未來智能電網(wǎng)是否如人們所期待的那樣,可以大規(guī)模接入新能源電力、保證高效率遠距離輸電的安全性和可靠性?在以“未來電網(wǎng)及電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展預(yù)測和對策”為主題的香山科學(xué)會議第436次研討會上,專家們認(rèn)為,從現(xiàn)在起到2050年,將是我國電網(wǎng)向智能化轉(zhuǎn)型的過渡期,而能否在高效率、安全性和可持續(xù)發(fā)展方面經(jīng)受住挑戰(zhàn),則有賴于儲能、輸電、調(diào)度配置等相關(guān)技術(shù)取得重大突破。
新能源占比會越來越大
中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布的《全國電力工業(yè)統(tǒng)計快報》顯示,2011年,我國火電發(fā)電量為3.8億千瓦時,占比為82%,其中煤電發(fā)電比例為80%。國家《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提到,到2020年,水電裝機容量計劃達到4.2億千瓦、風(fēng)電2億千瓦、太陽能5000萬千瓦。照此計算,到“十二五”結(jié)束,我國煤電發(fā)電比例將降至60%左右。從遠期來看,至2050年,煤電發(fā)電比例將降至40%。
未來新能源將成為電網(wǎng)輸送的主角。不過,由于可再生能源具有間歇性、波動性、分散性等特點,其并入傳統(tǒng)電網(wǎng)時將面臨挑戰(zhàn)。然而,中科院電工研究所研究員肖立業(yè)認(rèn)為,不同種類的可再生能源有很好的時空互補性,并且還可發(fā)揮儲能作用。中科院院士周孝信則指出:“與電源的轉(zhuǎn)型相結(jié)合,電網(wǎng)發(fā)展總體上應(yīng)側(cè)重國家骨干輸電網(wǎng)與地方輸配電網(wǎng)、微網(wǎng)相結(jié)合的模式!
電網(wǎng)的功能需越來越多
周孝信描繪了我國未來電網(wǎng)發(fā)展方向——既能適應(yīng)水能、風(fēng)能、太陽能發(fā)電等大規(guī)?稍偕茉措娏Φ男枰,又能適應(yīng)清潔煤電、核電等集中發(fā)電基地的的需要,也能適應(yīng)對分布式能源電力開放、促進微網(wǎng)發(fā)展、提高終端能源利用效率的需求。
在中國電力科學(xué)研究院總工程師湯涌看來,我國能源資源分布不均衡,未來的電力負(fù)荷中心地區(qū)仍將集中在華北、華東、華中地區(qū)!爸敝2020年,我國都將存在大規(guī)模的電力遠距離輸送需求!
對我國未來電力發(fā)展和輸電需求的初步估算結(jié)果表明,按未來達到中等發(fā)達國家人均用電8000千瓦時的水平計算,全國用電量12萬億千瓦時,全國發(fā)電等價裝機為24億千瓦?紤]煤電10億千瓦(裝機比例為41.6%),其中四分之一為西電東送,再加上西部水電、風(fēng)電和光電,西電東送的整體規(guī)模依然較大。
如何解決遠距離輸電的難點,國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院研究員湯廣福認(rèn)為,直流電網(wǎng)技術(shù)將是有效手段之一。如東北西北火電、風(fēng)電可通過局部電網(wǎng)、直流的方式送入“三華”地區(qū)電網(wǎng)。
期待相關(guān)技術(shù)突破
與會專家預(yù)測,從現(xiàn)在到2030年,我國輸電骨干網(wǎng)仍將基本保持超/特高壓交直流輸電網(wǎng)模式,但在基礎(chǔ)研究和前沿高科技研發(fā)的支持帶動下,將有可能出現(xiàn)新的輸電技術(shù),推動輸電方式突破。根據(jù)技術(shù)突破程度的不同,可能有兩種模式:一種是超/特高壓交直流輸電網(wǎng)模式,延續(xù)目前的發(fā)展模式;另外一種就是多端高壓直流輸電網(wǎng)和超/特高壓交流輸電網(wǎng)的混合模式,后者更依賴于相關(guān)先進技術(shù)的重大突破和技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)越性的比較。
由于交流大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定問題日益突出,直流電網(wǎng)也可從技術(shù)上克服交流電網(wǎng)的固有缺陷,從而提高未來電網(wǎng)的可靠性。“因此,輸電網(wǎng)向直流方向過渡將是一個重要的趨勢!毙ちI(yè)指出。
專家一致建議,設(shè)立“直流輸電裝備和系統(tǒng)相關(guān)基礎(chǔ)科學(xué)問題研究”國家研究項目,為我國新型電壓源直流輸電系統(tǒng)和新型直流斷路器等的研制與應(yīng)用打下理論基礎(chǔ)。同時,由于未來能源電力結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型對配電系統(tǒng)發(fā)展的影響顯著,專家還建議設(shè)立“電力系統(tǒng)先進儲能系統(tǒng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)科學(xué)問題研究”國家研究項目,著重解決電力系統(tǒng)(含電動汽車)中急需應(yīng)用的新型蓄能電池、大規(guī)模壓縮空氣等儲能系統(tǒng)的集成機理與設(shè)計優(yōu)化,為儲能系統(tǒng)在可再生能源的大規(guī)模發(fā)展、提高電力系統(tǒng)效率和發(fā)展智能電網(wǎng)等方面發(fā)揮積極作用,奠定理論基礎(chǔ)。