智能電網(wǎng):打通風(fēng)電發(fā)展瓶頸

文 Article_楊藝華

當(dāng)前，大力發(fā)展清潔能源，加快能源布局優(yōu)化和結(jié)構(gòu)調(diào)整迫在眉睫。然而，有一個(gè)瓶頸不容忽視，那就是電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀與風(fēng)電等清潔能源大規(guī)模發(fā)展的形勢(shì)不相適應(yīng)，主網(wǎng)架不強(qiáng)，跨地區(qū)輸送存在制約。

對(duì)此，國(guó)家電網(wǎng)公司給出答案:建設(shè)特高壓智能電網(wǎng)是接納清潔能源的唯一途徑。日前，國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布《綠色發(fā)展白皮書》，將積極提升消納清潔能源能力，預(yù)計(jì)到2020年，可消納清潔能源4.9億～5.7億千瓦，占電力裝機(jī)總比重的32%～33%。

這是中央企業(yè)對(duì)中國(guó)政府承諾“2020年，單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%”的一個(gè)有力回應(yīng)。國(guó)家電網(wǎng)有關(guān)人士表示:“國(guó)家電網(wǎng)公司以加快建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，打造能源配置綠色平臺(tái)作為推進(jìn)綠色發(fā)展的著力點(diǎn)，聚合電力產(chǎn)業(yè)和全社會(huì)的綠色發(fā)展?jié)摿?，預(yù)計(jì)未來(lái)10年可實(shí)現(xiàn)二氧化碳累計(jì)減排105億噸?！?/p>

風(fēng)電：遭遇“車多路少”

酒泉市的瓜洲、玉門荒漠地區(qū)及肅北馬鬃山地區(qū)素有“世界風(fēng)庫(kù)”之稱，然而，由于酒泉風(fēng)電基地遠(yuǎn)離電網(wǎng)和負(fù)荷中心，消納和送出成為制約可再生能源大規(guī)模開發(fā)的一大“瓶頸”。同樣，在擁有最優(yōu)質(zhì)和相對(duì)穩(wěn)定風(fēng)源的內(nèi)蒙古，風(fēng)電廠發(fā)了電也無(wú)法進(jìn)入終端用戶，大部分風(fēng)機(jī)在夜間低谷期棄風(fēng)停運(yùn)，遭遇“車多路少”的尷尬。

內(nèi)蒙古發(fā)改委能源處處長(zhǎng)趙鋼深有體會(huì)：“當(dāng)前內(nèi)蒙古風(fēng)電發(fā)展的瓶頸是并網(wǎng)問(wèn)題，這已嚴(yán)重制約了風(fēng)電發(fā)展?！?/p>

國(guó)家電監(jiān)會(huì)《我國(guó)風(fēng)電發(fā)展情況調(diào)研報(bào)告》顯示，目前全國(guó)風(fēng)電場(chǎng)普遍經(jīng)營(yíng)困難，甚至虧損，還有近1/3的風(fēng)電機(jī)組處于閑置狀態(tài)。

近年來(lái)，我國(guó)風(fēng)電發(fā)展速度大大超出原來(lái)的規(guī)劃預(yù)期，最近4年我國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)容量增速連續(xù)達(dá)到100%。

對(duì)此，國(guó)家電網(wǎng)能源研究院副院長(zhǎng)胡兆光表示，盡管內(nèi)蒙古自治區(qū)和國(guó)家電網(wǎng)公司都已承諾接納內(nèi)蒙古風(fēng)能發(fā)電，但是目前風(fēng)能發(fā)電突飛猛進(jìn)，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電網(wǎng)承諾的容量。

“在當(dāng)前的電網(wǎng)狀況下，一旦風(fēng)電場(chǎng)同時(shí)發(fā)電，當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)將立即癱瘓?！焙坠饨忉?，中國(guó)風(fēng)能資源豐富的地區(qū)主要分布在“三北”地區(qū)，而這些地方又是電網(wǎng)最弱的地區(qū)，因此中國(guó)風(fēng)力發(fā)電將面臨電網(wǎng)不堪重負(fù)的問(wèn)題。

清潔能源如何“送得走”

“我國(guó)的資源稟賦、國(guó)情、技術(shù)特性和經(jīng)濟(jì)性決定了建設(shè)以特高壓為骨干網(wǎng)架的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，是實(shí)現(xiàn)清潔能源大規(guī)模開發(fā)、遠(yuǎn)距離輸送和大范圍消納的唯一方式。”國(guó)家電網(wǎng)公司在《綠色發(fā)展白皮書》中明確闡述。

我國(guó)80%的水能資源分布在西南地區(qū)，76%的煤炭資源保有儲(chǔ)量分布在山西、內(nèi)蒙古、陜西、新疆等西部和北部地區(qū)，95%以上的風(fēng)能資源集中在“三北”地區(qū)和東部沿海，而2/3以上的能源需求集中在東中部地區(qū)。

清潔能源“發(fā)得出”更要“送得走”。按照“建設(shè)大基地、融入大電網(wǎng)”的規(guī)劃布局，我國(guó)規(guī)劃在內(nèi)蒙古、甘肅、河北、吉林、新疆、江蘇等省區(qū)建設(shè)7個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地。國(guó)家電網(wǎng)公司副總經(jīng)理舒印彪指出，這些風(fēng)電基地所在地區(qū)大多負(fù)荷較低，電網(wǎng)規(guī)模小，無(wú)法就地消納，需要依托更高電壓等級(jí)、大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送。

以風(fēng)電為例，如果僅考慮在本省內(nèi)的風(fēng)電消納能力，2020年全國(guó)可開發(fā)的風(fēng)電規(guī)模為5000萬(wàn)千瓦左右；通過(guò)特高壓跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)和加大調(diào)峰電源建設(shè)，可以擴(kuò)大清潔能源的消納能力，2020年全國(guó)風(fēng)電開發(fā)規(guī)模可增加5000萬(wàn)千瓦～1億千瓦。

研究表明，通過(guò)跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)大清潔能源的消納市場(chǎng)，充分利用西部豐富的水電、風(fēng)電等清潔能源，到2020年，每年可減少煤炭消耗4.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可減排二氧化碳13.8億噸，全國(guó)環(huán)境損失每年減少44.8億元。

業(yè)內(nèi)專家表示，建設(shè)特高壓電網(wǎng)，加強(qiáng)區(qū)域互聯(lián)，擴(kuò)大消納范圍，是促進(jìn)清潔能源規(guī)模化發(fā)展的重要途徑。

特高壓成就“電力高速路”

“去冬今春，華中地區(qū)供電緊張，通過(guò)特高壓試驗(yàn)示范工程緊急支援的功率達(dá)248萬(wàn)千瓦，日均電量5000萬(wàn)千瓦時(shí)，已成為我國(guó)南北方向一條重要能源輸送通道和南北水火互濟(jì)運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)跨省跨區(qū)資源優(yōu)化配置的工程典范?！睋?jù)華中電網(wǎng)公司有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，晉東南—南陽(yáng)—荊門1000千伏特高壓交流試驗(yàn)示范工程，2009年正式投運(yùn)以來(lái)的一年間，已累計(jì)輸送電量91億千瓦時(shí)。

此外，于2009年年底全線成功帶電的向家壩—上?！?00千伏特高壓直流輸電示范工程投運(yùn)后，可將西北清潔能源源源不斷輸往華東，為上海世博會(huì)的可靠穩(wěn)定供電提供強(qiáng)有力的綠色動(dòng)力。

越來(lái)越多的業(yè)內(nèi)人士已達(dá)成共識(shí)，通過(guò)特高壓堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架的建設(shè)，在全國(guó)范圍內(nèi)對(duì)包括煤電、清潔能源等在內(nèi)的各種資源形式進(jìn)行配置，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)各類大型能源基地開發(fā)和電力高效送出提供了物理平臺(tái)，將顯著提升我國(guó)能源綜合利用效率。

研究表明，2020年跨區(qū)輸電方式與省網(wǎng)范圍內(nèi)消納方式相比，可提升電網(wǎng)消納風(fēng)電規(guī)模近一倍。然而，據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)《綠色發(fā)展白皮書》分析，我國(guó)風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展和并網(wǎng)存在風(fēng)電出力的反調(diào)節(jié)特性和有效預(yù)測(cè)困難，風(fēng)電出力的隨機(jī)性和間歇性會(huì)影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，以及缺乏統(tǒng)一規(guī)劃、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)配套政策不完善，電能質(zhì)量難以滿足用戶需求等亟待突破的瓶頸。

“電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)程度、智能程度和系統(tǒng)調(diào)峰能力，在很大程度上決定了風(fēng)電等間歇式能源的開發(fā)規(guī)模和利用水平?！眹?guó)網(wǎng)能源研究院張運(yùn)洲院長(zhǎng)提出了解決之道，在規(guī)劃建設(shè)大型水電、風(fēng)電基地的同時(shí)，同步規(guī)劃設(shè)計(jì)并網(wǎng)方案和跨省跨區(qū)輸電通道，提高風(fēng)電設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)的功率可預(yù)測(cè)性和可控性，加快抽水蓄能、燃?xì)怆娬镜日{(diào)峰電源的建設(shè)步伐，加強(qiáng)跨省跨區(qū)輸電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，加快建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。

根據(jù)規(guī)劃，2020年，國(guó)家電網(wǎng)特高壓及跨區(qū)、跨國(guó)電網(wǎng)輸送容量將達(dá)到3.73億千瓦以上，其中通過(guò)特高壓傳輸?shù)娜萘繛?.5億千瓦以上，這必將為清潔能源的大規(guī)模開發(fā)利用提供堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)支撐，為清潔能源規(guī)模集約送出打造便捷高效的“電力高速路”。

（原載《國(guó)企》2010年第5期）