中國儲能網(wǎng)訊：能源危機和氣候變化問題，都將使得未來全球的能源供應形勢，從現(xiàn)在的區(qū)域內(nèi)供應轉(zhuǎn)變?yōu)楦蠓秶摹⒏嘈问降哪茉垂?。以風電為代表的可再生能源迅猛發(fā)展，極大了減少大量化石能源的使用，其引發(fā)的能源結(jié)構(gòu)與布局的調(diào)整也將引起能源在全球范圍內(nèi)更加優(yōu)化配置。因此，構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)，形成一個服務范圍廣、配置能力強、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺正逢其時。
為了促進可再生能源利用、保障能源供應安全、構(gòu)建歐洲統(tǒng)一能源市場，歐洲電力系統(tǒng)進行了一系列調(diào)整，提升了其在能源供應體系中的地位。
歐洲輸電網(wǎng)系統(tǒng)運營機構(gòu)于2012年發(fā)布了研究與發(fā)展路線圖的征求稿。2013年，歐盟提出了2013~2022年10年研究與創(chuàng)新路線圖。2014年，歐洲輸電網(wǎng)系統(tǒng)運營機構(gòu)公布了到2030年的 10年電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，展望了未來歐洲電網(wǎng)可能的發(fā)展方向?？梢灶A見到的是，在未來的能源結(jié)構(gòu)中，互聯(lián)電網(wǎng)將在實現(xiàn)能源供應、保障能源安全等方面發(fā)揮越來越重要的作用。
歐洲電網(wǎng)不僅是世界上最大的區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)、電源裝機總量最大的電網(wǎng)，世界上少見地實現(xiàn)了多國互聯(lián)的電網(wǎng)，也是世界范圍內(nèi)推進以高比例可再生能源為特征的能源轉(zhuǎn)型典范。其區(qū)域內(nèi)互聯(lián)現(xiàn)狀和各國電源結(jié)構(gòu)的研究，對我國能源互聯(lián)網(wǎng)的建設，及全球范圍內(nèi)能源互聯(lián)網(wǎng)的建設都具有重要的借鑒作用。
歐洲主要國家能源與電力現(xiàn)狀
德國是可再生能源大國，截至2014年年底已連續(xù)第 9年保持世界光伏發(fā)電第一，也是世界工業(yè)化大國中唯一的光伏發(fā)電裝機容量超過風電的國家。德國電網(wǎng)中，新能源（太陽能與風能）的裝機容量比例約 38%，煤電裝機的裝機容量約占 25%的比例，氣電裝機占 16%，抽水蓄能電站裝機容量約占 4%。氣電、煤電和抽水蓄能這 3種機組的裝機總?cè)萘颗c新能源機組裝機容量的比例約為 1.18:1。這表明，在目前德國電網(wǎng)系統(tǒng)中，每 1兆瓦的新能源機組（風電和太陽能機組），相應的配備有 1.18兆瓦的傳統(tǒng)的發(fā)電機組（氣電、煤電和抽水蓄能）作為配合。
德國電網(wǎng)位于歐洲大陸的中心，與周圍許多國家，尤其是法國、荷蘭、丹麥和捷克的電網(wǎng)聯(lián)系非常緊密。德國電網(wǎng)與周圍電網(wǎng)的互聯(lián)傳輸能力，受入容量可以達到 17295兆瓦。如果以新能源裝機容量作為基數(shù)，其傳統(tǒng)機組為 1.18倍，最大負荷為 1.06倍，互聯(lián)電網(wǎng)的傳輸能力為 0.23倍。傳統(tǒng)機組加上互聯(lián)網(wǎng)的支撐能力，比最大負荷高出約 35%，這高出了電源規(guī)劃中對于電源需高出負荷 15%~20%的裕度要求。這正是德國電網(wǎng)在高比例可再生能源并網(wǎng)的情況下，仍能夠保持安全穩(wěn)定運行的一個重要基礎(chǔ)。
法國的電源結(jié)構(gòu)以核電為主，在全部裝機容量中的比例超過了60%，居世界首位。而其他新能源裝機容量較低，風電和太陽能均低于1%。煤電、氣電以及抽水蓄能這3種發(fā)電類型是電網(wǎng)中重要的調(diào)節(jié)電源。煤電占比為4%，氣電占比6%，抽蓄的比重為5%，分別是新能源機組裝機容量的 11.8倍、15.1倍和12.2倍。
法國電網(wǎng)東接德國電網(wǎng)，北接英國電網(wǎng)，南接伊比利亞半島西班牙電網(wǎng)。法國電網(wǎng)與周圍電網(wǎng)的互聯(lián)傳輸能力，受入容量可以達到 12395兆瓦，其中有 1400兆瓦剛剛于 2015年 2月建成。這一互聯(lián)容量如果全部使用的話，可以滿足約全年最大負荷 84343兆瓦的 15%的供應，能夠很好地平衡法國電網(wǎng)由于核電可調(diào)能力不足所造成的電網(wǎng)安全穩(wěn)定問題。
丹麥是世界上可持續(xù)發(fā)展水平最高的國家之一，也是僅有的幾個可再生能源裝機容量接近化石能源裝機的國家之一。丹麥沒有核電機組，常規(guī)水電與抽水蓄能電站裝機容量也幾乎為0，但其風電與太陽能發(fā)電的發(fā)展非常迅猛，技術(shù)居于世界領(lǐng)先地位，是僅有的新能源裝機超過 35%的國家。其風力發(fā)電機組的裝機容量達到了4845兆瓦，太陽能發(fā)電機組達到了601兆瓦。而煤電機組的裝機容量為4847兆瓦，氣電機組的裝機容量為2941兆瓦，與新能源機組裝機容量的比值分別為0.92倍和0.56倍。
丹麥電網(wǎng)位于歐洲大陸的北部，南鄰德國電網(wǎng)，北靠北歐電網(wǎng)。丹麥電網(wǎng)與周圍電網(wǎng)的互聯(lián)傳輸能力，受入容量可以達到5820兆瓦，與挪威電網(wǎng)互聯(lián)容量1000兆瓦，與德國電網(wǎng)為 1780兆瓦，與瑞典電網(wǎng)為2440兆瓦。丹麥電網(wǎng)2014年的最高負荷僅為5744兆瓦，與鄰國電網(wǎng)互聯(lián)的容量已經(jīng)超出了本國的最大負荷。加上丹麥電網(wǎng)內(nèi)部2941兆瓦的氣電容量以及4847兆瓦的煤電容量，丹麥電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力巨大，尤其是在應對可再生能源所引起的波動性問題上。這也是丹麥電網(wǎng)在一段時期風電機組所發(fā)電量超出區(qū)內(nèi)最大負荷運行的一個重要條件和原因。
構(gòu)建國家間同步電網(wǎng)的平臺需求
由歐洲這些主要國家的能源及互聯(lián)狀況可以看到，構(gòu)建國家間互聯(lián)電網(wǎng)，需要有相應的平臺和機制支持。
首先要做好物理平臺建設。各電網(wǎng)之間互聯(lián)傳輸能力的提升，是構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)最重要的物理基礎(chǔ)，這也是歐洲電網(wǎng)下一階段建設最為重要的一項內(nèi)容。目前，歐盟成員國中有 12個國家的互聯(lián)比——互聯(lián)容量除以本國裝機容量——低于10%。歐盟所制定的電網(wǎng)建設規(guī)劃目標是，到2020年，歐盟成員國的互聯(lián)比都普遍達到10%~15%，一些可再生能源裝機比例較高的地區(qū)達到15%以上。這些電網(wǎng)物理平臺的建設需求，亟需先進輸電技術(shù)的研發(fā)和應用，以保證長距離、大負荷輸電情況下電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
其次是要有信息平臺支持。隨著歐洲各國電網(wǎng)之間互聯(lián)的增強和各國之間電能交換的增加，迫切需要一個一體化的信息交互平臺，以實現(xiàn)互聯(lián)電網(wǎng)的信息交換需求。這一信息平臺應當能夠?qū)崿F(xiàn)實時的電網(wǎng)監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳輸，以確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定；能夠?qū)崿F(xiàn)可再生能源發(fā)電數(shù)據(jù)的快速分析與共享，以支撐電力在歐洲范圍內(nèi)的實時平衡；還應滿足電力市場運行和實時電價建立的信息通信需求，以保證市場價格機制發(fā)揮作用、實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。
最后還要有配套的融資機制?；ヂ?lián)電網(wǎng)的建設涉及巨額的資金投入，需要建立相應的融資機制，以保障建設的順利進行。為此，歐盟通過設立連接歐洲設施、歐盟結(jié)構(gòu)和投資基金和歐洲戰(zhàn)略投資基金等3項資助基金，對歐洲互聯(lián)電網(wǎng)的建設進行支持，保障電網(wǎng)建設的順利完成。
從歐洲同步電網(wǎng)的建設可以看到，構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)，首先應保證大電網(wǎng)優(yōu)勢的發(fā)揮，實現(xiàn)互聯(lián)區(qū)域內(nèi)的互濟互供。隨著新能源接入比例的增加，發(fā)揮大電網(wǎng)的優(yōu)勢，備用等輔助服務的作用將更加重要。例如丹麥電網(wǎng)發(fā)電裝機容量已經(jīng)超出了最大負荷，在丹麥風電出力不足的情況下，如果沒有鄰國電源的支撐，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行將難以保障。
此外，還要實現(xiàn)電源結(jié)構(gòu)的合理配置，保障充足的可調(diào)度資源。這需要在規(guī)劃階段，協(xié)調(diào)好調(diào)度電源容量與波動性新能源發(fā)電容量的優(yōu)化規(guī)劃，保證系統(tǒng)具有充足的可調(diào)度資源，還要應用如大容量儲能技術(shù)等新型電力技術(shù)。同時，要適時提高對風能、太陽能等波動性新能源的控制能力，使其成為可調(diào)度電源。在這一點上，德國電網(wǎng)中的傳統(tǒng)機組加上互聯(lián)網(wǎng)的支撐，保證了德國電網(wǎng)在高比例的可再生能源并網(wǎng)的情況下，仍然能夠保持安全穩(wěn)定運行。
構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)還應重點加強各區(qū)域電網(wǎng)之間的互聯(lián)程度，加強主干網(wǎng)架的建設。歐洲各國電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，在很大程度上得益于電網(wǎng)互聯(lián)所提供的備用容量。也正是有了電網(wǎng)的互聯(lián)，使得各國的資源能在全歐洲范圍內(nèi)進行優(yōu)化配置。加強電網(wǎng)的互聯(lián)，構(gòu)建跨區(qū)域的互聯(lián)能源網(wǎng)，已逐步成為歐洲電網(wǎng)發(fā)展的一個共識。
