特高压电网,清洁能源送出的“高速路”
浙江大学电气工程学院教授徐政
“通过特高压坚强网架的建设,在全国范围内对包括煤电、清洁能源等在内的各种资源形式进行配置,为实现我国各类大型能源基地开发和电力高效送出提供了物理平台,将显著提升我国能源综合利用效率。”
不久前,国家能源局提出,“十二五”将提升消纳清洁能源能力,预计到2020年,可消纳清洁能源4.9亿~5.7亿千瓦,占电力装机容量的32%~33%。然而,风电消纳困难已成为风电等清洁能源大规模发展的最大制约因素。国家电网公司表示,我国的资源禀赋、国情、技术特性和经济性决定了建设以特高压为骨干网架的坚强智能电网,是实现清洁能源大规模开发、远距离输送和大范围消纳的唯一途径。
“一川碎石大如斗,随风遍地石乱走”,甘肃酒泉市的瓜州、玉门荒漠及肃北马鬃山地区,素有“世界风库”之称。2009年8月8日,世界首个千万千瓦级风电基地在这里正式开工建设。然而,由于远离电网和负荷中心,该项风电的消纳和送出成为远比风电建设本身更伤人脑筋的问题。同样,在拥有最优质和相对稳定风源的内蒙古,风电厂发了电却无法进入终端用户,大部分风机在夜间低谷期弃风停运,遭遇“车多路少”的尴尬。
近年来,我国风电发展速度大大超出原来的规划预期,风电并网容量增速最近四年连续达到100%。目前风电突飞猛进的发展态势,已经远远超出了电网承载的容量。清洁能源“发得出”更要“送得走”。按照“建设大基地、融入大电网”的规划布局,我国规划在内蒙古、甘肃、河北、吉林、新疆、江苏沿海等地区建设七个千万千瓦级风电基地。而这些风电基地所在地区大多负荷较低,电网规模小,无法就地消纳,需要依托更高电压等级、大规模远距离输送。
研究表明,通过特高压坚强网架的建设,在全国范围内对包括煤电、清洁能源等在内的各种资源形式进行配置,为实现我国各类大型能源基地开发和电力高效送出提供了物理平台,将显著提升我国能源综合利用效率。仅拿风电来说,通过特高压跨区联网和加大调峰电源建设,全国风电开发规模可增加5000万千瓦到1亿千瓦。
同时,根据规划,2020年国家电网特高压及跨区、跨国电网输送容量将达到3.73亿千瓦以上,其中通过特高压传输的容量为2.5亿千瓦以上,这必将为清洁能源的大规模开发利用提供坚强的电网支撑,为清洁能源规模集约送出打造便捷高效的“电力高速路”。
特高压输电是坚强智能电网的核心技术
国网能源研究院院长张运洲
“特高压输电技术的成熟及商业应用为我国大电网发展提供了坚强支撑。”
国际经验和发展表明,电网互联范围和规模是不断扩大的,采用交流是电网之间互联的主导方式。
大电网事故发生与同步电网规模没有必然联系,根据对1965年以来140次国外大停电事故样本的总体情况进行分析,发现北美是停电事故频发地区,巴西、印度等发展中国家也多次发生大停电事故。大停电的诱因是设备故障和自然灾害,系统保护等技术措施不当或处置不力是事故扩大的直接原因,电网结构“先天不足”是造成某些电网事故频发的重要原因,管理体制分散、调度运行机制不畅是多起大停电事故的深层次原因。而我国电网三十多年来未发生大停电事故的经验弥足珍贵。主要有两条:一是在技术上建立了可靠的电网三道防线,二是在体制上始终坚持电网的统一规划、统一调度和统一管理。
为满足大规模电力输送和高效配置的基本要求,需要构建安全可靠、经济高效的强大电网。以特高压交直流为主体连接五大综合能源基地和主要负荷中心,同时分布式能源系统及微电网在配电网领域也得到较快发展,电网智能化水平持续提升。我国未来的互联电网将为能源电力资源在全国范围内优化配置奠定坚实的物质基础。
我国大范围优化配置资源的客观需求是大电网发展的主要动力,特高压输电技术的成熟及商业应用为我国大电网发展提供了坚强支撑。我国未来一段时期内的跨区输电规模、输电距离,明显要超过国际上其他大电网,因此采用特高压交直流等先进输电技术是适合国情的战略性选择,完全可以适应更长时期内我国电网发展需要。同时,这种技术在国际上也有较好的应用前景。
加快发展特高压输电促进电力工业可持续发展
经济日报产经新闻部副主任李予阳
“事实证明,过度分散的电力规划、建设和调度运行体制不利于大电网安全稳定运行,必须坚持电网‘统一规划、统一建设、统一管理、统一调度’,坚持输配一体化、电网调度一体化,这正是我国多年来保持电网安全稳定运行的宝贵经验。”
事实证明,过度分散的电力规划、建设和调度运行体制不利于大电网安全稳定运行,必须坚持电网“统一规划、统一建设、统一管理、统一调度”。而坚持输配一体化、电网调度一体化,正是我国多年来保持电网安全稳定运行的宝贵经验。
从经济角度来看,电网在能源综合运输体系中的作用日益得到提升。由于长距离输送,煤电运紧张局面反复出现,“输电”还是“输煤”经过近几年较为充分的争论和比较,业界已有了基本一致的看法。输电和输煤都是能源远距离输送的方式,要因地制宜、相辅相成。西部地区煤炭就地发电,特高压输送到东中部消费端,电价可以低于当地的平均上网电价。特高压可以促进大煤电、大水电、大核电和大型可再生能源基地的集约化开发,实现更大范围的能源和电力资源优化配置,推动能源供应清洁化、低碳化。
从安全性来看,近年来,我国电压等级逐步提高,联网规模不断扩大,但电网事故率却快速下降。1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程和±800千伏向家坝—上海特高压直流示范工程等经历了迎峰度夏、年度检修、冬季大负荷运行等一系列考验,系统运行稳定,设备状态正常,特高压输变电工程的技术可行性、设备可靠性、系统安全性和环境友好性得到进一步验证。
从技术可行性来看,作为电力行业科技创新和工程应用的前沿学科领域,特高压工程建设激发了我国电力科技创新活力,确立了我国在特高压输电技术研究、装备制造、工程设计、建设和运行领域的国际领先地位。我国先后建成了特高压直流、交流、杆塔、高海拔试验基地和国家电网仿真中心,形成了世界上功能最完整、试验能力最强、技术水平最高的特高压研究试验体系。特高压输电技术提高了我国输变电制造业的技术水平,特高压设备的成功研发制造,也促使国内电工制造企业实现跨越式发展,显著提升了我国输变电制造业的技术创新能力和国际竞争力。
为应对气候变化,我国能源战略以节能减排、开发利用清洁能源为核心。特高压工程建设,对于优化电源布局,积极开发清洁能源,促进电力发展方式的转变,以电力工业的可持续发展支撑经济社会的可持续发展具有重要意义。
国内外专家看中国特高压
中国挑战美国创新领导地位并快速发展的一项重要领域,就是最高电压、最高输送容量的特高压交流输电。——美国能源部长朱棣文