特壓：發(fā)展特壓：新能源背景下的電網(wǎng)思考 - 特壓 新能源 電網(wǎng)
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分布式的“倒灌”
如果我們深入分析，一定會首先問，什么是分布式？很多人認為分布式就是分散在用戶
在大力發(fā)展新能源背景下，我們必須積極設(shè)想新的電網(wǎng)格局和構(gòu)建思路，不能再以過往的歷史經(jīng)驗來作為判據(jù)。
近媒體上又有很多人開始討論特壓項目，但是很多人尤其是一些非專業(yè)人士在質(zhì)疑特壓的時候，都會提到分布式新能源，似乎特壓和分布式是死敵，發(fā)展了特壓，分布式就沒戲了。
這實際是一種誤解，甚至在很多電力系統(tǒng)專業(yè)人士的認知里，也存在不少模糊的地方。其實，特壓與分布式能源建設(shè)如果都放在電網(wǎng)建設(shè)這個整體框架下，都是宏觀同步、互相促進的手段之一，它們之間既沒有水火不容的敵對，也不該有先來后到的親疏。
分布式的“倒灌”
如果我們深入分析，一定會首先問，什么是分布式？很多人認為分布式就是分散在用戶側(cè)的電源，所以認為負荷端如果都能自發(fā)自用了，那就不需要遠距離大功率輸電了，也就不需要特壓了。
有著這樣認識的人大多來自新能源領(lǐng)域。實際上，分布式電源的定義非常簡單，就是接入在配電網(wǎng)的電源可以視作是分布式電源，與此相對應(yīng)的就是傳統(tǒng)意義上的順著發(fā)輸配送這條生產(chǎn)鏈接入電網(wǎng)的集中式電廠。
那么分布式電源接入電網(wǎng)，究竟有什么樣的影響呢？大的問題，就是因為分布式大量接入，待過一定比例后，即一定會“倒灌”到輸電網(wǎng)層面，如果沒有大的儲能設(shè)備或者可直接利用的抽水蓄能電站，那么這種倒灌產(chǎn)生的盈余就必然只能通過輸電線路在區(qū)域電網(wǎng)間流動，甚至有可能通過跨國電網(wǎng)賣到國外去。
忽略掉這種倒灌逆潮流對電力設(shè)備的物理影響，再假設(shè)可再生能源電站不能提供足量無功和短路電流的缺點不遠的將來總會解決，那么這種逆潮流對電網(wǎng)直接也深刻的影響應(yīng)該就是由此引發(fā)的輸電網(wǎng)架內(nèi)的大規(guī)模功率流動了。
之所以會這樣，是因為新能源發(fā)展大的問題是不穩(wěn)定，如果為了真正做到自給自足，需要針對該地區(qū)負荷強度，調(diào)安裝容量配比，比如風力一般為1比4，光伏要到1比7甚至更，這樣才能在風不那么大、光不那么強的時候依然能滿足該地區(qū)的電力供應(yīng)。但如此設(shè)計的整體電網(wǎng)一旦遇到自然條件充足或者異常出時，多余配置的發(fā)電容量就會源源不斷地生產(chǎn)多余電力，這就需要輸電網(wǎng)層面把這些電力從一個地區(qū)輸送到另一個地區(qū)，甚至從一個國家輸送到另一個國家，通過“洲際電網(wǎng)”來實現(xiàn)全球風力和光照資源的佳調(diào)控，也許這聽上去天方夜譚，但誰又會否認這不是未來的可能？
電網(wǎng)先行已成德國共識
新能源發(fā)展帶給電網(wǎng)大的沖擊就是必須對電網(wǎng)規(guī)劃作足夠的冗余量設(shè)計，以冗余和流動來對付不穩(wěn)定。這種觀念上的轉(zhuǎn)變在任何一個國家都是驚人的，以德國為例，2013年德國整體可再生能源在發(fā)電中所占的比例已過25%，這與10年前制定的2020年達到35%的目標只有一步之遙。德國的能源轉(zhuǎn)型計劃與可再生能源發(fā)展計劃已令世人矚目，其雄心勃勃的遠景目標也被越來越多的人樂見其成——2050年可再生能源要占到電力生產(chǎn)的80%，在總能源消耗中要占到60%。屆時，德國將有過500萬部的電動汽車在行駛，智能環(huán)保建筑將使得建筑供暖能耗下降一半，而海上風電裝機也將達到2500萬千瓦。
對于這個8000多萬人口，東西南北拓展不過近千公里的國家來說，在這個計劃里已經(jīng)實現(xiàn)的和將要實現(xiàn)的，其實并不簡單。德國在能源轉(zhuǎn)型道路上也走了很多彎路，其中一條重要的，就是在新能源發(fā)展之初，對跨區(qū)電網(wǎng)輸送走廊建設(shè)的忽視與遲滯。
人們都還記得2012年年底，德國能源界震撼的新聞是，德國總理默克爾和副總理羅斯勒前所未有的先后為兩根連接?xùn)|部到西部和南部的壓輸電線路建成剪彩，這算是對遲到的電網(wǎng)擴建計劃的補償。其中一條連接柏林和漢堡的壓線路，7年來一直因為居民的反對就只剩下某處的大約1公里尚未修建，終于在政府的大力推動下趕在當年年底前完成。如果不是因為能源轉(zhuǎn)型，不是因為隨著可再生能源并網(wǎng)發(fā)電比例的增加引發(fā)的電網(wǎng)瓶頸，引起了社會各界的重視，這條壓輸電線也許還要再等上個幾年才能突破這后的幾百米。
可再生能源的這個特點和對電網(wǎng)的影響只有在比例上升到一定程度之后才會被人們發(fā)現(xiàn)，而這恰恰是中國在大力提新能源裝機容量之前必須吸取的教訓(xùn)。德國的很多政客近來也在各種場合承認了政策上的一些失誤，比如對可再生能源的發(fā)展想得過于簡單了，對能源尤其是電網(wǎng)運營的專業(yè)性研究不夠。這主要是來自于新能源發(fā)展商不遺余力地在媒體上抨擊電網(wǎng)公司，給公眾一種錯誤的印象，即電網(wǎng)公司是新能源并網(wǎng)的阻撓者。殊不知在風光能預(yù)測不夠精準，電源配置不夠恰當，電網(wǎng)線路容量不夠足量的情況下，在每一個大風和強光的日子里，德國的電網(wǎng)調(diào)度部門像繃緊的弦，他們緊張地祈求上帝，莫要哪里蹦出個故障。
如今，電網(wǎng)先行已經(jīng)成為德國舉國上下的共識，不僅僅是電網(wǎng)本身的建設(shè)，更要預(yù)先從電網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計、電網(wǎng)調(diào)度理念、并網(wǎng)技術(shù)標準這三方面進行完善的思考和布局，然后再從細節(jié)上去推進新能源發(fā)展。
新能源背景下的電網(wǎng)新格局
特壓電網(wǎng)作為中國整體電網(wǎng)規(guī)劃中的重要一環(huán)，評估它不能再用老觀點來衡量。中國電力建設(shè)前幾輪的發(fā)展，帶有很強的后發(fā)性和學(xué)習性，因此那個年代成長起來的從業(yè)人員已經(jīng)習慣了研究—復(fù)制—突破的思維定式，較少面對更開放的電力格局。
國家電網(wǎng)公司現(xiàn)在已經(jīng)是一個年負荷已達700多吉瓦的大電網(wǎng)，不再是2000年左右那個只有100多吉瓦的“小電網(wǎng)”。未來，各大區(qū)域之間的電力流動必將與往時不可同日而語，動輒將以數(shù)十吉瓦計，這不是自然功率僅有1吉瓦左右的500千伏線路所能承受的。
更何況，過去的中國電網(wǎng)是緊缺型電網(wǎng)，人們擔心的是電網(wǎng)不夠使用，但今后隨著新能源的大力發(fā)展，電網(wǎng)形態(tài)呈現(xiàn)的必須是“過剩態(tài)”，即系統(tǒng)必須要有足夠能力把火電等傳統(tǒng)能源發(fā)電出力壓低作為備用，而把大部分發(fā)電空間讓給隨時可能變動的風力和光伏，因此電網(wǎng)必須堅強且智能地應(yīng)付不斷東來西去的“臨時性能源”，而這就需要特壓電網(wǎng)的大輸送能力和充分的冗余裕度。在大力發(fā)展新能源的背景下，我們必須積極設(shè)想新的電網(wǎng)格局和構(gòu)建思路，不能再以過往的歷史經(jīng)驗來作為判據(jù)。
在缺電的年代，輸電網(wǎng)帶著深深的救民于水火的點對點穩(wěn)定供電烙印。人們設(shè)計一條線路，往往是根據(jù)有多大的負荷，需要傳輸多少功率來評判其工程效益。但是在新能源時代，這種理念已經(jīng)落伍。新能源比例過30%以后，氣象的變化和對負荷的調(diào)控給電網(wǎng)帶來的挑戰(zhàn)都是空前的，無論是直流還是交流，都要面臨何處是集中的能源輸入基地的挑戰(zhàn)。更重要的是，中國是一個幅員極廣的國家，這意味著光伏電站一旦安裝比例較后，正午峰出力可延續(xù)數(shù)小時并對電網(wǎng)提供利用支撐，大規(guī)模的綜合調(diào)控調(diào)度必須依靠強有力的區(qū)域電網(wǎng)流動，這對潮流分布的影響將是顛覆性的。
因此，電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計必須放在能源轉(zhuǎn)型這個大框架之下做出整體戰(zhàn)略設(shè)計，無論是運煤還是輸電、交流還是直流、分布式與集中式的比例，都必須參照中國煤炭分布特性、新能源發(fā)展規(guī)劃、儲能情況、電動汽車發(fā)展規(guī)模等方面，都必須在宏觀體系下作出整體考量，僅以一兩個工程的投資規(guī)模作出判斷，輕言上馬或者反對勢必是不科學(xué)的。
再以德國為例，2013年，德國政府制定了至2022年的電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，其中明確提出要大力修建跨區(qū)電力輸送走廊，過2000公里的4條直流輸電走廊，加上近3000公里的交流新修和擴建線路，將負責把德國北部區(qū)域的近3200萬千瓦綠色電力輸送到南部負荷中心。這份總投資額200億歐元的電網(wǎng)規(guī)劃展現(xiàn)的是一個清醒的認識，可再生能源的發(fā)展和投資終要通過其生產(chǎn)的電力的流動和傳輸來體現(xiàn)。
德國還促進了歐盟層面的遠景能源發(fā)展戰(zhàn)略“Roadmap 2050”，希望能大力發(fā)展跨國甚至洲際輸電。比如該發(fā)展戰(zhàn)略希望能在西班牙和法國間建設(shè)約5000萬千瓦輸電能力的線路，以充分利用光照充足的西班牙光伏發(fā)電。同時，在英國和法國間建立約1200萬千瓦的線路，以輸送英國近年來大力發(fā)展的海上風電。
在這樣的國際化背景下再去打量特壓，如果中國能利用特壓工程實踐積累人才和技術(shù)，并積極推動這些技術(shù)參與全球競爭，所取得的收益又豈是用貴賤可以來簡單衡量的。能源全球互聯(lián)網(wǎng)，這才是能源戰(zhàn)爭后的決勝之地。
我們可以做出這樣的假設(shè)，假如2050年北京的500萬輛機動車全部變成電動車，這將對電網(wǎng)、煤礦和石油生產(chǎn)意味著什么？也許到那時人們才會認識到現(xiàn)在的特壓爭論和電網(wǎng)規(guī)劃的重要性和特殊性。(文Ｉ德國華人新能源協(xié)會主席 廖宇)
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