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特高压接纳清洁能源的“高速路”

导读: 如何消纳风电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。

  近日,国家能源局提出,“十二五”将积极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,如何消纳风电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%。尽管内蒙古自治区承诺接纳内蒙古风能发电,但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。

  我国的风机在装机容量连续5年翻番,匆忙之间,风机制造商还来不及改善风机的性能,调峰的难题都留给了电网。如不解决风电机组发电出力有效消纳等问题,风电开发利用效率和经济性将显著降低。我国风电大规模发展和并网存在风电出力的反调节特性和有效预测困难,风电出力的随机性和间歇性会影响电网安全稳定运行,以及缺乏统一规划、技术标准和相关配套政策不完善,电能质量难以满足用户需求等亟待突破的瓶颈。

  以风电为例,如果仅考虑在本省内的风电消纳能力,2020年全国可开发的风电规模为5000万千瓦左右;通过特高压跨区联网和加大调峰电源建设,可以扩大清洁能源的消纳能力,全国风电开发规模可增加5000万千瓦到1亿千瓦。研究表明,通过跨区联网扩大清洁能源的消纳市场,充分利用西部丰富的水电、风电等清洁能源,到2020年,每年可减少消耗4.7亿吨标准煤,可减排二氧化碳13.8亿吨,全国环境损失减少44.8亿元/年。

  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。

  电网的坚强程度、智能程度和系统调峰能力,在很大程度上决定了风电等间歇式能源的开发规模和利用水平。在规划建设大型水电、风电基地的同时,同步规划设计并网方案和跨省跨区输电通道,提高风电设备技术创新,实现风电场的功率可预测性和可控性,加快抽水蓄能、燃气电站等调峰电源的建设步伐,加强跨省跨区输电网络的建设,加快建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网

  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”。

  (徐政浙江大学电气工程学院教授)

  来源:亮报

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