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人民日报:特高压电网,清洁能源大动脉
来源: 人民日报 发布时间: 2013-03-14

  能源是支撑国民经济与社会发展的重要物质基础,常规化石能源的有限供应能力和日益严重的生态环境危机是世界各国面临的共同挑战,大力发展清洁能源已成为各国的共识和战略性选择。由于我国能源资源中心与负荷中心分布不均衡,影响对清洁能源进行高效开发利用,这是制约我国清洁能源发展的主要瓶颈。而发展特高压电网,可以充分发挥大电网跨区优化配置资源的能力,为清洁能源的发展提供坚实基础。


  发展清洁能源是国家的能源战略选择


  当前,我国能源需求保持刚性增长,而常规化石能源可持续供应能力已出现不足,较难满足未来的潜在能源需求。大力发展清洁能源,是国家能源战略的必然选择。


  清洁能源大多转化为电力加以利用,主要包括水电、核电、风电和太阳能发电等。2012年我国共消纳清洁能源电量10662亿千瓦时,占全部上网电量的21.4%,其中水电、核电、风电和太阳能发电量分别达到8641亿、982亿、1004亿和35亿千瓦时。截至2012年底,我国清洁能源装机超过3亿千瓦,占总装机比例达到28%。


  我国《能源发展“十二五”规划》明确提出了未来我国清洁能源的发展目标,规划到2015年实现水电装机规模达到2.9亿千瓦,核电装机4000万千瓦,风电装机1亿千瓦和太阳能发电装机2100万千瓦。


  建设特高压外送通道是促进西部和北部可再生能源基地开发及外送的需要


  我国清洁能源资源蕴含丰富的地区主要集中在西部、北部,而能源消费需求主要集中在经济较为发达的中东部地区,西部的清洁能源发电需要大量送到中东部负荷中心地区。距离一般都超过1000公里,超出了500千伏线路的经济输送距离。而特高压输电能实现各种清洁能源的大规模、远距离输送。


  从世界各国的清洁能源发展模式选择来看,加强集中开发与输送风电等非水可再生能源正逐渐成为主流趋势,并积极规划研究输电通道扩展,以满足未来高比例风电、太阳能发电等并网和消纳的需要。


  (一)水电


  资源分布:我国水能资源丰富,技术可开发量5.42亿千瓦,位居世界第一。但水能资源分布不均衡,80%以上分布在四川、云南、西藏等经济相对落后的西南地区,东部地区仅占4.6%。


  外送规模:西南地区负荷水平低,水电大规模开发后需要外送。预计到2020年西南水电外送规模将达到7600万千瓦,占全国水电总装机的22%,外送电量将达到3000亿千瓦时,占全国水电总发电量的25%。西南水电基地距离东中部负荷中心1000—3000公里,通过建设特高压交直流输电通道,可以将电能大规模输送到东中部负荷中心地区。金沙江下游和雅砻江下游的大型水电站距离本省负荷中心较远,可以通过特高压直流外送。对于四川境内的其他水电外送电源,则可交流汇集后外送。


  (二)风电


  资源分布:从我国风能资源分布看,蒙东、蒙西、新疆哈密、甘肃酒泉、河北坝上、吉林、山东沿海和江苏近海等大型风电基地风能资源丰富,50米高度3级以上风能资源的潜在开发量约19.1亿千瓦,占全国潜在开发量的80%左右。


  外送规模:预计2020年“三北”地区风电开发规模占全国的85%左右。按照“先省内、后区域、再全国”的风电消纳思路,东北地区的黑龙江、吉林、蒙东风电在区域电网内扩大消纳市场的空间不大,风电的大规模开发需要靠跨区外送;西北地区,由于西北电网消纳酒泉风电的能力已经不足,甘肃、宁夏、新疆风电在区内消纳后,剩余部分需要通过特高压直流直接跨区外送;华北地区,蒙西风电除了在区内电网及京津唐电网消纳外,还需要外送到东中部负荷中心消纳。初步分析,2020年全国风电跨区外送规模将达到1亿千瓦左右。


  (三)太阳能发电


  资源分布:从我国太阳年辐射总量的分布来看,西北的青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等沙漠、戈壁滩地区全年日照时数较长,是我国太阳能资源最丰富的地区,适宜规模化集中开发。


  外送需求:太阳能发电基地主要集中在西部偏远地区,也面临规模化发展的外送消纳问题。同时,太阳能发电需要电网提供额外的调峰容量,但西北等地区调峰能力不足。发展特高压跨区电网,有利于促进远离负荷中心的太阳能发电的规模化、集约化开发利用,实现风光水火统筹协调开发。


  因此,通过建设特高压电网,构建能源流动高速通道,可以为清洁能源的规模化发展奠定坚实基础,在全国范围内进行资源优化配置。在此基础上,再通过加快受端地区抽水蓄能、燃气电站等调峰电源的建设,解决高比例清洁能源接入带来的电网安全稳定运行难题。


  清洁能源高效消纳利用需要发挥特高压同步电网平台作用


  随着西部和北部清洁能源外送规模的增大,未来我国华北、华中、华东等电力系统运行复杂程度进一步提高,对受端电网的资源配置能力和协同运行平台功能提出了更高要求,要求受端电网覆盖面积更大、网架更加坚强、动态平衡能力和安全稳定水平进一步提升。特高压同步电网通过在受端形成坚强特高压网架支撑,满足全国水电、核电、风电与太阳能发电等清洁电源的规模化开发与高效利用的需求。


  (一)水电


  特高压电网扩大水电基地的受端市场。随着西南地区水电的进一步开发,需要在受端地区构建坚强特高压电网网架,通过跨区域调节,实现西南水电在东中部地区的高效消纳。同时加强西南水电基地与西北地区联网通道的建设,在不同季节、不同时段进行大规模电力“吞吐”,实现更大范围内的水火互济和丰枯调节。


  (二)核电


  特高压电网促进核电的集中接入、高效配置与安全运行。我国核电的优先发展地区是东部沿海省区,2020年华东地区核电装机容量将达到3000万千瓦左右。若仍依赖于传统的超高压电网,将大大增加走廊选择难度,技术经济性也不甚合理,也会加重系统短路电流超标问题的解决难度;同时,随着华东沿海地区受入直流规模的不断增加,如果只依靠或加强现有的超高压电网,发生严重故障时华东存在电压失稳问题,无法保证核电机组的稳定运行。在华北、华东、华中等受端地区建设特高压同步电网,可以降低直流集中馈入华东电网所引发的安全风险。此外,通过特高压同步电网,借助其他区域电网的富余调节能力,保证沿海核电能稳定在额定工况下运行。


  (三)风电


  发展特高压同步电网,构建风电高效消纳平台。在我国东中部地区,除了要高效消纳区域内规划建设的蒙西、河北、山东、江苏等基地的风电外,还要大规模接纳东北、西北风电基地送入的风电。因此,在东中部受端地区构建特高压同步电网,可打造更大的资源优化配置平台,解决我国风电大规模开发消纳能力不足的难题。由于华北、华东、华中等受端地区存在一定的季节差和时差,系统负荷的最大、最小值出现的月份和时段不同。建设统一规划运行的特高压同步电网,具有显著的错峰、降低峰谷差等效益;还可以利用各区域电网中各类电源在各个季节调峰能力的互补,提高系统的风电消纳能力。研究表明,通过构建华北—华中—华东特高压同步电网,其风电接纳能力比三个区域电网单独接纳能力的总和提高约4000万千瓦。


  结语


  总体来看,特高压电网在促进我国清洁能源发展中作用巨大。测算表明,2020年我国跨区电网可输送和配置非化石能源发电量约7000亿千瓦时,折合标煤2.2亿吨,对2020年15%非化石能源目标的贡献度达30%左右。


  面对我国清洁能源资源中心及国民经济发展中心逆向分布的现实情况,实现高效开发与利用成为发展清洁能源的根本要求。发展特高压电网,能推动国家能源战略的顺利实施,是利国利民的重大举措。


  (本文章摘自3月14日《人民日报》)

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