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分布式的“倒灌”:新能源布景下的电网、电源新格局


在大力发展新能源布景下,我们必需主动假想新的电网格式和构建思绪,不能再以过往的汗青经历来作为判据。

近来媒体上又有许多人开端会商特高压项目,可是许多人尤其是一些非专业人士在质疑特高压的时分,城市提到分布式新能源,仿佛特高压和分布式是死敌,开展了特高压,分布式就没戏了。

这实践是一种曲解,以至在许多电力系统专业人士的认知里,也存在很多恍惚的处所。实在,特高压与分布式能源建立假如都放在电网建立这个团体框架下,都是宏观同步、相互增进的手腕之一,它们之间既没有冰炭不洽的敌对,也不该有先来后到的亲疏。

分布式的“倒灌”

假如我们深化阐发,一定会起首问,什么是分布式?许多人以为分布式就是分离在用户侧的电源,以是以为负荷端假如都能自觉自用了,那就不需要远距离大功率输电了,也就不需要特高压了。

有着如许熟悉的人大多来自新能源范畴。实际上,分布式电源的界说十分简朴,就是接入在配电网的电源能够视作是分布式电源,与此相对应的就是传统意义上的顺着发输配送这条消费链接入电网的集合式电厂。

那么分布式电源接入电网,终究有什么样的影响呢?最大的成绩,就是由于分布式大量接入,待超越必然比例后,即一定会“倒灌”到输电网层面,假如没有大的储能装备大概可间接操纵的抽水蓄能电站,那么这类倒灌发生的红利就一定只能经由过程输电线路在地区电网间流动,以至有可能经由过程跨国电网卖到外洋去。

疏忽掉这类倒灌逆潮水对电力设备的物理影响,再假定可再生能源电站不能供给充足无功和短路电流的缺陷不远的未来总会处理,那么这类逆潮水对电网最间接也最深入的影响该当就是由此激发的输电网架内的大规模功率流动了。

之所以会如许,是由于新能源开展最大的问题是不稳定,假如为了真正做到自力更生,需求针对该地域负荷强度,调高安装容量配比,好比风力普通为1比4,光伏要到1比7以至更高,这样才能在风不那么大、光不那么强的时分仍然能满意该地域的电力供应。但云云设想的团体电网一旦碰到天然条件充沛大概非常超越时,过剩设置的发电容量就会络绎不绝地消费过剩电力,这就需求输电网层面把这些电力从一个地域运送到另一个地域,以至从一个国度运送到另一个国度,经由过程“洲际电网”来实现全球风力和光照资本的最好调控,或许这听上去天方夜谭,但谁又会承认这不是将来的能够?

电网先行已成德国共鸣

新能源开展带给电网最大的打击就是必需对电网计划作充足的冗余量设想,以冗余和流动来对于不稳定。这类看法上的改变在任何一个国度都是惊人的,以德国为例,2013年德国团体可再生能源在发电中所占的比例已超越25%,这与10年前订定的2020年到达35%的目的只要一步之遥。德国的能源转型方案与可再生能源发展计划已令众人注目,其野心勃勃的近景目的也被愈来愈多的人乐见其成——2050年可再生能源要占到电力消费的80%,在总能源消耗中要占到60%。届时,德国将有超越500万部的电动汽车在行驶,智能环保修建将使得修建供暖能耗降落一半,而海上风电装机也将到达2500万千瓦。

关于这个8000多万生齿,东西南北拓展不外近千千米的国度来讲,在这个方案里曾经实现的和将要实现的,实在其实不简朴。德国在能源转型门路上也走了许多弯路,此中一条最重要的,就是在新能源开展之初,对跨区电网运送走廊建立的无视与迟滞。

人们都还记得2012年年底,德国能源界最震动的消息是,德国总理默克尔和副总理罗斯勒史无前例的前后为两根毗连东部到西部和南部的高压输电线路建成剪彩,这算是对早退的电网扩建方案的抵偿。此中一条毗连柏林和汉堡的高压线路,7年来不断由于住民的阻挡就只剩下某处的约莫1千米还没有建筑,终究在当局的鼎力鞭策下赶在昔时年末前完成。假如不是由于能源转型,不是由于跟着可再生能源并网发电比例的增长激发的电网瓶颈,惹起了社会各界的正视,这条高压输电线或许还要再等上个几年才气打破这最初的几百米。

可再生能源的这个特性和对电网的影响只要在比例上升到一定程度以后才会被人们发明,而这恰好是国外在鼎力提高新能源装机容量之前必需汲取的经验。德国的许多政客迩来也在各类场合认可了政策上的一些失误,好比对可再生能源的开展想得过于简朴了,对能源尤其是电网运营的专业性研讨不敷。这次要是来自于新能源发展商尽心尽力地在媒体上鞭挞电网公司,给公家一种毛病的印象,即电网公司是新能源并网的阻遏者。却不知在风景能猜测不敷精准,电源设置不敷得当,电网线路容量不敷充足的状况下,在每个大风和强光的日子里,德国的电网调理部分像绷紧的弦,他们慌张地祈求天主,莫要哪里蹦出个毛病。

现在,电网先行曾经成为德国举国上下的共鸣,不单单是电网自己的建立,更要预先从电网架构设想、电网调理理念、并网技术标准这三方面停止完美的考虑和规划,然后再从细节上去促进新能源开展。

新能源布景下的电网新格特高压电网作为国外团体电网计划中的重要一环,评价它不能再用老概念来权衡。中国电力建立前几轮的开展,带有很强的后发性和学习性,因而谁人年月生长起来的从业人员曾经风俗了研讨—复制—打破的思想定式,较少面临更开放的电力格式。

国家电网公司如今曾经是一个年最高负荷已达700多吉瓦的大电网,不再是2000年阁下谁人只要100多吉瓦的“小电网”。将来,各大地区之间的电力流动势必与往时不可同日而语,动辄将以数十吉瓦计,这不是天然功率仅有1吉瓦阁下的500千伏线路所能接受的。

更何况,已往的国外电网是紧缺型电网,人们担忧的是电网不敷利用,但此后跟着新能源的大力发展,电网形状显现的必需是“过剩态”,即体系必需要有充足才能把火电等传统能源发电着力抬高作为备用,而把大部分发电空间让给随时能够变更的风力和光伏,因而电网必需刚强且智能地对付不竭东来西去的“临时性能源”,而这就需求特高压电网的大运送才能和充实的冗余裕度。在大力发展新能源的布景下,我们必需主动假想新的电网格式和构建思绪,不能再以过往的汗青经历来作为判据。

在缺电的年月,输电网带着深深的救民于水火的点对点不变供电烙印。人们设想一条线路,常常是按照有多大的负荷,需求传输多少功率来评判其工程效益。可是在新能源时期,这类理念曾经掉队。新能源比例超越30%当前,景象的变革和对负荷的调控给电网带来的应战都是空前的,无论是直流仍是交换,都要面对那边是集合的能源输入基地的应战。更主要的是,中国事一个幅员极广的国度,这意味着光伏电站一旦安装比例较高后,中午顶峰着力可持续数小时并对电网供给操纵支持,大规模的综合调控调理必需依托强有力的地区电网流动,这对潮水散布的影响将是颠覆性的。

因而,电网的计划设想必需放在能源转型这个大框架之下做出团体计谋设想,无论是运煤仍是输电、交换仍是直流、分布式与集合式的比例,都必需参照中国煤炭散布特性、新能源发展规划、储能状况、电动汽车开展范围等方面,都必需在宏观系统下作出团体考量,仅以一两个工程的投资规模作出判定,轻言上马大概阻挡必将是不科学的。

再以德国为例,2013年,德国当局订定了至2022年的电网发展规划,此中明确提出要鼎力建筑跨区电力运送走廊,超越2000千米的4条直流输电走廊,加上近3000千米的交换新修和扩建线路,将卖力把德国北部地区的近3200万千瓦绿色电力运送到南部负荷中心。这份总投资额超200亿欧元的电网计划展示的是一个苏醒的熟悉,可再生能源的开展和投资终极要经由过程其消费的电力的流动和传输来表现。

德国还增进了欧盟层面的近景能源发展战略“Roadmap 2050”,期望能大力发展跨国以至洲际输电。好比该发展战略期望能在西班牙和法国间建立约5000万千瓦输电才能的线路,以充分利用光照充沛的西班牙光伏发电。同时,在英国和法国间成立约1200万千瓦的线路,以运送英国近年来大力发展的海上风电。

在如许的国际化布景下再去端详特高压,假如国外能操纵特高压工程理论积聚人材和手艺,并主动鞭策这些手艺到场全球合作,所获得的收益又岂是用贵贱可以来简朴权衡的。能源全球互联网,这才是能源战役最初的决胜之地。

我们能够做出如许的假定,假设2050年北京的500万辆机动车局部变成电动车,这将对电网、煤矿和石油消费意味着什么?或许到当时人们才会认识到如今的特高压争辩和电网计划的重要性和特殊性。

(责任编辑:投资发展部)
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