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我国大 风电基地需高电压等级输电和直流输电

日期:2012-9-7

访中国 电力科学研究院院长  郭剑波
核心提示:大规模、高集中 是我国风电开发的主要特征,加快特 高压跨区输电通道建设能够有效扩大风电消纳范围,显著提 高电力系统消纳风电的能力,对于保 障风电的规模化开发和利用至关重要。
记者:我国风 电等可再生能源为何不能进行就地消纳,而一定要进行外送?
郭剑波:电能利 用的根本问题在于不能大规模存储,必须实 时生产实时消纳,电力系 统中用以调峰的传统电源的调节能力、负荷水 平及其特性对本地风电的就地消纳有着较大影响。因此,风电能 否就地消纳需要根据不同地区的特点具体问题具体分析。就我国情况来看,风电、光伏发电主要集中在“三北”地区,这一地 区电源结构单一,以火电为主,且供热机组比重大,燃油燃 气及抽水蓄能等灵活调节电源不足2%,电源调 峰能力十分有限,冬季供 热期的调峰尤为困难。扩大风电、光伏电 源的消纳范围有利于提高风电、光伏的利用效率,适应其 规模开发的需要。
国外经验也表明,大规模 可再生能源需要在更大范围内进行消纳平衡,与其他 电源形式形成互补。因此,各国相 继推出了扩大联网的计划,如欧洲 的环地中海国家联网计划等。
当前,我国加快构建“三华”特高压同步电网,建设东 北与华北直流背靠背扩建以及哈密、酒泉直流外送工程,将扩大“三北”地区风电消纳范围,从根本 上实现风电规模化开发和有效利用。
记者:为何我 国要建设特高压电网外送风电?采用其他电压等级,比如说500千伏行不行?
郭剑波:根据测算,1条特高 压输电线路的输送容量是500千伏的4倍多,输送距离是500千伏的2倍。我国的 大型风电等可再生能源基地大多距离东部负荷中心遥远,需要高 电压等级输电和直流输电。
为充分消纳“三北”地区风 电等可再生能源和应对电力系统规模的超常规发展,当前,国家电网公司已按照“建设大基地、融入大电网”发展思路,加强统一规划,加快调 峰电源和特高压跨区输电通道建设,力求从 根本上解决风电等可再生能源的消纳问题,保障电 网的安全稳定运行。
记者:您刚才提到,特高压 的建设目的之一是远距离输电,而直流 输电系统也可实现远距离输电,还可以 从容构建异步电网。采用直 流输电技术实现远距离输电,在全国 范围内构建多个异步电网互联是否可行?
郭剑波:如果全 部依赖直流输电,以华东为例,未来如 果新增电力需求全部通过直流送入,即使后 续建设全部采用特高压直流,其直流 回路数也将多达19回甚至更多,而且其 中三分之二以上都挤在长三角有限的区域内,形成了行业内所说的“多馈入直流受端系统”,国际大电网委员会(CIGRE)的直流工作组(Working Group B4.41)对这种 电网存在的风险在其《多馈入直流系统》(Systems with Multiple DC Infeed)中已经明确指出。实际分析也显示,一旦这种电网出现,其运行如履薄冰,一个故 障就可以令全网崩溃。
从上世纪80年代起,中国电 力科学研究院就进行了仿真计算研究,结果表明,当受端 交流系统因故障电压下降时,直流换 流站的无功设备出力将显著降低,从系统 吸收无功功率将大幅增加,恶化系 统电压稳定水平,从而引 起馈入的多个直流系统同时换相失败,难以恢复,其后果就是全网崩溃,发生大面积停电。因此,电压稳 定是多直流馈入系统面对的主要问题,而坚强 的交流受端电网是多直流馈入系统正常运行的根本保障。
通俗来讲,直流电 网和交流电网的相互关系,就如同 输水管和蓄水池,蓄水池越大越强,可承受 的输水能力也越强。因此,单纯依 赖直流输电无法满足我国电网发展的需求,交、直流输 电方式各有所长,本身没有排他性,而是互为补充。在电网 规划和建设中应注意发挥各自优势,使两种 输电方式能够各尽所能,相得益彰。
记者:目前,国家电 网公司正在建设以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、自动化、互动化 特征的坚强智能电网,坚强智 能电网将如何帮助新能源接入?
郭剑波:智能电 网的信息化是指以通信信息平台为支撑,信息流与电力流、业务流高度融合,实现实 时和非实时信息的高度集成、共享与利用;自动化 是指依靠先进的自动控制策略,全面提 高电力系统的自动化水平;互动化 是指电网与电源、用电设 施和电力用户之间实现信息双向沟通,能够自适应交互调整。因此,智能电 网能够最大程度接纳新能源,并使电 力系统运行达到最佳状态。
在智能 电网的电源接入环节,应用新 能源发电环境下的厂网协调运行技术,风电和 太阳能发电的分析仿真、功率预 测和并网运行控制等先进技术以及研制大容量储能设备,可满足 我国大范围电能安全优化调配的新能源接入需求。
在智能 电网的输电环节,集成应用新材料、新工艺,采用柔 性交流输电技术,提高线 路输送能力和潮流控制的灵活性,可为新 能源接入提供灵活调度和控制手段;在大电 网广域量测基础上,构建与 新能源大规模接入相适应的调度支撑平台,实现数据传输网络化、运行监视全景化、安全评估动态化、调度决策精细化、厂网协调最优化,将有效 支撑新能源的大规模集中接入。
在智能 电网的配用电环节,大力发 展微电网关键技术及分布式发电/储能的协调控制技术,将构建 适应多种能源大量并网和分布式管理的智能化网络系统;搭建配 电网调控一体化智能技术支持系统,实现对 配电网中大量分布式电源的灵活调控与优化运行,从而有 效提高大量分布式新能源接入环境下配电网的可靠性与电能质量;通过高 效互动的需求侧管理系统,实现智 能电网与用户分布式发电之间实时交互响应,将指导 用户侧分布式电源的科学发电,提高分 布式新能源的利用效率;建设电 动汽车智能充换电服务网络,充分发 挥电动汽车的储能作用,可为配 电网接纳分布式新能源提供支撑,并满足 用户的多元化需求。(来源:国家电网报)

 

 

 
 

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