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上海徐吉電氣有限公司
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特高壓（高壓試驗變壓器）電網(wǎng)助推清潔能源發(fā)展
2010-5-14 閱讀(2167)
我國正處于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的重要時期，能源需求具有剛性增長特征,，預計2020年我國一次能源需求將達到45億至49億噸標煤。而受能源資源儲量,、生態(tài)環(huán)境,、開發(fā)條件等諸多因素的制約,，我國國內(nèi)常規(guī)化石能源可持續(xù)供應能力約36億噸標準煤,，其中煤炭41億噸,，常規(guī)石油約2億噸,，天然氣（包括煤層氣等）3000億立方米,，遠低于未來國內(nèi)能源潛在需求，必須大力發(fā)展清潔能源,，保障能源供應安全,。
清潔能源大多轉(zhuǎn)化為電力加以利用，主要包括水電,、核電,、風電、太陽能發(fā)電及生物質(zhì)能發(fā)電等,。據(jù)測算,，2020年轉(zhuǎn)化為電力的清潔能源比重將超過82％。其他清潔能源利用方式包括太陽能熱利用,、生物質(zhì)燃料等,，總體規(guī)模有限。
研究表明,，2020年我國清潔能源的開發(fā)利用總量可達6.7億至7.4億噸標煤,，可補充能源供應缺口的60％至70％。因此,，發(fā)展清潔能源是保障我國能源供應安全的有效途徑,。
發(fā)展清潔能源需要建設特高壓電網(wǎng)
清潔能源資源與能源消費中心逆向分布的基本特征，決定了我國清潔能源需要走大規(guī)模開發(fā),、遠距離輸送的發(fā)展道路,。
我國清潔能源資源豐富，具備大規(guī)模開發(fā)的潛力,。我國水力資源非常豐富,，技術可開發(fā)量5.42億千瓦,，居世界*,。截至2009年底，我國水電開發(fā)利用率僅為34％,，遠低于發(fā)達國家60％的平均水平,。核電資源豐富,，現(xiàn)有廠址可支撐裝機1.6億千瓦以上，遠期可滿足4億千瓦裝機需要,；我國鈾資源較為豐富,，未來通過加強鈾資源勘探開發(fā)、加強合作,、積極利用海外資源等,，核燃料供應基本可以滿足我國核電大規(guī)模發(fā)展的需要。我國風電技術可開發(fā)量超過10億千瓦,，主要分布在“三北”（東北,、西北、華北）地區(qū),、東部和東南沿海及附近島嶼,。太陽能資源非常豐富，主要分布在西藏,、青海,、新疆、內(nèi)蒙古,、甘肅,、寧夏等省區(qū)，可開發(fā)裝機規(guī)模超過20億千瓦,。
我國水能資源剩余技術可開發(fā)量約80％分布在四川,、云南、西藏等西南地區(qū),，陸地風能主要集中在西北部地區(qū),，而三分之二以上的能源需求集中在中東部地區(qū)。西部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平相對滯后,，電力負荷需求水平較低,，清潔能源發(fā)電消納能力有限，大規(guī)模開發(fā)需要送往中東部負荷中心地區(qū),，擴大消納范圍,。
根據(jù)國網(wǎng)能源研究院的研究成果，如果風電僅在省內(nèi)消納,，2020年全國可開發(fā)的風電規(guī)模約5000萬千瓦,，通過特高壓跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)輸送擴大清潔能源的消納能力，全國風電開發(fā)規(guī)?？蛇_1億千瓦以上,。清潔能源大范圍配置的要求客觀決定了我國必須建立大容量、遠距離的能源輸送通道,，特高壓電網(wǎng)是承載清潔能源開發(fā)與輸送的必然選擇,。
特高壓輸電具有容量大,、經(jīng)濟輸送距離遠、能耗低,、占地省,、經(jīng)濟性好等優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)各種清潔能源的大規(guī)模,、遠距離輸送,，促進清潔能源的利用。西部,、北部大型能源基地與中東部負荷中心地區(qū)的距離在800公里至3000公里,，如依靠交流750千伏、500千伏和直流±600千伏級,、±500千伏輸電技術,，超出了經(jīng)濟輸送距離，電網(wǎng)安全穩(wěn)定性也無法得到保障,。大型核電基地的建設也需要堅強電網(wǎng)的支撐,。
2020年，國家電網(wǎng)將形成以“三華”電網(wǎng)為主要受端,，東北1000千伏電網(wǎng),、西北750千伏電網(wǎng)為主要送端，聯(lián)接各大型煤電基地,、水電基地,、核電基地、可再生能源基地和主要負荷中心,，以及各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強智能電網(wǎng),。規(guī)劃實現(xiàn)后，可以解決大型煤電基地,，甘肅,、新疆、吉林,、河北等7個千萬千瓦級風電基地以及四川,、金沙江、西藏等大型水電基地電力外送和消納問題,，為東中部負荷中心大規(guī)模接受區(qū)外清潔,、安全、可靠的電力構建堅強的網(wǎng)絡平臺,，為大規(guī)模核電發(fā)展以及引入周邊國家電力資源奠定堅實的網(wǎng)絡基礎,。
堅強智能電網(wǎng)是大規(guī)模開發(fā)清潔能源的客觀要求
建設以特高壓為基礎的堅強智能電網(wǎng)，必須優(yōu)化煤電布局，加快西部,、北部煤電基地建設,，構建“輸煤輸電并舉”的能源綜合輸送體系,，推動清潔能源的跨大區(qū)消納,。
輸煤輸電綜合比較結果表明，特高壓輸電的經(jīng)濟性優(yōu)于輸煤,；輸電比輸煤更有利于促進全國區(qū)域經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展,、環(huán)保空間的優(yōu)化利用,、生態(tài)環(huán)境保護和土地資源的利用,；輸電的能源輸送效率與輸煤相當，輸煤輸電的合理分工能有效提高煤炭的能源利用和輸送效率,。
我國的哈密,、酒泉、錫盟等地區(qū)當?shù)仫L電消納能力不足,，千萬千瓦級風電基地的建設和消納必須依靠大規(guī)模外送,。但風電單獨外送時輸電線路功率波動頻繁，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來巨大風險,；且風電單獨外送時輸電線路的利用率很低,，到達負荷中心地區(qū)的落地電價為受端地區(qū)火電*上網(wǎng)電價的兩倍以上，不具備經(jīng)濟可行性,。上述風電基地所在地區(qū)將同時規(guī)劃建設大型煤電基地和特高壓外送通道,，將當?shù)氐娘L電和火電聯(lián)合開發(fā)并打捆送出，能有效擴大風電的消納范圍和規(guī)模,，促進風電的大規(guī)模開發(fā),，是我國“西電東送”的新形式。
從技術角度看,，在少數(shù)風電出力快速變化的時段,，借助送端堅強的省級或區(qū)域電網(wǎng)，可調(diào)用省內(nèi)或區(qū)域電網(wǎng)的水電,、火電,、抽蓄等系統(tǒng)資源，平抑風電功率的波動,，保持系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,。從經(jīng)濟角度看，風火“打捆”外送可大幅度提高輸電線路的利用率,，降低受端電網(wǎng)的電力供應成本,。因此，轉(zhuǎn)變電力發(fā)展方式，優(yōu)化煤電布局,，構建堅強的跨大區(qū)輸電網(wǎng),，不僅是構建“輸煤輸電并舉”能源綜合輸送體系的需要，也是促進我國清潔能源大規(guī)模開發(fā)的有效保障,。
我國以煤為主的能源資源特點決定了我國以煤電為主的電源結構將長期難以改變,，其中熱電聯(lián)產(chǎn)機組所占比重較高，影響火電的整體調(diào)節(jié)能力,。在未來我國的清潔能源開發(fā)中,，水電中徑流式小水電占有一定比重，且水電受水庫綜合利用等因素影響,，調(diào)節(jié)能力受到限制,；核電到2020年將達到7000萬千瓦至8000萬千瓦，且不參與系統(tǒng)調(diào)峰,；風電反調(diào)峰特性明顯,。因此，要促進我國清潔能源的大規(guī)模發(fā)展,，必須優(yōu)化電源結構,，加大抽水蓄能、燃氣輪機等調(diào)峰電源的建設力度,。一方面,，要加快西北、東北等地區(qū)抽水蓄能站址普查,，推進抽水蓄能電站建設,，促進清潔能源大規(guī)模開發(fā)；另一方面,，加快“三華”等受端地區(qū)抽水蓄能電站建設,，保證受端地區(qū)風電、核電與區(qū)外來電的協(xié)調(diào)運行,。
同時,，必須加快電網(wǎng)的智能化建設，使清潔能源發(fā)電能夠得到利用,，核電能夠保持帶基荷運行,，盡可能減少水電和風電的棄水和棄風，減少化石能源的消費,。
堅強智能電網(wǎng)可獲得巨大經(jīng)濟社會效益
作為我國重要的能源輸送和配置平臺,，堅強智能電網(wǎng)從投資建設到生產(chǎn)運營的全過程都將對我國的國民經(jīng)濟、能源生產(chǎn)和利用方式產(chǎn)生重大影響,。
堅強智能電網(wǎng)具有促進能源資源優(yōu)化配置,、引導能源生產(chǎn)和消費布局、保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行及電力市場運營等多項功能。堅強智能電網(wǎng)可以顯著提升發(fā)電利用效率,。堅強智能電網(wǎng)一方面可以發(fā)揮其顯著的錯峰和調(diào)峰等聯(lián)網(wǎng)效益,；另一方面通過構筑電源、電網(wǎng)與用戶之間的友好互動平臺,，在分時電價等機制下,，引導用戶將高峰時段的用電負荷轉(zhuǎn)移到低谷時段，降低高峰負荷,，減小電網(wǎng)負荷峰谷差,，減少火電發(fā)電機組出力調(diào)節(jié)次數(shù)和幅度,，提高火電機組效率,，降低發(fā)電煤耗，減少發(fā)電成本,。據(jù)測算,，到2020年，發(fā)展堅強智能電網(wǎng)將減少我國煤電裝機約6300萬千瓦,，相應減少煤電投資約2200億元,；平均單位發(fā)電煤耗下降4克至6克／千瓦時，單位發(fā)電成本下降約1.0分／千瓦時至1.5分／千瓦時,。
堅強智能電網(wǎng)可以提升輸電效率和電能在終端用戶的使用效率,。2020年，通過智能調(diào)度系統(tǒng)和靈活輸電技術,，優(yōu)化系統(tǒng)潮流分布,，堅強智能電網(wǎng)可使系統(tǒng)網(wǎng)損降低70億千瓦時以上；通過智能電網(wǎng)與用戶間雙向信息交互以及智能家電的應用,，提高終端設備的能源利用效率,，堅強智能電網(wǎng)可實現(xiàn)用戶側(cè)節(jié)能約450億千瓦時。
