中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：能源危機(jī)和氣候變化問題，都將使得未來全球的能源供應(yīng)形勢(shì)，從現(xiàn)在的區(qū)域內(nèi)供應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦蠓秶摹⒏嘈问降哪茉垂?yīng)。以風(fēng)電為代表的可再生能源迅猛發(fā)展，極大了減少大量化石能源的使用，其引發(fā)的能源結(jié)構(gòu)與布局的調(diào)整也將引起能源在全球范圍內(nèi)更加優(yōu)化配置。因此，構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)，形成一個(gè)服務(wù)范圍廣、配置能力強(qiáng)、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺(tái)正逢其時(shí)。
為了促進(jìn)可再生能源利用、保障能源供應(yīng)安全、構(gòu)建歐洲統(tǒng)一能源市場(chǎng)，歐洲電力系統(tǒng)進(jìn)行了一系列調(diào)整，提升了其在能源供應(yīng)體系中的地位。
歐洲輸電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營機(jī)構(gòu)于2012年發(fā)布了研究與發(fā)展路線圖的征求稿。2013年，歐盟提出了2013~2022年10年研究與創(chuàng)新路線圖。2014年，歐洲輸電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營機(jī)構(gòu)公布了到2030年的 10年電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，展望了未來歐洲電網(wǎng)可能的發(fā)展方向。可以預(yù)見到的是，在未來的能源結(jié)構(gòu)中，互聯(lián)電網(wǎng)將在實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)、保障能源安全等方面發(fā)揮越來越重要的作用。
歐洲電網(wǎng)不僅是世界上最大的區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)、電源裝機(jī)總量最大的電網(wǎng)，世界上少見地實(shí)現(xiàn)了多國互聯(lián)的電網(wǎng)，也是世界范圍內(nèi)推進(jìn)以高比例可再生能源為特征的能源轉(zhuǎn)型典范。其區(qū)域內(nèi)互聯(lián)現(xiàn)狀和各國電源結(jié)構(gòu)的研究，對(duì)我國能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，及全球范圍內(nèi)能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)都具有重要的借鑒作用。
歐洲主要國家能源與電力現(xiàn)狀
德國是可再生能源大國，截至2014年年底已連續(xù)第 9年保持世界光伏發(fā)電第一，也是世界工業(yè)化大國中唯一的光伏發(fā)電裝機(jī)容量超過風(fēng)電的國家。德國電網(wǎng)中，新能源（太陽能與風(fēng)能）的裝機(jī)容量比例約 38%，煤電裝機(jī)的裝機(jī)容量約占 25%的比例，氣電裝機(jī)占 16%，抽水蓄能電站裝機(jī)容量約占 4%。氣電、煤電和抽水蓄能這 3種機(jī)組的裝機(jī)總?cè)萘颗c新能源機(jī)組裝機(jī)容量的比例約為 1.18:1。這表明，在目前德國電網(wǎng)系統(tǒng)中，每 1兆瓦的新能源機(jī)組（風(fēng)電和太陽能機(jī)組），相應(yīng)的配備有 1.18兆瓦的傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組（氣電、煤電和抽水蓄能）作為配合。
德國電網(wǎng)位于歐洲大陸的中心，與周圍許多國家，尤其是法國、荷蘭、丹麥和捷克的電網(wǎng)聯(lián)系非常緊密。德國電網(wǎng)與周圍電網(wǎng)的互聯(lián)傳輸能力，受入容量可以達(dá)到 17295兆瓦。如果以新能源裝機(jī)容量作為基數(shù)，其傳統(tǒng)機(jī)組為 1.18倍，最大負(fù)荷為 1.06倍，互聯(lián)電網(wǎng)的傳輸能力為 0.23倍。傳統(tǒng)機(jī)組加上互聯(lián)網(wǎng)的支撐能力，比最大負(fù)荷高出約 35%，這高出了電源規(guī)劃中對(duì)于電源需高出負(fù)荷 15%~20%的裕度要求。這正是德國電網(wǎng)在高比例可再生能源并網(wǎng)的情況下，仍能夠保持安全穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要基礎(chǔ)。
法國的電源結(jié)構(gòu)以核電為主，在全部裝機(jī)容量中的比例超過了60%，居世界首位。而其他新能源裝機(jī)容量較低，風(fēng)電和太陽能均低于1%。煤電、氣電以及抽水蓄能這3種發(fā)電類型是電網(wǎng)中重要的調(diào)節(jié)電源。煤電占比為4%，氣電占比6%，抽蓄的比重為5%，分別是新能源機(jī)組裝機(jī)容量的 11.8倍、15.1倍和12.2倍。
法國電網(wǎng)東接德國電網(wǎng)，北接英國電網(wǎng)，南接伊比利亞半島西班牙電網(wǎng)。法國電網(wǎng)與周圍電網(wǎng)的互聯(lián)傳輸能力，受入容量可以達(dá)到 12395兆瓦，其中有 1400兆瓦剛剛于 2015年 2月建成。這一互聯(lián)容量如果全部使用的話，可以滿足約全年最大負(fù)荷 84343兆瓦的 15%的供應(yīng)，能夠很好地平衡法國電網(wǎng)由于核電可調(diào)能力不足所造成的電網(wǎng)安全穩(wěn)定問題。
丹麥?zhǔn)鞘澜缟峡沙掷m(xù)發(fā)展水平最高的國家之一，也是僅有的幾個(gè)可再生能源裝機(jī)容量接近化石能源裝機(jī)的國家之一。丹麥沒有核電機(jī)組，常規(guī)水電與抽水蓄能電站裝機(jī)容量也幾乎為0，但其風(fēng)電與太陽能發(fā)電的發(fā)展非常迅猛，技術(shù)居于世界領(lǐng)先地位，是僅有的新能源裝機(jī)超過 35%的國家。其風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量達(dá)到了4845兆瓦，太陽能發(fā)電機(jī)組達(dá)到了601兆瓦。而煤電機(jī)組的裝機(jī)容量為4847兆瓦，氣電機(jī)組的裝機(jī)容量為2941兆瓦，與新能源機(jī)組裝機(jī)容量的比值分別為0.92倍和0.56倍。
丹麥電網(wǎng)位于歐洲大陸的北部，南鄰德國電網(wǎng)，北靠北歐電網(wǎng)。丹麥電網(wǎng)與周圍電網(wǎng)的互聯(lián)傳輸能力，受入容量可以達(dá)到5820兆瓦，與挪威電網(wǎng)互聯(lián)容量1000兆瓦，與德國電網(wǎng)為 1780兆瓦，與瑞典電網(wǎng)為2440兆瓦。丹麥電網(wǎng)2014年的最高負(fù)荷僅為5744兆瓦，與鄰國電網(wǎng)互聯(lián)的容量已經(jīng)超出了本國的最大負(fù)荷。加上丹麥電網(wǎng)內(nèi)部2941兆瓦的氣電容量以及4847兆瓦的煤電容量，丹麥電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力巨大，尤其是在應(yīng)對(duì)可再生能源所引起的波動(dòng)性問題上。這也是丹麥電網(wǎng)在一段時(shí)期風(fēng)電機(jī)組所發(fā)電量超出區(qū)內(nèi)最大負(fù)荷運(yùn)行的一個(gè)重要條件和原因。
構(gòu)建國家間同步電網(wǎng)的平臺(tái)需求
由歐洲這些主要國家的能源及互聯(lián)狀況可以看到，構(gòu)建國家間互聯(lián)電網(wǎng)，需要有相應(yīng)的平臺(tái)和機(jī)制支持。
首先要做好物理平臺(tái)建設(shè)。各電網(wǎng)之間互聯(lián)傳輸能力的提升，是構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)最重要的物理基礎(chǔ)，這也是歐洲電網(wǎng)下一階段建設(shè)最為重要的一項(xiàng)內(nèi)容。目前，歐盟成員國中有 12個(gè)國家的互聯(lián)比——互聯(lián)容量除以本國裝機(jī)容量——低于10%。歐盟所制定的電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃目標(biāo)是，到2020年，歐盟成員國的互聯(lián)比都普遍達(dá)到10%~15%，一些可再生能源裝機(jī)比例較高的地區(qū)達(dá)到15%以上。這些電網(wǎng)物理平臺(tái)的建設(shè)需求，亟需先進(jìn)輸電技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，以保證長距離、大負(fù)荷輸電情況下電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
其次是要有信息平臺(tái)支持。隨著歐洲各國電網(wǎng)之間互聯(lián)的增強(qiáng)和各國之間電能交換的增加，迫切需要一個(gè)一體化的信息交互平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)電網(wǎng)的信息交換需求。這一信息平臺(tái)應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的電網(wǎng)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸，以確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定；能夠?qū)崿F(xiàn)可再生能源發(fā)電數(shù)據(jù)的快速分析與共享，以支撐電力在歐洲范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)平衡；還應(yīng)滿足電力市場(chǎng)運(yùn)行和實(shí)時(shí)電價(jià)建立的信息通信需求，以保證市場(chǎng)價(jià)格機(jī)制發(fā)揮作用、實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。
最后還要有配套的融資機(jī)制?；ヂ?lián)電網(wǎng)的建設(shè)涉及巨額的資金投入，需要建立相應(yīng)的融資機(jī)制，以保障建設(shè)的順利進(jìn)行。為此，歐盟通過設(shè)立連接歐洲設(shè)施、歐盟結(jié)構(gòu)和投資基金和歐洲戰(zhàn)略投資基金等3項(xiàng)資助基金，對(duì)歐洲互聯(lián)電網(wǎng)的建設(shè)進(jìn)行支持，保障電網(wǎng)建設(shè)的順利完成。
從歐洲同步電網(wǎng)的建設(shè)可以看到，構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)，首先應(yīng)保證大電網(wǎng)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)區(qū)域內(nèi)的互濟(jì)互供。隨著新能源接入比例的增加，發(fā)揮大電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，備用等輔助服務(wù)的作用將更加重要。例如丹麥電網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)容量已經(jīng)超出了最大負(fù)荷，在丹麥風(fēng)電出力不足的情況下，如果沒有鄰國電源的支撐，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行將難以保障。
此外，還要實(shí)現(xiàn)電源結(jié)構(gòu)的合理配置，保障充足的可調(diào)度資源。這需要在規(guī)劃階段，協(xié)調(diào)好調(diào)度電源容量與波動(dòng)性新能源發(fā)電容量的優(yōu)化規(guī)劃，保證系統(tǒng)具有充足的可調(diào)度資源，還要應(yīng)用如大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)等新型電力技術(shù)。同時(shí)，要適時(shí)提高對(duì)風(fēng)能、太陽能等波動(dòng)性新能源的控制能力，使其成為可調(diào)度電源。在這一點(diǎn)上，德國電網(wǎng)中的傳統(tǒng)機(jī)組加上互聯(lián)網(wǎng)的支撐，保證了德國電網(wǎng)在高比例的可再生能源并網(wǎng)的情況下，仍然能夠保持安全穩(wěn)定運(yùn)行。
構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)還應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)各區(qū)域電網(wǎng)之間的互聯(lián)程度，加強(qiáng)主干網(wǎng)架的建設(shè)。歐洲各國電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在很大程度上得益于電網(wǎng)互聯(lián)所提供的備用容量。也正是有了電網(wǎng)的互聯(lián)，使得各國的資源能在全歐洲范圍內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化配置。加強(qiáng)電網(wǎng)的互聯(lián)，構(gòu)建跨區(qū)域的互聯(lián)能源網(wǎng)，已逐步成為歐洲電網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)共識(shí)。
