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舒印彪:特高壓解決“新能源并網(wǎng)難”?

   2012-10-31 科學(xué)報20820
核心提示:輿論推卸給電網(wǎng)的新能源并網(wǎng)難,實(shí)際上是綜合性問題電網(wǎng)對于新能源發(fā)展的重要性,人所共知。在10月26日,國家電網(wǎng)公司承諾對分布式光伏
     輿論推卸給電網(wǎng)的新能源“并網(wǎng)難”,實(shí)際上是綜合性問題

    電網(wǎng)對于新能源發(fā)展的重要性,人所共知。

    在10月26日,國家電網(wǎng)公司承諾對分布式光伏發(fā)電“余電上網(wǎng)、全額收購”的新聞發(fā)布會上,國家能源局新能源和可再生能源司副司長史立山把電網(wǎng)稱為能源轉(zhuǎn)型中的“中流砥柱”;國家電監(jiān)會輸電監(jiān)管部主任幺虹也表示,電網(wǎng)是推動新能源發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

    但幺虹同時指出,近幾年,可再生能源的發(fā)展,很多問題都推卸給了電網(wǎng),比如輿論一直熱議的新能源“并網(wǎng)難”,“實(shí)際上是一個綜合性問題”。他尤其強(qiáng)調(diào)項目核準(zhǔn)方面“不同步”的現(xiàn)象,即“先核風(fēng)(光)、后核網(wǎng)”——風(fēng)(光)發(fā)電項目前期工作流程簡單,核準(zhǔn)周期短;而電網(wǎng)工程核準(zhǔn)程序復(fù)雜、周期長。這給新能源配套送出工程建設(shè)帶來極大困難。所以幺虹呼吁,發(fā)電、電網(wǎng)項目應(yīng)該同步核準(zhǔn)。

    而事實(shí)上,近幾年風(fēng)電發(fā)展中,還存在著前期規(guī)模大于地方規(guī)劃、地方規(guī)劃大于國家規(guī)劃等現(xiàn)象,無形中放大了“不同步”的弊端。

    大規(guī)模接受新能源,國家電網(wǎng)有能力比國外做得更好

    所謂“新能源并網(wǎng)難”,其實(shí)包括大電網(wǎng)接入、送出和消納三個環(huán)節(jié)。在技術(shù)層面,接入、送出的“世界性難題”是客觀存在的,這源于風(fēng)電、光伏等新能源固有的隨機(jī)性、波動性和間歇性特點(diǎn),導(dǎo)致其大規(guī)模并網(wǎng)對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊。但我國能用短短五六年走過歐美15年的風(fēng)電發(fā)展歷程,風(fēng)電從幾乎“零起步”發(fā)展到現(xiàn)在的世界第一并網(wǎng)風(fēng)電大國;光伏發(fā)電起步更晚,但也開始呈現(xiàn)井噴式發(fā)展勢頭,2011年全國光伏發(fā)電裝機(jī)同比增長700%,目前國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)域并網(wǎng)光伏發(fā)電已達(dá)271萬千瓦,已同意并網(wǎng)、正在建設(shè)的光伏項目達(dá)126萬千瓦,預(yù)計2015年我國將成為世界第一光伏發(fā)電大國。這跟我國在新能源可觀、可測、可控、可調(diào)技術(shù)領(lǐng)域取得系統(tǒng)性突破是密不可分的。

    在上述新聞發(fā)布會上,國家電網(wǎng)公司副總經(jīng)理舒印彪就“我國電網(wǎng)大規(guī)模接受新能源是什么水平”透露,國網(wǎng)公司不僅幾年前就感知到了這場新能源革命的到來,而且在智能電網(wǎng)建設(shè)的許多領(lǐng)域都達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。“可以說,中國的國家電網(wǎng)在大規(guī)模接受新能源方面完全能夠比國外的電網(wǎng)做得更好,我們不光有這種信心,也具備這種技術(shù)能力”。

    “并網(wǎng)難”實(shí)為消納難

    數(shù)據(jù)顯示,2011年國網(wǎng)經(jīng)營區(qū)域風(fēng)電發(fā)電量達(dá)706億千瓦時,較國內(nèi)風(fēng)電起步時的2006年增長了28.2倍,年均增長96%。這5年間,風(fēng)電年平均利用小時數(shù)達(dá)1992小時,2010年達(dá)2095小時,與歐美大體相當(dāng)。分省看,部分地區(qū)風(fēng)電運(yùn)行指標(biāo)達(dá)到或超過歐美:蒙東、蒙西、甘肅風(fēng)電占當(dāng)?shù)乜傃b機(jī)比重分別達(dá)31%、21%、20%,風(fēng)電日發(fā)電量占全社會用電量比例最大分別達(dá)72%、28%、26%。上述指標(biāo)都達(dá)到或超過西班牙、德國和丹麥的水平。

    光伏方面,今年1—9月國網(wǎng)收購光伏發(fā)電量25.2億千瓦時,同比增加5.4倍,收購電量增速高于并網(wǎng)容量增速??梢姡瑹o論是電網(wǎng)接受新能源的技術(shù)能力,還是電網(wǎng)實(shí)際接入、送出新能源的數(shù)量和增幅,似乎都不足以導(dǎo)向“并網(wǎng)難”的結(jié)論。但業(yè)主和公眾為何仍有“并網(wǎng)難”的觀感呢?問題其實(shí)出在接入、送出之后的消納環(huán)節(jié),現(xiàn)階段新能源“并網(wǎng)難”的實(shí)質(zhì)是消納難。

    以國網(wǎng)經(jīng)營區(qū)域內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)占比最高的內(nèi)蒙古東部和河北北部為例。目前風(fēng)電裝機(jī)已達(dá)656萬千瓦的蒙東電網(wǎng),今年上半年風(fēng)電發(fā)電量52億千瓦時,占區(qū)內(nèi)總發(fā)電量的14%、全社會用電量的30%。其中7月1日風(fēng)電最大出力達(dá)258萬千瓦,占當(dāng)日最大供電負(fù)荷的70%,日發(fā)電量4951萬千瓦時,占當(dāng)日供電量的63%,已達(dá)國內(nèi)乃至世界先進(jìn)水平。如此業(yè)績的取得,主要是依靠東北電網(wǎng)的整體調(diào)峰能力,因?yàn)槊蓶|電網(wǎng)二分之一以上的風(fēng)電電量需由東三省電網(wǎng)吸納。

    而據(jù)國網(wǎng)蒙東公司通遼電業(yè)局發(fā)展策劃部主任李文學(xué)介紹,蒙東轄區(qū)的通遼市前兩年經(jīng)歷了風(fēng)電井噴式發(fā)展,目前風(fēng)電裝機(jī)占比已接近50%。但當(dāng)?shù)刎?fù)荷有限,電量都是外送遼、吉,以遼寧為主。受宏觀經(jīng)濟(jì)影響,東三省用電形勢也不樂觀。“他自身的電量還窩著發(fā)不出來,我們再大量送過去,他更接納不了”。

    而在冀北電網(wǎng),截至9月底,風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到564萬千瓦,占比達(dá)26%,較“十一五”初期增長近60倍。目前,冀北地區(qū)已投產(chǎn)、核準(zhǔn)和取得路條文件的風(fēng)電裝機(jī)容量已遠(yuǎn)超過《河北省風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃》中2015年的目標(biāo),更遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了當(dāng)?shù)氐南{能力。

    盡管冀北電網(wǎng)近幾年先后投資27.9億元,新增變電容量294萬千伏安,新增輸電線路1428公里,顯著提高了風(fēng)電匯集和外送能力,使冀北地區(qū)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備全年平均利用小時數(shù)始終優(yōu)于全國平均水平。但受當(dāng)?shù)刎?fù)荷較小所限,風(fēng)電消納能力已飽和;而從送出通道看,冀北風(fēng)電目前主要靠張家口500千伏線路送出,受電網(wǎng)安全約束,送出能力僅為300萬千瓦,遠(yuǎn)不能滿足風(fēng)電發(fā)展的需要。今年以來,冀北電網(wǎng)并網(wǎng)風(fēng)電已出現(xiàn)“棄風(fēng)”現(xiàn)象。

    新能源消納難源于負(fù)荷中心與電源逆向分布

    新能源消納難,除受宏觀經(jīng)濟(jì)形勢影響、用電市場萎縮之外,我國能源資源與負(fù)荷中心呈逆向分布的基本格局,是其內(nèi)在深層次原因。

    國網(wǎng)方面分析,跟煤電等常規(guī)能源相似,我國風(fēng)能、太陽能資源也與負(fù)荷中心呈逆向分布:大規(guī)模風(fēng)電、光伏基地主要集中在“三北”地區(qū),遠(yuǎn)離經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的中東部負(fù)荷中心,跨區(qū)輸送能力不足。目前“三北”地區(qū)風(fēng)電比重已經(jīng)達(dá)到20%的較高水平,近年來,風(fēng)電開發(fā)規(guī)模大與系統(tǒng)消納能力小的矛盾越來越突出,受跨區(qū)輸送通道建設(shè)滯后影響,進(jìn)一步發(fā)展風(fēng)電面臨消納空間不足的挑戰(zhàn)。而從全國看,風(fēng)電占電源裝機(jī)的比重只有5%,中東部地區(qū)調(diào)峰資源較為豐富,消納風(fēng)電的市場潛力未充分發(fā)揮。目前的關(guān)鍵問題是大區(qū)之間的聯(lián)系還很薄弱,還沒有形成全國統(tǒng)一的大市場和與之相適應(yīng)的全國聯(lián)網(wǎng)能力,難以適應(yīng)在更大范圍優(yōu)化資源配置的需要。

    此外,電源結(jié)構(gòu)單一,系統(tǒng)調(diào)峰能力不足也是重要的制約因素。新能源集中的“三北”地區(qū)電源結(jié)構(gòu)都是以火電為主,火電裝機(jī)占比達(dá)到81%(東北、華北、西北火電裝機(jī)占比分別為77%、91%、65%),且多為供熱機(jī)組,既沒有快速跟蹤負(fù)荷的天然氣發(fā)電,又缺少可以靈活調(diào)峰調(diào)頻的抽水蓄能電站;特別是到冬季,主要是供熱機(jī)組在發(fā)電,調(diào)峰能力更差。相比而言,西班牙燃油燃?xì)饧俺樗钅艿褥`活調(diào)節(jié)電源比例高達(dá)34%,是風(fēng)電的1.7倍;美國靈活調(diào)節(jié)電源比例達(dá)到47%,是風(fēng)電的13倍。在這種不利情況下,我國的風(fēng)電利用小時數(shù)仍達(dá)到了2000小時左右,跟風(fēng)電發(fā)達(dá)國家西班牙相當(dāng)。舒印彪介紹,靠的是我們在智能電網(wǎng)建設(shè)、調(diào)度的統(tǒng)一管理,以及其他技術(shù)方面的工作,可以彌補(bǔ)調(diào)峰能力的不足。

    根本解決問題,還靠特高壓

    舒印彪所說“其他技術(shù)”,包括加裝安穩(wěn)裝置、無功補(bǔ)償裝置、風(fēng)電場低電壓穿越達(dá)標(biāo)等技術(shù)措施;而在系統(tǒng)管理方面,現(xiàn)有條件下“千方百計消納風(fēng)電”的主要做法,就是充分發(fā)揮統(tǒng)一調(diào)度和大電網(wǎng)優(yōu)勢,包括深入分析風(fēng)電運(yùn)行規(guī)律,科學(xué)安排調(diào)度運(yùn)行方式,挖掘系統(tǒng)調(diào)峰潛力,跨省跨區(qū)消納風(fēng)電等。但在現(xiàn)有大電網(wǎng)配置和消納新能源潛力已經(jīng)充分發(fā)揮的基礎(chǔ)上,靠這樣的挖潛、彌補(bǔ),可以解決問題于一時、一地,卻不能根本解決問題。

    在蒙東、冀北,在其他風(fēng)電占比較高地區(qū),電網(wǎng)方面極為一致的呼聲是,要根本解決新能源送出、消納問題,還要靠特高壓,以及建立在特高壓網(wǎng)架基礎(chǔ)上的智能電網(wǎng)。

    多位業(yè)內(nèi)人士分析,我國風(fēng)電出力時空分布不均衡,不同地區(qū)風(fēng)電場同時來風(fēng)的概率較小,這種特性決定了在更大范圍消納風(fēng)電,風(fēng)能資源的利用會更好。這樣,大力推進(jìn)遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗的特高壓電網(wǎng)建設(shè),通過“風(fēng)火打捆”外送方式,推動清潔能源在更大范圍內(nèi)進(jìn)行資源優(yōu)化配置。

    分析指出,特高壓電網(wǎng)不僅能從根本上解決新能源大容量、遠(yuǎn)距離輸送問題,更能解決現(xiàn)存的電源結(jié)構(gòu)不合理、系統(tǒng)調(diào)峰能力差的問題。以冀北電網(wǎng)為例,建設(shè)規(guī)劃中的張北—武漢特高壓工程,可以實(shí)現(xiàn)冀北電網(wǎng)“風(fēng)火打捆”外送,同時利用華中地區(qū)豐富的水電,形成水火互濟(jì)、風(fēng)水互補(bǔ)、風(fēng)火互補(bǔ)的優(yōu)化格局。(記者 瞿劍)

 
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