中國儲能網(wǎng)訊：9月16日，國家能源局發(fā)布《關(guān)于2021年度全國可再生能源電力發(fā)展監(jiān)測評價(jià)結(jié)果的通報(bào)》（以下簡稱通報(bào)）。通報(bào)分析了我國2021年度可再生能源電力發(fā)展總體情況、各?。▍^(qū)、市）可再生能源消納責(zé)任權(quán)重完成情況、重點(diǎn)地區(qū)新能源利用小時(shí)數(shù)以及全國特高壓直流輸送可再生能源情況。整體來看，通過直流特高壓輸送的新能源電量僅占新能源總發(fā)電量的不足10%，風(fēng)光火打捆送出的線路可再生能源占比僅29%，客觀反映了新能源遠(yuǎn)距離輸送難的問題。
一、直流特高壓輸送可再生能源情況
2021年，我國在運(yùn)直流特高壓共計(jì)17條，總輸電能力約1.34億千瓦時(shí)。通報(bào)顯示直流特高壓全年輸送電量4887億千瓦時(shí)，其中可再生能源電量2871億千瓦時(shí)，同比提高18.3%，可再生能源電量占全部輸送電量的58.7%。根據(jù)統(tǒng)計(jì)直流特高壓的輸電能力，2021年全國直流特高壓的平均輸電小時(shí)數(shù)約為3630小時(shí)。各直流輸電情況見表1：
表1 2021年直流特高壓輸電情況
二、可再生能源輸送情況分析
我國2021年在運(yùn)特高壓地域分布如下圖，直流特高壓功能在于解決資源和負(fù)荷中心分布失衡的問題，呈現(xiàn)出“西電東送、北電南送”特征。同時(shí)，從直流特高壓的電力來源可以大致分為兩組：一是復(fù)奉、錦蘇、賓金等南方8條特高壓直流，用于將西南的水電輸送至華東、南方等區(qū)域電網(wǎng)；二是天中、靈紹等9條特高壓直流，用于將西北、華北、東北的火、水（主要是青豫直流）、風(fēng)、光電力打捆輸送至東部負(fù)荷中心。
圖1 2021年底我國特高壓骨干網(wǎng)架示意圖（此圖參考全球能源互聯(lián)網(wǎng)合作組織：《中國“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃研究》）
結(jié)合表1數(shù)據(jù)，全國直流特高壓線路在利用小時(shí)、可再生能源占比方面存在較大的差異，具體表現(xiàn)在：
一是不同線路利用小時(shí)差異較大。全國直流特高壓平均利用小時(shí)約3630小時(shí)（其中雅湖直流年中投運(yùn)），約為2021年10月發(fā)改委發(fā)布的《跨省跨區(qū)專項(xiàng)工程輸電價(jià)格定價(jià)辦法》缺省值（4500小時(shí)）的80%。從單條線路來看，利用小時(shí)數(shù)差異非常大，在不足2000小時(shí)至6000小時(shí)之間。筆者分析，利用小時(shí)主要受送端配套電源和電網(wǎng)的影響，一方面部分直流投運(yùn)時(shí)間較晚，利用小時(shí)還屬于爬坡階段，如青豫、昆柳龍、雅湖直流等；另一方面，部分直流送端電網(wǎng)比較薄弱，電源組織也比較困難，限制了送電能力的提升。
二是整體可再生能源占比超過50%，但南高北低特點(diǎn)明顯。全國直流特高壓可再生能源電力占比達(dá)到58.7%，高于《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》等文件中“新建通道可再生能源電量比例原則上不低于50%”的要求，但主要貢獻(xiàn)來自于南方8條直流和青豫直流，可再生能源電力占比接近100%，因?yàn)樗投穗娫椿緸樗?，而水電具有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力和安全支撐能力，能夠?qū)崿F(xiàn)直流系統(tǒng)的安全運(yùn)行。但此外9條主要輸送風(fēng)光火打捆電力的直流，輸送的可再生能源電量僅有820.7億千瓦時(shí)，可再生能源電力占比平均值僅29%（遠(yuǎn)低于50%的要求），其中絕大部分應(yīng)該為新能源。根據(jù)以上數(shù)據(jù)估計(jì)2021年通過直流特高壓跨區(qū)輸送的新能源電量不超過900億千瓦時(shí)，約占2021年新能源總發(fā)電量的9%。
三、破解新能源遠(yuǎn)距離輸送難問題
（一）新能源遠(yuǎn)距離輸送難
我國風(fēng)光資源稟賦不均衡的特性，決定了三北地區(qū)新能源大基地建設(shè)是發(fā)展新能源的重要組成，而如何將新能源電力遠(yuǎn)距離輸送是制約大基地建設(shè)的最大瓶頸。盡管國家多次提出“風(fēng)光基地+先進(jìn)煤電+特高壓輸電”為載體的新能源供給消納體系，但當(dāng)前直流特高壓輸送新能源電力的基本情況，客觀說明了新能源遠(yuǎn)距離輸送難的問題。筆者認(rèn)為有以下幾點(diǎn)原因：
一是新能源間歇性的資源特點(diǎn)使輸電效率降低。新能源發(fā)電具有“靠天吃飯”的特性，同等裝機(jī)功率下發(fā)電利用小時(shí)數(shù)低，即便實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、光伏1：1復(fù)用輸電通道，其利用小時(shí)數(shù)也僅達(dá)到3000小時(shí)，新能源電源的低密度特性決定了其輸電效率較低。
二是需要大量火電進(jìn)行安全支撐，擠占一定的輸電空間。新能源對電力系統(tǒng)不具備主動(dòng)的安全支撐能力，自身的電壓、頻率耐受性能也較差，特高壓直流運(yùn)行時(shí)也需要堅(jiān)強(qiáng)的送受端電網(wǎng)提供電壓支撐，以防止直流換向失敗等問題。所以，理想中新能源占電量主體的特高壓送出難以實(shí)現(xiàn)，三北地區(qū)新能源基地需要配套較大比例的火電機(jī)組，進(jìn)行風(fēng)光火打捆外送是電力系統(tǒng)安全要求帶來的必然結(jié)果，導(dǎo)致部分輸電空間被火電擠占。
（二）相關(guān)建議
新能源大基地的加快建設(shè)，是完成我國非化石能源發(fā)展目標(biāo)的重要內(nèi)容，關(guān)系到“雙碳”目標(biāo)的成敗，而加大新能源電力遠(yuǎn)距離輸送，是解決新能源消納問題的關(guān)鍵之一。筆者認(rèn)為有以下手段：
一是在提升送端功率調(diào)節(jié)能力。新能源功率波動(dòng)的特點(diǎn)，是導(dǎo)致輸電通道利用率低的“頑疾”，提高直流特高壓利用效率需要在送端對新能源出力進(jìn)行平滑處理。一方面充分利用風(fēng)、光出力時(shí)間差特性，優(yōu)化兩種電源的配置比例；二是按照送端出力曲線配置一定儲能裝置，同時(shí)進(jìn)行煤電靈活性改造與建設(shè)一定比例的光熱電站，提升功率調(diào)整能力。
二是加大柔性直流等新型特高壓技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。柔性直流具有靈活的有功、無功支撐能力，能降低直流系統(tǒng)對送受端電網(wǎng)以及常規(guī)機(jī)組的安全依賴，也具備多端直流組網(wǎng)功能，有利于新能源電力的多點(diǎn)組織和匯集，特別適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)、電網(wǎng)薄弱地區(qū)新能源大基地的外送。隨著柔性直流技術(shù)的進(jìn)步和成本的下降，將成為提升新能源遠(yuǎn)距離外送能力的重要技術(shù)手段。
