核心提示：大規(guī)模、高集中是我國(guó)風(fēng)電開(kāi)發(fā)的主要特征，加快特高壓跨區(qū)輸電通道建設(shè)能夠有效擴(kuò)大風(fēng)電消納范圍，顯著提高電力系統(tǒng)消納風(fēng)電的能力，對(duì)于保障風(fēng)電的規(guī)?；_(kāi)發(fā)和利用至關(guān)重要。
記者：我國(guó)風(fēng)電等可再生能源為何不能進(jìn)行就地消納，而一定要進(jìn)行外送?
郭劍波：電能利用的根本問(wèn)題在于不能大規(guī)模存儲(chǔ)，必須實(shí)時(shí)生產(chǎn)實(shí)時(shí)消納，電力系統(tǒng)中用以調(diào)峰的傳統(tǒng)電源的調(diào)節(jié)能力、負(fù)荷水平及其特性對(duì)本地風(fēng)電的就地消納有著較大影響。因此，風(fēng)電能否就地消納需要根據(jù)不同地區(qū)的特點(diǎn)具體問(wèn)題具體分析。就我國(guó)情況來(lái)看，風(fēng)電、光伏發(fā)電主要集中在“三北”地區(qū)，這一地區(qū)電源結(jié)構(gòu)單一，以火電為主，且供熱機(jī)組比重大，燃油燃?xì)饧俺樗钅艿褥`活調(diào)節(jié)電源不足2%，電源調(diào)峰能力十分有限，冬季供熱期的調(diào)峰尤為困難。擴(kuò)大風(fēng)電、光伏電源的消納范圍有利于提高風(fēng)電、光伏的利用效率，適應(yīng)其規(guī)模開(kāi)發(fā)的需要。
國(guó)外經(jīng)驗(yàn)也表明，大規(guī)模可再生能源需要在更大范圍內(nèi)進(jìn)行消納平衡，與其他電源形式形成互補(bǔ)。因此，各國(guó)相繼推出了擴(kuò)大聯(lián)網(wǎng)的計(jì)劃，如歐洲的環(huán)地中海國(guó)家聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃等。
當(dāng)前，我國(guó)加快構(gòu)建“三華”特高壓同步電網(wǎng)，建設(shè)東北與華北直流背靠背擴(kuò)建以及哈密、酒泉直流外送工程，將擴(kuò)大“三北”地區(qū)風(fēng)電消納范圍，從根本上實(shí)現(xiàn)風(fēng)電規(guī)模化開(kāi)發(fā)和有效利用。
記者：為何我國(guó)要建設(shè)特高壓電網(wǎng)外送風(fēng)電?采用其他電壓等級(jí)，比如說(shuō)500千伏行不行?
郭劍波：根據(jù)測(cè)算，1條特高壓輸電線路的輸送容量是500千伏的4倍多，輸送距離是500千伏的2倍。我國(guó)的大型風(fēng)電等可再生能源基地大多距離東部負(fù)荷中心遙遠(yuǎn)，需要高電壓等級(jí)輸電和直流輸電。
為充分消納“三北”地區(qū)風(fēng)電等可再生能源和應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)規(guī)模的超常規(guī)發(fā)展，當(dāng)前，國(guó)家電網(wǎng)公司已按照“建設(shè)大基地、融入大電網(wǎng)”發(fā)展思路，加強(qiáng)統(tǒng)一規(guī)劃，加快調(diào)峰電源和特高壓跨區(qū)輸電通道建設(shè)，力求從根本上解決風(fēng)電等可再生能源的消納問(wèn)題，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
記者：您剛才提到，特高壓的建設(shè)目的之一是遠(yuǎn)距離輸電，而直流輸電系統(tǒng)也可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電，還可以從容構(gòu)建異步電網(wǎng)。采用直流輸電技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電，在全國(guó)范圍內(nèi)構(gòu)建多個(gè)異步電網(wǎng)互聯(lián)是否可行?
郭劍波：如果全部依賴直流輸電，以華東為例，未來(lái)如果新增電力需求全部通過(guò)直流送入，即使后續(xù)建設(shè)全部采用特高壓直流，其直流回路數(shù)也將多達(dá)19回甚至更多，而且其中三分之二以上都擠在長(zhǎng)三角有限的區(qū)域內(nèi)，形成了行業(yè)內(nèi)所說(shuō)的“多饋入直流受端系統(tǒng)”，國(guó)際大電網(wǎng)委員會(huì)(CIGRE)的直流工作組(Working Group B4.41)對(duì)這種電網(wǎng)存在的風(fēng)險(xiǎn)在其《多饋入直流系統(tǒng)》(Systems with Multiple DC Infeed)中已經(jīng)明確指出。實(shí)際分析也顯示，一旦這種電網(wǎng)出現(xiàn)，其運(yùn)行如履薄冰，一個(gè)故障就可以令全網(wǎng)崩潰。
從上世紀(jì)80年代起，中國(guó)電力科學(xué)研究院就進(jìn)行了仿真計(jì)算研究，結(jié)果表明，當(dāng)受端交流系統(tǒng)因故障電壓下降時(shí)，直流換流站的無(wú)功設(shè)備出力將顯著降低，從系統(tǒng)吸收無(wú)功功率將大幅增加，惡化系統(tǒng)電壓穩(wěn)定水平，從而引起饋入的多個(gè)直流系統(tǒng)同時(shí)換相失敗，難以恢復(fù)，其后果就是全網(wǎng)崩潰，發(fā)生大面積停電。因此，電壓穩(wěn)定是多直流饋入系統(tǒng)面對(duì)的主要問(wèn)題，而堅(jiān)強(qiáng)的交流受端電網(wǎng)是多直流饋入系統(tǒng)正常運(yùn)行的根本保障。
通俗來(lái)講，直流電網(wǎng)和交流電網(wǎng)的相互關(guān)系，就如同輸水管和蓄水池，蓄水池越大越強(qiáng)，可承受的輸水能力也越強(qiáng)。因此，單純依賴直流輸電無(wú)法滿足我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的需求，交、直流輸電方式各有所長(zhǎng)，本身沒(méi)有排他性，而是互為補(bǔ)充。在電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)中應(yīng)注意發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，使兩種輸電方式能夠各盡所能，相得益彰。
記者：目前，國(guó)家電網(wǎng)公司正在建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)將如何幫助新能源接入?
郭劍波：智能電網(wǎng)的信息化是指以通信信息平臺(tái)為支撐，信息流與電力流、業(yè)務(wù)流高度融合，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)信息的高度集成、共享與利用;自動(dòng)化是指依靠先進(jìn)的自動(dòng)控制策略，全面提高電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平;互動(dòng)化是指電網(wǎng)與電源、用電設(shè)施和電力用戶之間實(shí)現(xiàn)信息雙向溝通，能夠自適應(yīng)交互調(diào)整。因此，智能電網(wǎng)能夠最大程度接納新能源，并使電力系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到最佳狀態(tài)。
在智能電網(wǎng)的電源接入環(huán)節(jié)，應(yīng)用新能源發(fā)電環(huán)境下的廠網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行技術(shù)，風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電的分析仿真、功率預(yù)測(cè)和并網(wǎng)運(yùn)行控制等先進(jìn)技術(shù)以及研制大容量?jī)?chǔ)能設(shè)備，可滿足我國(guó)大范圍電能安全優(yōu)化調(diào)配的新能源接入需求。
在智能電網(wǎng)的輸電環(huán)節(jié)，集成應(yīng)用新材料、新工藝，采用柔性交流輸電技術(shù)，提高線路輸送能力和潮流控制的靈活性，可為新能源接入提供靈活調(diào)度和控制手段;在大電網(wǎng)廣域量測(cè)基礎(chǔ)上，構(gòu)建與新能源大規(guī)模接入相適應(yīng)的調(diào)度支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化、運(yùn)行監(jiān)視全景化、安全評(píng)估動(dòng)態(tài)化、調(diào)度決策精細(xì)化、廠網(wǎng)協(xié)調(diào)最優(yōu)化，將有效支撐新能源的大規(guī)模集中接入。
在智能電網(wǎng)的配用電環(huán)節(jié)，大力發(fā)展微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及分布式發(fā)電/儲(chǔ)能的協(xié)調(diào)控制技術(shù)，將構(gòu)建適應(yīng)多種能源大量并網(wǎng)和分布式管理的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);搭建配電網(wǎng)調(diào)控一體化智能技術(shù)支持系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)中大量分布式電源的靈活調(diào)控與優(yōu)化運(yùn)行，從而有效提高大量分布式新能源接入環(huán)境下配電網(wǎng)的可靠性與電能質(zhì)量;通過(guò)高效互動(dòng)的需求側(cè)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)與用戶分布式發(fā)電之間實(shí)時(shí)交互響應(yīng)，將指導(dǎo)用戶側(cè)分布式電源的科學(xué)發(fā)電，提高分布式新能源的利用效率;建設(shè)電動(dòng)汽車(chē)智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，充分發(fā)揮電動(dòng)汽車(chē)的儲(chǔ)能作用，可為配電網(wǎng)接納分布式新能源提供支撐，并滿足用戶的多元化需求。
