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新能源背景下发展特高压电网的思考

2018-11-29王正阳

科技与创新 2018年9期
关键词:特高压风电发电

王正阳

(国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司,江苏 连云港 222000)

1 新时期电力新能源利用的必要性

电力资源在社会生产和人民生活中发挥的巨大作用是毋庸置疑的。从电力的主要来源看,我国当前的电力主要来源于煤炭、石油和天然气。然而我们都知道,不管是煤炭,还是石油、天然气,都属于不可再生能源的范畴,随着人类使用量的增多,这类能源的储存量只会变得越来越少。相关统计显示,如果按照当前对能源的使用量来计算,煤炭的产量岌岌可危,只能再供给20年,而石油只够开采30年,储量相对丰富的天然气也只够开采60年。基于能源枯竭这种严峻的现实状况,实现能源的可持续发展变得尤为重要,这就要求人类要更多地关注那些可再生能源。从另外的角度来讲,不可再生能源煤炭的大量使用带来了严重的环境污染问题,特别是东中部地区频繁出现罕见雾霾,范围广、强度大、时间长,给人民群众的生产生活、身心健康造成严重危害,引起社会高度关注,大气污染已经到了非治不可、刻不容缓的地步。从环保的角度来讲,可再生能源的清洁性应该被予以更多的重视,因此,新时期电力能源采用新能源是一个不可逆的趋势。

2 新能源的分布和消纳输出问题

新能源一般分为水能发电、风力风电、太阳能光伏发电、清洁煤的使用。我国76%的煤炭资源分布在北部和西北部,80%的水能资源分布在西南部,绝大部分陆地风能、太阳能资源分布在西北部,而70%以上的能源需求却集中在中东部。能源基地与负荷中心的距离为1 000~3 000 km。在负荷中心区大规模展开电源建设显然会受到种种制约,比如运输问题、环境容量问题等。如果要建设火电,还可以靠煤炭运输,但费用较高,水电、风电由于不可能把水和风像煤那样运输,因此就更是无法实现。一边是无法大规模建设的电源点,一边又守着水能、风能等宝贵的清洁能源望洋兴叹,可见,在负荷中心大规模开展电源建设是不可行的。

新能源发电还存在一定的电力消纳问题,这源于新能源的分散性。以风力发电为例,我国的西北地区是风能资源最为丰富的地区,然而该地区的经济较为落后,风能发电的发电量不可能被这些地区全部消纳掉,剩余的电量只有借助于西电东送,把西北过剩的发电量输送到东部地区进行消纳。前一段时间,内蒙古风电“晒太阳”送不出的问题广受关注。事实上,我国风电主要集中在“三北”地区,当地消纳空间非常有限。风电的进一步发展,客观上需要扩大风电消纳范围,大风电必须融入大电网,坚强的大电网能够显著提高风电消纳能力。由此可见,未来我国电网的发展趋势一定是大电网与分布式小规模电网协调发展。

3 新能源电力输出

利用新能源发电会遇到一个大的问题,那便是输出问题。我们知道,我国目前绝大多数高压电网指的是110 kV和220 kV电网,超高压电网指的是330 kV、500 kV和750 kV电网,特高压电网指的是以1 000 kV输电网为骨干网架的电网。超高压输电网、高压输电网以及特高压直流输电、高压直流输电和配电网构成了分层、分区、结构清晰的现代化大电网。特高压电网具有长距离、大容量、低损耗输送电力的特点,据测算,1 000 kV交流特高压输电线路的输电能力超过5.0×106kW,±800 kV直流特高压的输电能力达到7.0×106kW。从资源优化配置来看,随着我国能源战略西移,大型能源基地与能源消费中心的距离越来越远,能源输送的规模也将越来越大。在传统的铁路、公路、航运、管道等运输方式的基础上,提高电网运输能力,也是缓解运输压力的一种选择。以已经投运的1 000 kV特高压示范工程为例,目前每天可以送电2.0×106kW,改造后可以达到5.0×106kW,这相当于每天从山西往湖北输送原煤2.5万~6万吨。湖北媒体说,这相当于给湖北“送”来了一个葛洲坝电站。

从经济效益看,目前西部、北部地区的电煤价格为200元/吨标准煤。将煤炭从当地装车,经过公路、铁路运输到秦皇岛港,再通过海运、公路运输到华东地区,电煤价格则增至1 000多元/吨标准煤。折算后每千瓦时电仅燃料成本就达到0.3元左右。而在煤炭产区建坑口电站,燃料成本仅0.09元/kW·h。坑口电站的电力通过特高压输送到中东部负荷中心,除去输电环节的费用后,到网电价仍低于当地煤电平均上网电价0.06~0.13元/kW·h。特高压更是清洁能源大发展的必要支撑,只有特高压才能够解决清洁能源发电大范围消纳的问题。特高压电网将成为我国大容量、远距离的能源输送通道。

4 结束语

综上,在使用新能源和特高压时,能源的巨大消耗是摆在世界各国面前共同的问题,我国作为一个能源十分短缺的国家,更应该注意新能源发电技术的利用。随着特高压技术的研发、建设并投入运行,我国的电力输送技术水平将迎头赶上。特高压战略让人振奋,在运行之后,拓展了我国能源战略的大格局,并能普惠千家万户,到2020年前后,国家电网特高压骨干网架将基本形成,国家电网跨区输送电容量将超过2亿千瓦,占全国总装机容量的20%以上。

目前,落实“一带一路”,构建以特高压电网为骨干网架的全球能源互联网成为电网建设的关键,打造具备“泛在、柔性、智能、互动、安全”特性的基础支撑平台,支撑“网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动”的能源互联网建设和运营成为电网建设的目标。通过努力,我国一定能够走出一条更为环保而可持续的新能源电网道路。

参考文献:

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