特高壓電網,清潔能源送出的“高速路”
浙江大學電氣工程學院教授徐政
“通過特高壓堅強網架的建設,在全國范圍內對包括煤電、清潔能源等在內的各種資源形式進行配置,為實現我國各類大型能源基地開發和電力高效送出提供了物理平臺,將顯著提升我國能源綜合利用效率。”
不久前,國家能源局提出,“十二五”將提升消納清潔能源能力,預計到2020年,可消納清潔能源4.9億~5.7億千瓦,占電力裝機容量的32%~33%。然而,風電消納困難已成為風電等清潔能源大規模發展的最大制約因素。國家電網公司表示,我國的資源稟賦、國情、技術特性和經濟性決定了建設以特高壓為骨干網架的堅強智能電網,是實現清潔能源大規模開發、遠距離輸送和大范圍消納的唯一途徑。
“一川碎石大如斗,隨風遍地石亂走”,甘肅酒泉市的瓜州、玉門荒漠及肅北馬鬃山地區,素有“世界風庫”之稱。2009年8月8日,世界首個千萬千瓦級風電基地在這里正式開工建設。然而,由于遠離電網和負荷中心,該項風電的消納和送出成為遠比風電建設本身更傷人腦筋的問題。同樣,在擁有最優質和相對穩定風源的內蒙古,風電廠發了電卻無法進入終端用戶,大部分風機在夜間低谷期棄風停運,遭遇“車多路少”的尷尬。
近年來,我國風電發展速度大大超出原來的規劃預期,風電并網容量增速最近四年連續達到100%。目前風電突飛猛進的發展態勢,已經遠遠超出了電網承載的容量。清潔能源“發得出”更要“送得走”。按照“建設大基地、融入大電網”的規劃布局,我國規劃在內蒙古、甘肅、河北、吉林、新疆、江蘇沿海等地區建設七個千萬千瓦級風電基地。而這些風電基地所在地區大多負荷較低,電網規模小,無法就地消納,需要依托更高電壓等級、大規模遠距離輸送。
研究表明,通過特高壓堅強網架的建設,在全國范圍內對包括煤電、清潔能源等在內的各種資源形式進行配置,為實現我國各類大型能源基地開發和電力高效送出提供了物理平臺,將顯著提升我國能源綜合利用效率。僅拿風電來說,通過特高壓跨區聯網和加大調峰電源建設,全國風電開發規模可增加5000萬千瓦到1億千瓦。
同時,根據規劃,2020年國家電網特高壓及跨區、跨國電網輸送容量將達到3.73億千瓦以上,其中通過特高壓傳輸的容量為2.5億千瓦以上,這必將為清潔能源的大規模開發利用提供堅強的電網支撐,為清潔能源規模集約送出打造便捷高效的“電力高速路”。
特高壓輸電是堅強智能電網的核心技術
國網能源研究院院長張運洲
“特高壓輸電技術的成熟及商業應用為我國大電網發展提供了堅強支撐。”
國際經驗和發展表明,電網互聯范圍和規模是不斷擴大的,采用交流是電網之間互聯的主導方式。
大電網事故發生與同步電網規模沒有必然聯系,根據對1965年以來140次國外大停電事故樣本的總體情況進行分析,發現北美是停電事故頻發地區,巴西、印度等發展中國家也多次發生大停電事故。大停電的誘因是設備故障和自然災害,系統保護等技術措施不當或處置不力是事故擴大的直接原因,電網結構“先天不足”是造成某些電網事故頻發的重要原因,管理體制分散、調度運行機制不暢是多起大停電事故的深層次原因。而我國電網三十多年來未發生大停電事故的經驗彌足珍貴。主要有兩條:一是在技術上建立了可靠的電網三道防線,二是在體制上始終堅持電網的統一規劃、統一調度和統一管理。
為滿足大規模電力輸送和高效配置的基本要求,需要構建安全可靠、經濟高效的強大電網。以特高壓交直流為主體連接五大綜合能源基地和主要負荷中心,同時分布式能源系統及微電網在配電網領域也得到較快發展,電網智能化水平持續提升。我國未來的互聯電網將為能源電力資源在全國范圍內優化配置奠定堅實的物質基礎。
我國大范圍優化配置資源的客觀需求是大電網發展的主要動力,特高壓輸電技術的成熟及商業應用為我國大電網發展提供了堅強支撐。我國未來一段時期內的跨區輸電規模、輸電距離,明顯要超過國際上其他大電網,因此采用特高壓交直流等先進輸電技術是適合國情的戰略性選擇,完全可以適應更長時期內我國電網發展需要。同時,這種技術在國際上也有較好的應用前景。
加快發展特高壓輸電促進電力工業可持續發展
經濟日報產經新聞部副主任李予陽
“事實證明,過度分散的電力規劃、建設和調度運行體制不利于大電網安全穩定運行,必須堅持電網‘統一規劃、統一建設、統一管理、統一調度’,堅持輸配一體化、電網調度一體化,這正是我國多年來保持電網安全穩定運行的寶貴經驗。”
事實證明,過度分散的電力規劃、建設和調度運行體制不利于大電網安全穩定運行,必須堅持電網“統一規劃、統一建設、統一管理、統一調度”。而堅持輸配一體化、電網調度一體化,正是我國多年來保持電網安全穩定運行的寶貴經驗。
從經濟角度來看,電網在能源綜合運輸體系中的作用日益得到提升。由于長距離輸送,煤電運緊張局面反復出現,“輸電”還是“輸煤”經過近幾年較為充分的爭論和比較,業界已有了基本一致的看法。輸電和輸煤都是能源遠距離輸送的方式,要因地制宜、相輔相成。西部地區煤炭就地發電,特高壓輸送到東中部消費端,電價可以低于當地的平均上網電價。特高壓可以促進大煤電、大水電、大核電和大型可再生能源基地的集約化開發,實現更大范圍的能源和電力資源優化配置,推動能源供應清潔化、低碳化。
從安全性來看,近年來,我國電壓等級逐步提高,聯網規模不斷擴大,但電網事故率卻快速下降。1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程和±800千伏向家壩—上海特高壓直流示范工程等經歷了迎峰度夏、年度檢修、冬季大負荷運行等一系列考驗,系統運行穩定,設備狀態正常,特高壓輸變電工程的技術可行性、設備可靠性、系統安全性和環境友好性得到進一步驗證。
從技術可行性來看,作為電力行業科技創新和工程應用的前沿學科領域,特高壓工程建設激發了我國電力科技創新活力,確立了我國在特高壓輸電技術研究、裝備制造、工程設計、建設和運行領域的國際領先地位。我國先后建成了特高壓直流、交流、桿塔、高海拔試驗基地和國家電網仿真中心,形成了世界上功能最完整、試驗能力最強、技術水平最高的特高壓研究試驗體系。特高壓輸電技術提高了我國輸變電制造業的技術水平,特高壓設備的成功研發制造,也促使國內電工制造企業實現跨越式發展,顯著提升了我國輸變電制造業的技術創新能力和國際競爭力。
為應對氣候變化,我國能源戰略以節能減排、開發利用清潔能源為核心。特高壓工程建設,對于優化電源布局,積極開發清潔能源,促進電力發展方式的轉變,以電力工業的可持續發展支撐經濟社會的可持續發展具有重要意義。
國內外專家看中國特高壓
中國挑戰美國創新領導地位并快速發展的一項重要領域,就是最高電壓、最高輸送容量的特高壓交流輸電。——美國能源部長朱棣文