劉振亞新書《特高壓交直流電網(wǎng)》是“大能源觀”的生動實踐總結
《特高壓交直流電網(wǎng)》是一本全面總結我國在特高壓電網(wǎng)建設方面所取得的研究成果、理論創(chuàng)新和工程實踐的著作。12月6日,該書在北京首發(fā),得到了有關領導、專家和媒體記者的高度評價。
翻閱全書可以看出,作者是在經(jīng)過十多年的探索實踐和研究后,以一種強烈的責任感總結梳理了中國特高壓電網(wǎng)建設的科技成就和創(chuàng)新實踐?;谥袊茉崔D(zhuǎn)型和電網(wǎng)發(fā)展的重大課題,作者放眼全世界,回顧了電網(wǎng)發(fā)展的歷程、現(xiàn)狀和趨勢,總結出電網(wǎng)在現(xiàn)代能源供應體系中發(fā)揮著不可替代的作用,并提出建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的堅強智能電網(wǎng)是解決能源和電力發(fā)展深層次矛盾的治本之策,是滿足各類大型能源基地和新能源大規(guī)模發(fā)展的迫切需要。
回顧百年電網(wǎng)史
探尋能源發(fā)展的戰(zhàn)略方向
中國經(jīng)濟快速發(fā)展與日益枯竭的化石能源和環(huán)境惡化之間的矛盾日益突出,這些現(xiàn)實觸發(fā)了作者對中國能源轉(zhuǎn)型和電網(wǎng)發(fā)展的深入思考。
能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的基本保障。隨著全球資源緊張、氣候變化問題日益加劇,資源和環(huán)境對能源發(fā)展的約束越來越強。如何以新一輪能源革命為契機,加快能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,保障能源安全、高效、清潔供應,是世界各國面臨的共同挑戰(zhàn)。
《特高壓交直流電網(wǎng)》通過回顧總結世界電網(wǎng)百余年的發(fā)展歷程,得出電網(wǎng)一直按電壓等級由低到高、聯(lián)網(wǎng)規(guī)模由小到大、資源配置能力由弱到強發(fā)展的客觀規(guī)律,認為從本世紀初開始,建設具有跨國和跨洲電力配置能力、靈活適應新能源發(fā)展和多樣化需求服務的現(xiàn)代電網(wǎng)體系——堅強智能電網(wǎng),成為世界電網(wǎng)發(fā)展的方向和戰(zhàn)略選擇。
能源問題十分復雜,涉及能源政策、能源科技、能源市場、能源環(huán)境等諸多方面?!短馗邏航恢绷麟娋W(wǎng)》認為,要解決好能源問題,應當樹立“大能源觀”,以全球化視野、可持續(xù)理念、戰(zhàn)略性舉措、創(chuàng)新性技術著力轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式,統(tǒng)籌能源與經(jīng)濟社會環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,推動能源結構由高碳轉(zhuǎn)向低碳、能源利用由粗放轉(zhuǎn)向集約、能源配置由局部地區(qū)轉(zhuǎn)向全球范圍、能源服務由單向供給轉(zhuǎn)向智能互動,構建以安全、高效、清潔發(fā)展為目標的現(xiàn)代能源保障體系。
新世紀以來,世界能源開發(fā)利用規(guī)模不斷增大,新能源開發(fā)利用持續(xù)快速發(fā)展,能源結構多元化趨勢明顯。電能是安全、優(yōu)質(zhì)、高效、清潔的二次能源。用電能替代化石能源在能源終端消費中的份額已成為能源發(fā)展的重要趨勢。電網(wǎng)是電能傳輸、資源配置、市場交易、客戶服務的基本載體,要實現(xiàn)安全、高效、清潔的能源發(fā)展目標,就要充分發(fā)揮電網(wǎng)的能源轉(zhuǎn)換和資源配置作用,推動以電為中心的能源發(fā)展思路,促進一次能源多元化,這是能源可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
建設特高壓電網(wǎng)
順應電網(wǎng)和能源發(fā)展趨勢
《特高壓交直流電網(wǎng)》通過深入總結分析電網(wǎng)和能源發(fā)展規(guī)律認為,不管世界各國的經(jīng)濟發(fā)展水平、能源資源稟賦和電網(wǎng)發(fā)展階段有多大不同,但對電網(wǎng)“堅強”和“智能”的要求是共同的。中國要解決東中部地區(qū)負荷中心能源緊缺的問題,減少環(huán)境污染,發(fā)展新能源,實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型,關鍵是建立以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、以智能化為核心的堅強智能電網(wǎng),在更大范圍內(nèi)優(yōu)化能源配置,才能保證電力安全、高效、清潔供應,滿足客戶多樣化需求,為經(jīng)濟社會發(fā)展提供保障。
新形勢下,作為能源領域的重要骨干企業(yè),國家電網(wǎng)公司面臨著如何保障電能供應、如何保證電網(wǎng)科學發(fā)展的戰(zhàn)略選擇和嚴峻挑戰(zhàn)。
我國76%的煤炭資源分布在北部和西北部地區(qū),80%的水能資源在西南部地區(qū),陸地風能主要集中在西北、東北和華北北部,而70%以上的能源需求來自東中部地區(qū)。隨著煤炭開發(fā)的重點逐步西移和北移,西部水電大規(guī)模集約化開發(fā)利用,電力發(fā)展方式正在加快轉(zhuǎn)變,由就地平衡發(fā)展模式轉(zhuǎn)變?yōu)榇箅娋W(wǎng)聯(lián)網(wǎng)供電模式。東部地區(qū)由于環(huán)境壓力大、運輸成本高、土地資源緊張,已不適宜再大規(guī)模建設燃煤電廠,客觀上決定了我國能源和電力發(fā)展必須走遠距離、大規(guī)模輸電和全國范圍優(yōu)化資源配置的道路。大型能源基地與東中部地區(qū)負荷中心之間的輸電距離為1000~3000千米,超出傳統(tǒng)超高壓輸電線路的經(jīng)濟輸送距離,這就要求電力能夠經(jīng)濟高效地大規(guī)模、遠距離輸送和大范圍消納。特高壓電網(wǎng)承擔著將西北、東北、蒙西、川西、西藏及境外電力輸送至我國東中部地區(qū)負荷中心的重要職能。
《特高壓交直流電網(wǎng)》提出,建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的堅強智能電網(wǎng)是解決能源和電力發(fā)展深層次矛盾的治本之策,是滿足各類大型能源基地和新能源大規(guī)模發(fā)展的迫切需要。通過以特高壓為特征的大電網(wǎng)接入水電、風電、太陽能發(fā)電等電源,構建多能互補的配置平臺,推動綠色、清潔能源大發(fā)展,減少碳排放,是建設美麗中國切實可行的措施和必然選擇。
努力探索和實踐
開啟電網(wǎng)建設的新紀元
《特高壓交直流電網(wǎng)》從特高壓交直流輸電的電壓等級選擇、網(wǎng)架構建、系統(tǒng)特性、過電壓與絕緣配合、電磁環(huán)境、設備研制、工程建設和技術應用等方面,分專業(yè)闡述了中國特高壓輸電技術的科技創(chuàng)新和工程實踐成果,總結了特高壓工程技術應用經(jīng)驗和技術標準。
2009年1月,我國自主研發(fā)、設計和建設的1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程建成并正式投入商業(yè)運行。這是迄今為止世界上電壓等級最高、輸送能力最大、技術水平最先進的特高壓交流輸變電工程。2010年7月,向家壩—上海±800千伏特高壓直流輸電示范工程建成并正式投入商業(yè)運行。特高壓交直流輸電示范工程的建成投運和穩(wěn)定運行,全面驗證了發(fā)展特高壓輸電的可行性、安全性、經(jīng)濟性和優(yōu)越性。
2011年4月,特高壓交流試驗示范工程獲中國工業(yè)大獎,這項工程被國際大電網(wǎng)組織譽為“一個偉大的技術成就”。2013年2月,“特高壓交流輸電技術、成套設備及工程應用”榮獲國家科學技術進步獎特等獎,中國成為擁有完整的自主知識產(chǎn)權,同時也是世界上唯一掌握這項技術的國家。國際電工委員會評價認為,中國建成世界上電壓等級最高、輸電能力最強的交流輸電工程,是“電力工業(yè)發(fā)展史上的一個重要里程碑”,確立了中國在特高壓輸電領域的國際領先地位。
目前,中國特高壓電網(wǎng)建設取得了豐碩成果:建成特高壓交流、特高壓直流、高海拔、工程力學四個試驗基地和大電網(wǎng)仿真、直流成套設計兩個研發(fā)中心,形成功能齊全的特高壓、大電網(wǎng)試驗研究體系,全面掌握特高壓交直流輸電核心技術和整套設備制造能力;在特高壓交直流輸變電、大電網(wǎng)控制保護、智能電網(wǎng)、清潔能源接入等領域取得一批世界級創(chuàng)新成果;建立了特高壓與智能電網(wǎng)技術標準體系,已制定企業(yè)標準363項、行業(yè)標準145項、國家標準66項,編制國際標準19項,中國的特高壓交流電壓成為國際標準電壓;國際電工委員會(IEC)將高壓直流、大容量可再生能源接入電網(wǎng)等4個分技術委員會秘書處設在國家電網(wǎng)公司。中國特高壓輸電工程的成功建設,樹立了世界電網(wǎng)發(fā)展新的里程碑,開啟了以特高壓為最高電壓等級電網(wǎng)建設的新紀元,在電網(wǎng)科技領域?qū)崿F(xiàn)了“中國引領”和“中國創(chuàng)造”,完成了從追趕到超越的歷史性轉(zhuǎn)變。
著眼未來能源供需
特高壓發(fā)展前景廣闊
隨著全球能源供需矛盾日益突出和能源布局深刻變化,特高壓電網(wǎng)在構建國家級電網(wǎng)及跨地區(qū)、跨國乃至跨洲能源通道中的作用將更加重要,發(fā)展前景廣闊。
據(jù)預測,2020年,國家電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)域內(nèi)的東中部12個受電?。ㄊ校┬枰獜膮^(qū)外受進電力達3.5億千瓦,風電和太陽能等裝機容量將分別達到2億千瓦和5000萬千瓦,這對電網(wǎng)的遠距離、大容量電能輸送和間歇性清潔能源消納的能力提出更高要求。根據(jù)規(guī)劃,國家電網(wǎng)公司將建成“五縱五橫”特高壓交流網(wǎng)架和27項特高壓直流輸電工程,具備4.5億千瓦電能大范圍配置能力,滿足輸送5.5億千瓦清潔能源的需求,每年可消納清潔能源1.7萬億千瓦時,替代原煤7億噸,減排二氧化碳14億噸、二氧化硫390萬噸。
《特高壓交直流電網(wǎng)》指出,隨著特高壓輸電等先進技術的全面推廣應用,電網(wǎng)不僅是傳統(tǒng)意義上的電能輸送載體,還是功能強大的能源轉(zhuǎn)換、高效配置和互動服務平臺。作者認為與現(xiàn)有電網(wǎng)相比,未來電網(wǎng)的使命將發(fā)生重大變化:大規(guī)模新能源電力的輸送網(wǎng)絡,具有接納大規(guī)模可再生能源電力的能力;靈活、高效的能源配置和供應系統(tǒng),建立用戶需求響應機制,分布式電源和儲能將改變終端用電模式,電能將在電網(wǎng)和用戶間雙向流動,大幅度提高終端能源利用效率;安全、可靠的智能能源網(wǎng)絡,具有極高的供電可靠性,基本排除大面積停電的風險;覆蓋城鄉(xiāng)的能源、電力、信息的物聯(lián)網(wǎng)和綜合服務體系,實現(xiàn)“多網(wǎng)合一”,成為能源、信息的雙重載體。
在未來,通過特高壓電網(wǎng)這個平臺,能夠?qū)⒚禾俊⑺?、風能、太陽能、核能、生物質(zhì)能、潮汐能等一次能源轉(zhuǎn)換為電能,實現(xiàn)多能互補、協(xié)調(diào)開發(fā)、合理利用;能夠連接大型能源基地和負荷中心,實現(xiàn)電力遠距離、大規(guī)模、高效率輸送,在更大范圍內(nèi)優(yōu)化能源配置;能夠與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能移動終端等相互融合,滿足客戶多樣化需求,服務智能家居、智能社區(qū)、智能交通、智慧城市發(fā)展,是我國未來的能源互聯(lián)網(wǎng)平臺。
《特高壓交直流電網(wǎng)》兼具基礎性、理論性和實踐性,全書采用理論與實證相結合的研究方法,提出了一系列重要創(chuàng)新觀點,尤其是中國特高壓交直流電網(wǎng)的構建設想及其論證分析,對深化我國電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略研究,理清電網(wǎng)發(fā)展思路,加快建設堅強智能電網(wǎng),具有重要的參考和借鑒意義。