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为什么说特高压是构建全球能源互联网的基础?

        发布时间:2017-11-06        

随着全球能源供需矛盾日益突出和能源布局的变化,特高压电网在构建国家级电网及全球能源互联网中的作用将更加重要。加快建设以特高压电网为核心的坚强智能电网,不仅是国家的需要,也是世界的需要。

1.为什么构建全球能源互联网可实现可再生能源的大范围优化配置?

全球能源互联网是电网和通信网紧密结合的产物。第一,由于可再生能源是“看天吃饭”,其使用具有波动性,因此要求客户随着发电能力来调节自己的用电量,过去客户要用多少电,就需要发多少电。在可再生能源大规模发展的情况下,可以做到发多少电,客户用多少电。而这必须要通过全球能源互联网来实现,客户通过互联网络可以得知什么地方、什么时候有什么样、多位大规模的能源可用。第二,化石能源的发电设备一般都是几十万千瓦的,分布集中,而最大的风力发电机也只有几千千瓦,分布式光伏电站则大部分功率只有几十千瓦至几百千瓦,分布范围广泛。只有通过与通信网紧密结合的全球能源互联网,才能将小型、分散的可再生能源集中起来,在大电网中调配。第三,未来能源主要使用风能和太阳能等可再生能源,而可再生能源具有气象波动和天文波动特性,可以通过建立大电网,在一定程度上抑制气象波动和天文波动。比如,以太阳能发电为例,东部已经到了中午,西部还在早上,可以把电力流往东边传输。电网越大,对电网相互之间的电力生产与消费的补偿作用越大,要使风光电发电量的异地气候不相关性尽可能得到补偿,就需要尽可能地扩大远程输电网的覆盖范围。因此,只有通过全球能源互联网,可再生能源才能够在大范围优化配置。

2. 为何说特高压输电是构建全球能源互联网的基础?

未来,功率巨大且不稳定的风电与太阳能电力传输,以及随之产生的包括可调节电源、储能和灵活用电在内的智能电网运行,都需要非常可靠和高效的技术和经济机制,即全球能源互联网,在很大区域内进行调节控制,这能够解决未来大量的可再生能源电力并网后带来的许多问题。

目前,化石能源电站大部分距用电负荷距离较近,不用远距离传输;而未来的可再生能源分布较广,赤道的太阳能、北极的风能都距离负荷中心十分遥远,这一结构决定了今后上亿千瓦功率的风电和太阳能电力需要进行1000公里以上甚至2000公里以上的长距离传输。因此,特高压输电是全球能源互联网的基础。

3. 特高压对构建全球能源互联网将发挥哪些作用?

特高压电网,是保障能源安全、调整能源结构的重要支撑。电压等级由低到高、规模由小到大、联网能力由弱到强,是电网发展的客观规律,能源资源禀赋与能源消费呈逆向分布,是中国乃至世界各国面临的共同现实。实践已经证明,特高压输电综合经济优势明显。通过建设输电距离远、规模大、效率高的特高压电网,集约高效开发大煤电、大水电、大核电和大型可再生能源,将中国西部、北部地区的能源资源转化为电力,输送到中国中东部负荷中心,最终实现能源电力的安全、稳定、可持续供应。

特高压电网,是未来的能源互联网平台。随着特高压输电等先进技术的全面推广应用,电网不仅是传统意义上的电能输送载体,还是功能强大的能源转换、高效配置和互动服务平台。通过这个平台,能够实现多能互补、协调开发、合理利用;能够连接大型能源基地和用电负荷中心,在更大范围内优化能源配置;能够与互联网、物联网、智能手机等相互融合,服务智能家居、智能社区、智能交通、智慧城市发展,有着广阔的应用前景。

特高压电网,是构建全球能源互联网、解决全球能源问题的重要依托。能源可持续发展是当今世界面临的重大课题。传统化石能源的大量开发和使用,给人类社会生存发展造成严重影响。随着经济社会发展,能源开发利用规模越来越大,能源消费中心通过就地开发获取能源的方式已经难以保障供应,需要越来越多的外部能源输入,能源富集地区与能源消费中心逆向分布的特征越来越显著,客观上需要在全球范围大规模配置能源资源,形成不同地区、不同能源、不同特性互补互济的能源配置格局。特高压技术是构建全球能源互联网的重要基础,对于推动构建全球能源互联网,解决人类社会面临的能源环境可持续发展问题具有重要意义。

4. 国内外特高压技术发展和应用情况如何?

20世纪60年代起,世界主要电力大国开展了一系列的特高压输电关键技术和设备制造研究工作。从20世纪60年代开始,苏联、日本、美国、意大利等国家先后提出发展特高压输电技术,开展了特高压输电规划、设计、试验和设备研制等工作,取得了一些成果。随着全球能源供需矛盾日益突出和能源布局深刻变化,特高压电网在构建国家级电网及全球能源互联网中的作用将更加重要。加快建设以特高压电网为核心的坚强智能电网,不仅是国家需要,也是世界需要。目前在北美、南美、欧洲、南部非洲、海湾国家已经形成一批跨国互联电网,一些跨洲联网方案也在推进中,以让能源交换的距离更长更远,这也正是特高压工程的意义。

我国自2004年中国全面开始发展特高压以来,在技术、装备等方面取得了重要突破,实现了“中国创造”和“中国引领”。截至2014年年底,国家电网公司在特高压输电领域获得专利总计705项,其中发明专利318项,实用新型与外观设计专利387项。目前,我国已建成“三交六直”9项特高压工程,在建“四交三直”7项特高压工程。1000千伏特高压交流输电距离达到1500公里,±1100千伏特高压直流输电距离可达5000公里,全球各大清洁能源基地与负荷中心之间的距离都在特高压输送范围内。中国特高压和智能电网的成功实践,为构建全球能源互联网奠定了重要基础。

来源:《亮报》2015年11月4日科普版

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