後面搓手，拿鉛筆畫哆啦A夢。

挺尷尬的。

幾個月前的一次會議中，我接觸到一位新加坡國立大學新能源專業博士，他工作於新加坡某研究所，跟隨項目負責人來我司進行彙報，從專業水平來看……很不錯，但和我國名牌大學學生的差距談不上太多。

然而專業外的差距卻非常明顯：他英語應用能力強、冷靜大方，對措辭的謹慎性和敏感性高，當我方言論比較尖銳時，就不翻譯了，很禮貌的做個手勢請我們自行傳達。在這方面我感覺自己都差他很遠，大有一種游擊隊見正規軍的感覺。

當然，任何事物都有其兩面性，美好的故事背後往往也有一些不為人知的原因，如果新加坡的金融數據讓你膝蓋發軟的話……電力工業或許是另外一個完全不同的故事。

坐穩了，老司機帶你飛。

二、關於新加坡

新加坡位於西馬來西亞半島南端，馬六甲海峽出入口，說出來不怕大家笑話……直到前年我去印尼蘇門答臘島時，我都不知道新加坡和馬來西亞原來是不接壤的（啊，我的地理老師）……雖然知道印尼和新加坡之間有個新加坡海峽，但是馬來西亞和新加坡之間的柔佛海峽就這樣被我幾百度的近視給忽略了我擦。（圖中標註Johore Stait的就是柔佛海峽段）

新加坡總人口560萬，人均GDP約人民幣33萬……該國自然資源匱乏，生活必需品要靠進口（想旅遊先掂量下錢包……），淡水資源稀少，除了全國各地的17個大型蓄水池外，地理位置中心還設置了一個中央集水區（圖中中心綠色區域，同時也是自然保護區），該區域是整個新加坡的淡水生命線，關係到全國的淡水安全問題，十分重要。

新加坡是一個城邦國家，沒有省市之分，全國按方位劃分為東北、東南、西北、西南和中部五個大區，然後又進一步劃分為27個選區。這個國家有以下幾個超強領域：電子工業（半導體、數據存儲設備），石化工業（亞洲石油產品定價中心），精密工程（半導體引線焊接機全球佔有率70%），金融保險業（佔GDP總額的12.25%），運輸倉儲（地理位置不用說了）。全球500強企業該國佔據了三席，除了豐益國際和偉創力位居中下游（239和455），大宗商品貿易寡頭托克集團排在了第54位（波音和微軟公司之前）。

當然，最最最有名的還是淡馬錫……已經不是公司了，都快成管理模板了

三、發電側

（一）電源結構現狀

新加坡那麼發達，會不會有人覺得新加坡的電源結構也很先進很環保（有也很正常），太陽能風能潮汐能等清潔能源應該是風生水起，核電蠢蠢欲動，傳統燃料發電岌岌可危……甚至空氣中都瀰漫著布爾喬亞的甘甜……

然而實際情況並非如此。

上圖是新加坡能源市場局EMA披露的坡島電源結構，驚不驚喜，意不意外？

——常年95%以上的天然氣發電（用的大多是LNG），1%左右的重油發電，4%左右的其他類型發電。在「其他類型」當中，除了一小部分光伏發電之外，其餘都是垃圾發電，風電聞所未聞。對比我國當下電源結構：化石燃料發電和清潔能源基本是7:3開，2030年計劃推動清潔能源佔比35%。按理來說，新加坡碳排放壓力應該大很多才對。

然而這個世界就是那麼現實，相比我國在過去的歲月里幾乎每年都要被西方媒體和國際環保組織以環保、碳排放等問題大作文章，要求履行「這個責任」、「那個責任」，其實這裡面大家都很清楚：要找新聞素材，全球多了去了。

（二）為什麼會是這樣的電源結構？

（1）土地的綜合利用效率

寸土寸金的小型國家什麼最值錢？——土地最值錢。

修一個單機60萬，總裝機300萬的燃氣電站佔地多少？——一個大型高中的佔地面積。

修一個總裝機300萬的海上風電場佔地多少？——把馬六甲海峽、柔佛海峽給堵了都有可能。

那麼問題來了，300萬容量的海上風電廠創造的經濟效益最多也就是幾十億人民幣級別，再綜合碳排放減少的環保效益，也頂不到天上去……而一個馬六甲海峽和柔佛海峽的通航被影響了，恐怕新加坡瞬間就要回歸原始社會。這筆經濟賬簡直太簡單了，簡單到有點基本社會常識都能理解。換成地面光伏，道理也一樣，北京二環內日照條件再好，也不可能修一個光伏電廠放著的。

寫到這裡肯定又會有同學問了：那在屋頂加裝光伏設備不就完美了？咳咳，工程的事情不能想當然，一定要去現場調研……新加坡的那個樓有多高朋友你知道嗎，幾千平方米的地方動不動就幾十層、幾百層，一棟摩天大樓裡面裝滿成千上萬人，在屋頂那麼大個地方擺光伏燒熱水用都不夠裡面人用的……何必再用來發電呢？

更何況那裡集中了全球頂級的奇葩建築設計師，搞些稀奇古怪的設計，有的像顆子彈頭有的像根針，屋頂？excuse me屋頂在哪裡我看不見。甚至有些建築的樓頂是頂級派對場所，別說想著弄兩個光伏設備裝上去——泳池都修好了，不游泳的給我下去。

所以說，理論研究是一回事，工程的商業可操作性和經濟可行性又是另一回事，雖然談錢是挺俗的，但是迴避錢的問題真的挺蠢的。

（2）資源的天然限制

新加坡的煤和天然氣都要進口，因沒有普通天然氣跨國運輸管道，故採用海運LNG發電，不搞燃煤發電主要還是對環境污染大，燃燒後的廢料對於島國而言也不好處理。

進口電力呢？

雖然東盟電網APG互聯正在推進當中，遠期看新加坡也存在藉助互聯大幅度下調電價的理論可能性……但就目前而已，坡島估計也意識到APG互聯的協調難度大，因此在響應舉措上似乎沒那麼積極，預期偏低。——這我覺得不能怪新加坡，想想周邊的那些窮兄弟，一群人均GDP不到3萬人民幣的國家找到了一個人均GDP33萬的國家說：兄弟，我們一起開黑吧……想想也知道這是煎熬的過程……很難激動得起來。

四、電網側

新加坡電網將是本文介紹的重中之重，進入正題之前，先給大家講個非常有趣的故事。

五六年前，ACFUN網站上誕生了好幾個有名的梗，先是逼老師在2012年創造了「三峽五億墨西哥」……其次則是2013年出現了「美帝電線地中埋」。以上梗均收錄至萌娘百科，詳見：三峽五億 - 萌娘百科 萬物皆可萌的百科全書。

「美帝電線地中埋」的梗，源於認真你就輸啦 (?ω?)ノ- ( ゜- ゜)つロ357樓一位ACer評論：

伊拉克當年的武器，有部分蘇制武器非常精良

另外，中國電網，包括大部分主力電網樞紐立於地上，美國大部分埋設在較為安全的土層下。

由於這位同學當美分的姿勢太差（我在案發現場，該貼有我2013年的留言），論據假到隊友都看不下去了，因此被五毛和美分的陣營雙方都吊起來打……至今已接樓數千層，持續鞭屍六年……

究其原因，這位同學輸就輸在了專業上：如果他當年選擇了電氣工程專業，對國外電力工業架構有一點的基本了解，並學會正確舉例的話，整個故事也許就反轉了。

為什麼？

因為新加坡輸電網+配電網真的全是埋地下啊！

（1）輸電網的發展

Fig.1所示為2000年左右新加坡400kV/230kV骨幹輸電網架構，其中藍線為230kV北島塊，黃線為230kV南島塊，400kV自成環，所有的輸電線路都採用了地下電纜，為了突出它的與眾不同，很多文獻雜誌都會在Transmission Network前面加一個「Underground」。

由於經濟起步早，十幾年前新加坡的電網架構基本也就成型了，直至現在並未出現顛覆性的結構變化，高度發達的資本主義國家都有這個通病……對於我國而言，在特高壓直流輸電的大布局沒有全面形成之前，骨幹架構基本5-10年就會多幾條大動脈。

近期新加坡輸電架構如上圖，可以看到該國電網總體格局變化不大，比較明顯的是upper jurong（上裕廊變）引出了一條230kV線路出島——實際上是連到馬來西亞去了，就東盟最近的APG互聯成果而言，寮國就是藉助這條線路實現了經馬來西亞向新加坡供電（賣的不多，僅100MW）寮國官員表示希望向新加坡賣電---中國---東盟中心

整個新加坡的總體情況又如何呢？一圖流給大家展示下：

上圖中，新加坡tuas電廠（目前屬於中國華能集團）+seraya電廠併入400kV電網，其餘電廠併入220kV電網，66kV是輸電網範疇的最低電壓等級並以此為過渡，電壓等級再往下走就是傳說中的22kV/6.6kV花瓣式配網。

（2）世界聞名的花瓣式配電網

啥是花瓣式配網？簡單點說，喏，下圖中這樣花瓣形狀的配電網，就是花瓣式電網。（噗）

當然……這樣說也太簡單了……我覺得有必要進一步解釋一下（warning：看懂以下內容可能要事先學習《電力系統分析》及《發電廠電氣部分》等課程），請大家務必跟著我的思路走，課本上沒有，百度上沒有，論文上不會講那麼細，你們老師也不一定知道……錯過這村就沒這店了。

如圖所示的A、B、C、D四個配電區域中，實心黑點代表普通配電站，空心白點代表聯絡配電站，以B區為例：

B區第5號花瓣配網從B區66kV/22kV站的低壓側A母線引出，連接了4個配電站（3普通+1聯絡）回到母線B，形成閉環。正常供電時，聯絡配電站的聯絡斷路器是斷開的，即5、6兩片花瓣是分開的。此處要特別注意：A母線引出線並非重新回到A母線，而是回到B母線。

情況一：同一花瓣上兩個配電站間線路故障

因為閉環結構，任何兩個配電站之間的配電線路故障只需跳開連接線，將環形結構轉為輻射型結構供電，因此不會發生供電中斷。

情況二：任意一條母線故障

由於A母線出B母線回，A母線故障時，只需斷路器動作跳開與之最近的配電站聯絡線，將負荷倒至B母線之上即可，不會發生供電中斷，反之亦然。

情況三：兩條母線同時故障（or一條母線在檢修態，另外一條母線故障）

以花瓣5為例，假設引出花瓣5的兩條母線全部故障，根據自動裝置動作邏輯，此時：跳開與A、B母線最近配電站的斷路器，合上空心白點處的聯絡斷路器，此時花瓣5的負荷將全部由花瓣6的通道供電，不會發生供電中斷。

情況四：B區變電站徹底癱瘓

所有花瓣按照情況三的邏輯動作，跳開與B區變電站的所有斷路器，由每個花瓣的切點（聯絡配電站）進行供電，因此仍然不會發生供電中斷。

情況X：多個變電站癱瘓

根據花瓣的拉手效果，在此情況下，仍有部分本屬於停電範圍的用戶能夠保持正常供電。比較大限度上減少了停電的影響範圍。

至此，整個花瓣式配網的基本原理已經介紹的差不多了……其優越性不言而喻。

（3）這樣的輸電網+配電網厲害在哪裡？

就我個人看法，還是厲害在新加坡有錢。

為什麼？

個人認為：配網規劃和城市規劃從專業上而言可能千差萬別，但是邏輯上卻十分近似，簡單一點直白一點說就是：沒有最好的設計院，只有最有錢的甲方。

更簡單粗暴一點來說就是：腰包有多鼓，思想就能走多遠。

當然，關於這個看法嘛，大家仁者見仁。也許大家過個十幾年二十幾年，到了三四十歲的時候，就會更加理解「錢能創造奇蹟」的意義，也會更加明白我國挖空心思，瘋狂謀經濟發展的用心良苦……

PS：400kV架空線和400kV電纜的造價，大家有興趣可以去比比，體會更深。

五、後記

此外，新加坡還有其他很多的亮點：

地下電纜的故障檢測採用的是基於拉曼散射原理的分散式光纖測溫裝置（DTS），靈敏度很高，還對整條線路實現了多測點全面檢測。更重要的是，新加坡是世界上最先大面積應用該技術的國家之一……（大概18年前？）

還有讓國家電網、南方電網流口水的總體指標：SAIFI僅為0.006，SAIDI僅為0.23min。

SAIFI可以簡單理解為你今年遇到停電的概率為0.006，大家都學過概率論，明白小概率事件是什麼水平……如果0.006指的是遇到一次停電的概率，那麼大家可以算算同一個人一年中遇到兩次停電的概率……

而SAIDI（平均停電時間）0.23分鐘則可以對比下全球其他地方：2016年世界前列的大阪是4分鐘，香港是23.4分鐘，倫敦33.6分鐘，紐約20.53分鐘……要說穩定性高，日本電網和新加坡都不在一個級別上。我國呢……更差一點……當然，社會還沒發展到這一步，急不得。

說了那麼多新加坡的好，依然要勸誡各位：什麼都要辯證的看，穩定性、可靠性那麼高背後是錢砸出來的，除了輸電網配電網的大手筆之外，我沒有告訴大家新加坡目前6000MW用電，卻有12000MW左右的可調度裝機……在這麼高的冗餘度下，高可靠性的代價就是高設備閑置率，你買三張車放車庫裡，因車輛故障影響出行的幾率自然更低一些……

至於新加坡電力市場，emmmmmm……還是我的老觀點：沒有最好，只有最適合。

其他的東西也就不寫了，評論區可提問，視了解情況回答，不保證都知道hhhhhh。

本期專欄內容到此結束，下期見。

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