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| 我國能源轉型亟待規劃新一代智能電網(wǎng) |
| （時(shí)間:2020-8-27 9:58:06） |
清潔低碳是能源轉型的首要特征�！笆奈濉逼陂g，國家將嚴格控制煤電，全面推進(jìn)清潔替代和電能替代，未來(lái)，電力所占的市場(chǎng)份額將會(huì )越來(lái)越大。
到2050年，我國能源行業(yè)將達到“兩個(gè)50%”目標：電能在終端能源消費中的比重超過(guò)50%；非化石能源占一次能源的比重超過(guò)50%，這也對電網(wǎng)提出了更高的要求。
急需發(fā)展特高壓輸電技術(shù)
電網(wǎng)主要由聯(lián)結成網(wǎng)的送電線(xiàn)路、變電站、配電所和配電線(xiàn)路組成。通常把由輸電、變電、配電及相應的輔助系統組成的聯(lián)系發(fā)電與用電的統一整體稱(chēng)為電網(wǎng)。
我國正處于工業(yè)化、城鎮化和能源結構轉型的關(guān)鍵時(shí)期，電力需求長(cháng)期保持較快增長(cháng)。從2006年到2016年，全社會(huì )用電量已翻了一番，預計到2030年還將再翻一番，達到11萬(wàn)億千瓦時(shí)，屆時(shí)我國的人均用電量也僅為經(jīng)合組織國家2006年的平均水平。
當前，我國能源資源供需分布極不均衡。80%以上的可用能源資源包括清潔能源分布在西部、北部，70%以上的電力消費集中在東部、中部，供需相距800~3000公里，加之環(huán)境保護和土地資源“硬約束”，迫切需要發(fā)展大容量、遠距離、高效率的特高壓輸電技術(shù)。
特高壓交流輸電是指1000千伏及以上電壓的交流輸電技術(shù)，既可用于大容量遠距離輸電，也可用于構建電網(wǎng)骨干網(wǎng)架。特高壓直流輸電是指±800KV及以上電壓的直流輸電技術(shù)，可用于大容量遠距離點(diǎn)對點(diǎn)輸電，依托堅強交流電網(wǎng)實(shí)現電能轉換。
以金沙江下游4000萬(wàn)千瓦水電送華東為例，采用交流輸電方案在技術(shù)上和經(jīng)濟上均不可行，采用常規±500KV、300萬(wàn)千瓦直流輸電方案占地大、損耗高、極不經(jīng)濟，建設13回自西向東橫跨2000公里的線(xiàn)路實(shí)際不可行，因此必須發(fā)展特高壓直流輸電技術(shù)。
電網(wǎng)發(fā)展面臨挑戰
當前，用電負荷尖峰化特點(diǎn)日益突出。預計“十四五”期間，全國電力負荷峰谷差率將逐年提升，“電力缺口大，電量缺口小”特點(diǎn)突出。若按最大負荷安排網(wǎng)架將造成產(chǎn)能過(guò)剩、投資浪費等問(wèn)題。
其次，電網(wǎng)運行控制特征日益復雜�！笆奈濉逼陂g，華東、華中電網(wǎng)都將成為典型的多直流饋入電網(wǎng)，受端地區電網(wǎng)受入直流落點(diǎn)密集，交直流耦合日趨緊密；另一方面，新能源裝機占比提升，其調峰、調頻、調壓特性與常規機組存在差距。電網(wǎng)發(fā)展需有針對性地加強交流系統承載能力，提高系統調節控制能力。
另外，電網(wǎng)還面臨實(shí)時(shí)平衡問(wèn)題。新能源發(fā)電具有隨機性、波動(dòng)性和間歇性，新能源高比例接入電力系統后，增加了系統調節的負擔，常規電源不僅要跟隨負荷變化，還要平衡新能源的出力波動(dòng)。
隨著(zhù)配電側能源供給日趨多元化，以分布式光伏、微型燃氣輪機為代表的分布式發(fā)電技術(shù)，以蓄電池、超級電容為代表的儲能技術(shù)，以冷熱電聯(lián)產(chǎn)、余熱發(fā)電為代表的綜合能源技術(shù)與配電網(wǎng)高度融合，這就要求實(shí)現多種能源綜合效率的提升，提高配電網(wǎng)承載能力。
配電側用電負荷復雜化、互動(dòng)化，包括以電動(dòng)汽車(chē)充電樁、換電站為代表的互動(dòng)式負荷，以智能樓宇、智能家居為代表的柔性負荷，都需要電網(wǎng)實(shí)現可觀(guān)、可測、可控，滿(mǎn)足多元化負荷靈活接入，實(shí)時(shí)監測和柔性控制。
配電網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平也亟待提升。隨著(zhù)能源交易的市場(chǎng)化水平提升，以電力市場(chǎng)為核心的能源市場(chǎng)逐步放開(kāi)，供給側與消費側市場(chǎng)主體廣泛參與、充分競爭，分時(shí)電價(jià)、峰谷電價(jià)、多方互動(dòng)、綜合能源交易等市場(chǎng)機制不斷豐富，對配電網(wǎng)的服務(wù)水平提出了更高的要求。因此，也需要進(jìn)行電力體制改革，放開(kāi)增量配電市場(chǎng)。
構建新一代智能電網(wǎng)
國家提出的“兩個(gè)50%”目標，意味著(zhù)一半以上的能源生產(chǎn)和消費都將依靠電力系統來(lái)完成，未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展需要不斷提升能源資源配置能力，具備強大的靈活調節能力，打造各電壓等級協(xié)調發(fā)展的堅強智能電網(wǎng)。
首先，新一代電網(wǎng)廣泛互聯(lián)，需要搭建資源大范圍優(yōu)化配置平臺。目前，我國能源開(kāi)發(fā)與消費的基本情況是，70%水能資源在西南；80%陸地風(fēng)能集中在“三北”；60%太陽(yáng)能集中在西部和北部；70%以上的能源需求在東中部。通過(guò)廣泛互聯(lián)的新一代電網(wǎng)，可以實(shí)現全網(wǎng)發(fā)供用多能互補、時(shí)空互濟、友好包容。
其次，新一代電網(wǎng)應以智慧化、互動(dòng)化為特征，與電力市場(chǎng)緊密融合。通過(guò)大數據技術(shù)分析處理電力系統海量在線(xiàn)數據；通過(guò)云計算技術(shù)快速準確實(shí)時(shí)仿真，在線(xiàn)決策；通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高發(fā)、輸、配、用和電力市場(chǎng)全環(huán)節智能感知能力和實(shí)時(shí)監測水平；通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加強信息通信支撐能力。
新一代電網(wǎng)還將積極采用創(chuàng )新技術(shù)，如抽水蓄能、虛擬同步機、柔性直流輸電、柔性交流輸電等，提高新能源運行的靈活性和適應性。另外，新一代電網(wǎng)具有高度穩定性和可靠性，電網(wǎng)安全可控、能控。
總之，實(shí)現能源轉型，核心是新能源大規模開(kāi)發(fā)利用，根本途徑是能源生產(chǎn)消費再電氣化，基礎則是具有“廣泛互聯(lián)、智能互動(dòng)、靈活柔性、安全可控”特征的新一代電網(wǎng)。（■李文毅 作者系國家電網(wǎng)公司原副總工程師，本報記者李惠鈺根據其在“首屆中國電力新基建及能源互聯(lián)網(wǎng)論壇”上的報告整理）
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