大規(guī)模、高集中是我國風電開發(fā)的主要特征,加快特高壓跨區(qū)輸電通道建設能夠有效擴大風電消納范圍,顯著提高電力系統(tǒng)消納風電的能力,對于保障風電的規(guī)?;_發(fā)和利用至關重要。
媒體:我國風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)中用以調峰的傳統(tǒng)電源的調節(jié)能力、負荷水平及其特性對本地風電的就地消納有著較大影響。因此,風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,風電、光伏發(fā)電主要集中在“三北”地區(qū),這一地區(qū)電源結構單一,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節(jié)電源不足2%,電源調峰能力十分有限,冬季供熱期的調峰尤為困難。擴大風電、光伏電源的消納范圍有利于提高風電、光伏的利用效率,適應其規(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。
當前,我國加快構建“三華”特高壓同步電網(wǎng),建設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)風電消納范圍,從根本上實現(xiàn)風電規(guī)?;_發(fā)和有效利用。
媒體:為何我國要建設特高壓電網(wǎng)外送風電?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)風電等可再生能源和應對電力系統(tǒng)規(guī)模的超常規(guī)發(fā)展,當前,國家電網(wǎng)公司已按照“建設大基地、融入大電網(wǎng)”發(fā)展思路,加強統(tǒng)一規(guī)劃,加快調峰電源和特高壓跨區(qū)輸電通道建設,力求從根本上解決風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。
媒體:您剛才提到,特高壓的建設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,還可以從容構建異步電網(wǎng)。采用直流輸電技術實現(xiàn)遠距離輸電,在全國范圍內(nèi)構建多個異步電網(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80年代起,中國電力科學研究院就進行了仿真計算研究,結果表明,當受端交流系統(tǒng)因故障電壓下降時,直流換流站的無功設備出力將顯著降低,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,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。