我國能源轉型亟待規劃新一代智能電網-國際節能環保網-行業資訊

清潔低碳是能源轉型的首要特征。“十四五”期間，國家將嚴格控製煤電，全麵推進清潔替代和電能替代，未來，電力所占的市場份額將會越來越大。
到2050年，我國能源行業將達到“兩個50%”目標：電能在終端能源消費中的比重超過50%；非化石能源占一次能源的比重超過50%，這也對電網提出了更高的要求。
急需發展特高壓輸電技術
電網主要由聯結成網的送電線路、變電站、配電所和配電線路組成。通常把由輸電、變電、配電及相應的輔助係統組成的聯係發電與用電的統一整體稱為電網。
我國正處於工業化、城鎮化和能源結構轉型的關鍵時期，電力需求長期保持較快增長。從2006年到2016年，全社會用電量已翻了一番，預計到2030年還將再翻一番，達到11萬億千瓦時，屆時我國的人均用電量也僅為經合組織國家2006年的平均水平。
當前，我國能源資源供需分布極不均衡。80%以上的可用能源資源包括清潔能源分布在西部、北部，70%以上的電力消費集中在東部、中部，供需相距800~3000公裏，加之環境保護和土地資源“硬約束”，迫切需要發展大容量、遠距離、高效率的特高壓輸電技術。
特高壓交流輸電是指1000千伏及以上電壓的交流輸電技術，既可用於大容量遠距離輸電，也可用於構建電網骨幹網架。特高壓直流輸電是指±800KV及以上電壓的直流輸電技術，可用於大容量遠距離點對點輸電，依托堅強交流電網實現電能轉換。
以金沙江下遊4000萬千瓦水電送華東為例，采用交流輸電方案在技術上和經濟上均不可行，采用常規±500KV、300萬千瓦直流輸電方案占地大、損耗高、極不經濟，建設13回自西向東橫跨2000公裏的線路實際不可行，因此必須發展特高壓直流輸電技術。
電網發展麵臨挑戰
當前，用電負荷尖峰化特點日益突出。預計“十四五”期間，全國電力負荷峰穀差率將逐年提升，“電力缺口大，電量缺口小”特點突出。若按最大負荷安排網架將造成產能過剩、投資浪費等問題。
其次，電網運行控製特征日益複雜。“十四五”期間，華東、華中電網都將成為典型的多直流饋入電網，受端地區電網受入直流落點密集，交直流耦合日趨緊密；另一方麵，新能源裝機占比提升，其調峰、調頻、調壓特性與常規機組存在差距。電網發展需有針對性地加強交流係統承載能力，提高係統調節控製能力。
另外，電網還麵臨實時平衡問題。新能源發電具有隨機性、波bo動dong性xing和he間jian歇xie性xing，新xin能neng源yuan高gao比bi例li接jie入ru電dian力li係xi統tong後hou，增zeng加jia了le係xi統tong調tiao節jie的de負fu擔dan，常chang規gui電dian源yuan不bu僅jin要yao跟gen隨sui負fu荷he變bian化hua，還hai要yao平ping衡heng新xin能neng源yuan的de出chu力li波bo動dong。
隨著配電側能源供給日趨多元化，以分布式光伏、微型燃氣輪機為代表的分布式發電技術，以蓄電池、超級電容為代表的儲能技術，以冷熱電聯產、餘熱發電為代表的綜合能源技術與配電網高度融合，這就要求實現多種能源綜合效率的提升，提高配電網承載能力。
配電側用電負荷複雜化、互動化，包括以電動汽車充電樁、換電站為代表的互動式負荷，以智能樓宇、智能家居為代表的柔性負荷，都需要電網實現可觀、可測、可控，滿足多元化負荷靈活接入，實時監測和柔性控製。
配(pei)電(dian)網(wang)的(de)優(you)質(zhi)服(fu)務(wu)水(shui)平(ping)也(ye)亟(ji)待(dai)提(ti)升(sheng)。隨(sui)著(zhe)能(neng)源(yuan)交(jiao)易(yi)的(de)市(shi)場(chang)化(hua)水(shui)平(ping)提(ti)升(sheng)，以(yi)電(dian)力(li)市(shi)場(chang)為(wei)核(he)心(xin)的(de)能(neng)源(yuan)市(shi)場(chang)逐(zhu)步(bu)放(fang)開(kai)，供(gong)給(gei)側(ce)與(yu)消(xiao)費(fei)側(ce)市(shi)場(chang)主(zhu)體(ti)廣(guang)泛(fan)參(can)與(yu)、充分競爭，分時電價、峰穀電價、多方互動、綜合能源交易等市場機製不斷豐富，對配電網的服務水平提出了更高的要求。因此，也需要進行電力體製改革，放開增量配電市場。
構建新一代智能電網
國家提出的“兩個50%”目(mu)標(biao)，意(yi)味(wei)著(zhe)一(yi)半(ban)以(yi)上(shang)的(de)能(neng)源(yuan)生(sheng)產(chan)和(he)消(xiao)費(fei)都(dou)將(jiang)依(yi)靠(kao)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)來(lai)完(wan)成(cheng)，未(wei)來(lai)電(dian)網(wang)發(fa)展(zhan)需(xu)要(yao)不(bu)斷(duan)提(ti)升(sheng)能(neng)源(yuan)資(zi)源(yuan)配(pei)置(zhi)能(neng)力(li)，具(ju)備(bei)強(qiang)大(da)的(de)靈(ling)活(huo)調(tiao)節(jie)能(neng)力(li)，打(da)造(zao)各(ge)電(dian)壓(ya)等(deng)級(ji)協(xie)調(tiao)發(fa)展(zhan)的(de)堅(jian)強(qiang)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)。
首先，新一代電網廣泛互聯，需要搭建資源大範圍優化配置平台。目前，我國能源開發與消費的基本情況是，70%水能資源在西南；80%陸地風能集中在“三北”；60%太陽能集中在西部和北部；70%以上的能源需求在東中部。通過廣泛互聯的新一代電網，可以實現全網發供用多能互補、時空互濟、友好包容。
其次，新一代電網應以智慧化、互動化為特征，與電力市場緊密融合。通過大數據技術分析處理電力係統海量在線數據；通過雲計算技術快速準確實時仿真，在線決策；通過物聯網技術提高發、輸、配、用和電力市場全環節智能感知能力和實時監測水平；通過移動互聯網技術加強信息通信支撐能力。
新一代電網還將積極采用創新技術，如抽水蓄能、虛擬同步機、柔性直流輸電、柔性交流輸電等，提高新能源運行的靈活性和適應性。另外，新一代電網具有高度穩定性和可靠性，電網安全可控、能控。
總之，實現能源轉型，核心是新能源大規模開發利用，根本途徑是能源生產消費再電氣化，基礎則是具有“廣泛互聯、智能互動、靈活柔性、安全可控”特征的新一代電網。（■李文毅　作者係國家電網公司原副總工程師，本報記者李惠鈺根據其在“首屆中國電力新基建及能源互聯網論壇”上的報告整理）

【關閉窗口】【打印該頁】