核心提示：大規(guī)模、高集中是我國風(fēng)電開發(fā)的主要特征，加快特高壓跨區(qū)輸電通道建設(shè)能夠有效擴大風(fēng)電消納范圍，顯著提高電力系統(tǒng)消納風(fēng)電的能力，對于保障風(fēng)電的規(guī)?；_發(fā)和利用至關(guān)重要。
記者：我國風(fēng)電等可再生能源為何不能進行就地消納，而一定要進行外送?
郭劍波：電能利用的根本問題在于不能大規(guī)模存儲，必須實時生產(chǎn)實時消納，電力系統(tǒng)中用以調(diào)峰的傳統(tǒng)電源的調(diào)節(jié)能力、負荷水平及其特性對本地風(fēng)電的就地消納有著較大影響。因此，風(fēng)電能否就地消納需要根據(jù)不同地區(qū)的特點具體問題具體分析。就我國情況來看，風(fēng)電、光伏發(fā)電主要集中在“三北”地區(qū)，這一地區(qū)電源結(jié)構(gòu)單一，以火電為主，且供熱機組比重大，燃油燃氣及抽水蓄能等靈活調(diào)節(jié)電源不足2%，電源調(diào)峰能力十分有限，冬季供熱期的調(diào)峰尤為困難。擴大風(fēng)電、光伏電源的消納范圍有利于提高風(fēng)電、光伏的利用效率，適應(yīng)其規(guī)模開發(fā)的需要。
國外經(jīng)驗也表明，大規(guī)?？稍偕茉葱枰诟蠓秶鷥?nèi)進行消納平衡，與其他電源形式形成互補。因此，各國相繼推出了擴大聯(lián)網(wǎng)的計劃，如歐洲的環(huán)地中海國家聯(lián)網(wǎng)計劃等。
當(dāng)前，我國加快構(gòu)建“三華”特高壓同步電網(wǎng)，建設(shè)東北與華北直流背靠背擴建以及哈密、酒泉直流外送工程，將擴大“三北”地區(qū)風(fēng)電消納范圍，從根本上實現(xiàn)風(fēng)電規(guī)模化開發(fā)和有效利用。
記者：為何我國要建設(shè)特高壓電網(wǎng)外送風(fēng)電?采用其他電壓等級，比如說500千伏行不行?
郭劍波：根據(jù)測算，1條特高壓輸電線路的輸送容量是500千伏的4倍多，輸送距離是500千伏的2倍。我國的大型風(fēng)電等可再生能源基地大多距離東部負荷中心遙遠，需要高電壓等級輸電和直流輸電。
為充分消納“三北”地區(qū)風(fēng)電等可再生能源和應(yīng)對電力系統(tǒng)規(guī)模的超常規(guī)發(fā)展，當(dāng)前，國家電網(wǎng)公司已按照“建設(shè)大基地、融入大電網(wǎng)”發(fā)展思路，加強統(tǒng)一規(guī)劃，加快調(diào)峰電源和特高壓跨區(qū)輸電通道建設(shè)，力求從根本上解決風(fēng)電等可再生能源的消納問題，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
記者：您剛才提到，特高壓的建設(shè)目的之一是遠距離輸電，而直流輸電系統(tǒng)也可實現(xiàn)遠距離輸電，還可以從容構(gòu)建異步電網(wǎng)。采用直流輸電技術(shù)實現(xiàn)遠距離輸電，在全國范圍內(nèi)構(gòu)建多個異步電網(wǎng)互聯(lián)是否可行?
郭劍波：如果全部依賴直流輸電，以華東為例，未來如果新增電力需求全部通過直流送入，即使后續(xù)建設(shè)全部采用特高壓直流，其直流回路數(shù)也將多達19回甚至更多，而且其中三分之二以上都擠在長三角有限的區(qū)域內(nèi)，形成了行業(yè)內(nèi)所說的“多饋入直流受端系統(tǒng)”，國際大電網(wǎng)委員會(CIGRE)的直流工作組(Working Group B4.41)對這種電網(wǎng)存在的風(fēng)險在其《多饋入直流系統(tǒng)》(Systems with Multiple DC Infeed)中已經(jīng)明確指出。實際分析也顯示，一旦這種電網(wǎng)出現(xiàn)，其運行如履薄冰，一個故障就可以令全網(wǎng)崩潰。
從上世紀(jì)80年代起，中國電力科學(xué)研究院就進行了仿真計算研究，結(jié)果表明，當(dāng)受端交流系統(tǒng)因故障電壓下降時，直流換流站的無功設(shè)備出力將顯著降低，從系統(tǒng)吸收無功功率將大幅增加，惡化系統(tǒng)電壓穩(wěn)定水平，從而引起饋入的多個直流系統(tǒng)同時換相失敗，難以恢復(fù)，其后果就是全網(wǎng)崩潰，發(fā)生大面積停電。因此，電壓穩(wěn)定是多直流饋入系統(tǒng)面對的主要問題，而堅強的交流受端電網(wǎng)是多直流饋入系統(tǒng)正常運行的根本保障。
通俗來講，直流電網(wǎng)和交流電網(wǎng)的相互關(guān)系，就如同輸水管和蓄水池，蓄水池越大越強，可承受的輸水能力也越強。因此，單純依賴直流輸電無法滿足我國電網(wǎng)發(fā)展的需求，交、直流輸電方式各有所長，本身沒有排他性，而是互為補充。在電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)中應(yīng)注意發(fā)揮各自優(yōu)勢，使兩種輸電方式能夠各盡所能，相得益彰。
記者：目前，國家電網(wǎng)公司正在建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、自動化、互動化特征的堅強智能電網(wǎng)，堅強智能電網(wǎng)將如何幫助新能源接入?
郭劍波：智能電網(wǎng)的信息化是指以通信信息平臺為支撐，信息流與電力流、業(yè)務(wù)流高度融合，實現(xiàn)實時和非實時信息的高度集成、共享與利用;自動化是指依靠先進的自動控制策略，全面提高電力系統(tǒng)的自動化水平;互動化是指電網(wǎng)與電源、用電設(shè)施和電力用戶之間實現(xiàn)信息雙向溝通，能夠自適應(yīng)交互調(diào)整。因此，智能電網(wǎng)能夠最大程度接納新能源，并使電力系統(tǒng)運行達到最佳狀態(tài)。
在智能電網(wǎng)的電源接入環(huán)節(jié)，應(yīng)用新能源發(fā)電環(huán)境下的廠網(wǎng)協(xié)調(diào)運行技術(shù)，風(fēng)電和太陽能發(fā)電的分析仿真、功率預(yù)測和并網(wǎng)運行控制等先進技術(shù)以及研制大容量儲能設(shè)備，可滿足我國大范圍電能安全優(yōu)化調(diào)配的新能源接入需求。
在智能電網(wǎng)的輸電環(huán)節(jié)，集成應(yīng)用新材料、新工藝，采用柔性交流輸電技術(shù)，提高線路輸送能力和潮流控制的靈活性，可為新能源接入提供靈活調(diào)度和控制手段;在大電網(wǎng)廣域量測基礎(chǔ)上，構(gòu)建與新能源大規(guī)模接入相適應(yīng)的調(diào)度支撐平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化、運行監(jiān)視全景化、安全評估動態(tài)化、調(diào)度決策精細化、廠網(wǎng)協(xié)調(diào)最優(yōu)化，將有效支撐新能源的大規(guī)模集中接入。
在智能電網(wǎng)的配用電環(huán)節(jié)，大力發(fā)展微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及分布式發(fā)電/儲能的協(xié)調(diào)控制技術(shù)，將構(gòu)建適應(yīng)多種能源大量并網(wǎng)和分布式管理的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);搭建配電網(wǎng)調(diào)控一體化智能技術(shù)支持系統(tǒng)，實現(xiàn)對配電網(wǎng)中大量分布式電源的靈活調(diào)控與優(yōu)化運行，從而有效提高大量分布式新能源接入環(huán)境下配電網(wǎng)的可靠性與電能質(zhì)量;通過高效互動的需求側(cè)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)智能電網(wǎng)與用戶分布式發(fā)電之間實時交互響應(yīng)，將指導(dǎo)用戶側(cè)分布式電源的科學(xué)發(fā)電，提高分布式新能源的利用效率;建設(shè)電動汽車智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，充分發(fā)揮電動汽車的儲能作用，可為配電網(wǎng)接納分布式新能源提供支撐，并滿足用戶的多元化需求。
