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构建第三代智能电网应对新能源革命

发布日期:2013-10-08    信息来源:中国电力网

面对化石能源日渐枯竭和全球气候、环境变化的现实压力,一场新能源革命在全球范围内正悄然兴起。以可再生能源逐步替代化石能源,实现可再生能源和核能等清洁能源在一次能源生产和消费中占更大份额,建立可持续发展的能源系统,是新能源革命的主要目标。

党的十八大报告中提出,推动能源生产和消费革命,控制能源消费总量,支持节能低碳产业和新能源、可再生能源发展,确保国家能源安全。可以预见,我国以煤为主的能源结构和电源结构也将在今后几十年内逐步改变。

在新能源变革的条件下,电网的重要性日益突出。电网将成为大规模新能源电力的输送和分配网络,与分布式电源、储能装置、能源综合高效利用系统有机融合,成为灵活、高效的智能能源网络。随着可再生能源、核能、天然气等清洁能源发电在未来有望成为主力电源,电网的发展将作出重大转型。

从我国资源禀赋来看,我国西部地区资源非常丰富,例如西南的水力资源,西北的太阳能、风能资源等。但同时这些地区又是经济欠发达、人口稀少、自然环境比较恶劣的地区,当地能源消耗很少。而华北、华中、华东等地,资源相对匮乏,用电消耗量却非常大。因此,西北、西南等地丰富的资源需要转化为电能,通过电网高效率传输到千家万户。做到这些对传统电网来说很难。

传统电网常规电源和电力负荷增长变化相适应,可以随时调节维持平衡。但是,新能源电力进入以后,就给这个平衡造成了很大威胁。由于电力现在还不能大规模存储,而可再生能源又具有间歇性和不稳定的特性,因此维持这样的平衡十分困难。

到目前为止,电网经历了三代演变。第一代电网是二战前以小机组、低电压、孤立电网为特征的电网兴起阶段。第二代电网是二战后以大机组、超高压、互联大电网为特征的电网规模化阶段。未来第三代电网将是一、二代电网在新能源革命下的传承和发展,以非化石能源发电占较大份额和智能化为主要特征,是电网发展的可持续化、智能化阶段,是未来可持续发展的能源体系的重要组成部分。第三代电网的电源结构将是大容量集中式电源与分布式电源相结合;电网结构将是大规模主干输电网与地方输配电网、微电网相结合的模式。

与传统电网相比,未来电网应具备如下四个特点:一是具有接纳大规模可再生能源电力的能力;二是实现电力需求侧响应、分布式电源、储能与电网的有机融合,大幅度提高终端能源利用效率;三是具有极高的供电可靠性,基本排除大面积停电的风险,包括自然灾害的冲击;四是与通信信息系统广泛结合,实现覆盖城乡的能源、电力、信息综合服务体系。

主干输电网能适应风能、太阳能等大规模可再生能源电力和水电、清洁煤电等大型常规能源基地的大容量远距离电力输送、大范围优化配置和间歇性功率相互补偿等需要,实现输电网的安全、高效运行。

配电网应能适应中小型分布式电源的开放接入和电力需求侧互动管理的需求,配电网终端将较多采用微网结构,可实现潮流的双向控制,提高供电可靠性和终端能源利用效率,并形成多网合一的能源信息综合服务体系。降低线损,提高输配电网的利用效率是建设下一代电网的重要任务。通过智能传感网络和信息系统,在用户端实现分布式电源、储能装置、电动汽车充放电、能源综合高效利用系统与电网有机融合、双向互动,形成灵活、高效的智能能源网络,能大幅度提高终端能源利用效率。

当前,我国发电总装机容量和电网规模均已居世界首位。随着大规模可再生能源电力的发展,从电力流预测结果来看,我国将始终存在大容量远距离输电的基本需求。在发展大容量远距离交直流输电方面,国家电网已走在世界前列,为实现我国新能源的长期、稳定、健康、可持续发展提供了坚实保障。

未来,我国西部水电、西部和北部超大规模荒漠太阳能电站、北部西北部大规模风电等将有很大发展。未来西电东送输电网将由目前满足水电和煤电的大容量远距离外送为主,逐步转变为水电、煤电、大规模风电和荒漠太阳能电力外送并重,输电网的功能将由单纯输送电能转变为输送电能与实现各种电源相互补偿调节相结合。因此加快建设交直流特高压输电网络成为建设第三代电网的当务之急。

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