新一輪能源革命,電網作用更加凸顯

發布日期: 2018-06-27 信息來源: 稿件庫

        分布式光伏板布滿屋頂,風力發電機紮根農牧民家的庭院,穿戴式薄膜太陽能裝置讓人人成爲移動的電源……這也許是未來某一天的日常情景,有些正在成爲現實。隨著分布式能源技術的快速發展和新能源大規模並網,一個嶄新的能源時代離我們越來越近。屆時,電網將在能源生産和消費中扮演什麽角色?電網作爲能源資源轉換利用的樞紐和基礎平台的作用將得到強化還是削弱?本報記者帶著這些疑問采訪了有關專家。

  只有大電網才能在更大範圍消納新能源

  5月17日,青海省互助土族自治縣班彥新村喜氣盈門,設在村裏的光伏扶貧電站就要成爲青海省首個接入國網光伏雲網2.0平台的電站,身穿紅馬甲的海東供電公司員工進進出出,檢查著配電設備運行情況。

  “我們村裏蓋了新房,連豬圈上都裝起了光伏板,到年底還能有一些發電收益。”村民呂有賢對村裏的分布式光伏電站贊賞有加。

  青海互助的光伏扶貧電站是我國近年來分布式光伏發電大規模接網的一個縮影。

  革命老區安徽金寨自2014年起作爲光伏扶貧的“試驗田”,開啓了一系列卓有成效的探索。截至目前,金寨縣光伏扶貧電站總規模已達19.02萬千瓦,發電余額足額上網,通過一條500千伏線路實現電力外送。

  “可以說,電網爲我們實現分布式光伏發電大規模接網和精准脫貧發揮了巨大的作用。沒有電網,我們發出的電就賣不出去;沒有電網,我們的分布式光伏發電裝置就是擺設。”金寨縣扶貧移民局副局長趙彬說。

  新一輪能源革命的一大標志是清潔能源大規模開發利用。在新一輪能源革命推進過程中,風能、太陽能、水能等清潔能源蓬勃發展。國家電網對新能源的消納能力也在顯著提升,2017年,全年棄電量和棄電率實現“雙降”,國家電網經營區內棄風電量345億千瓦時,同比下降13%,棄風率爲12.9%,同比下降4.9個百分點;棄光電量67.4億千瓦時,同比下降2%,棄光率6.3%,同比下降4.7個百分點。這些數字證明,新能源發電要大發展,離不開大電網的支撐作用。

  与此同时,分布式能源的发展使众多的电力客户正在发生转变。“原本,这些电力客户仅仅是电力消費者,如今随着分布式能源技术的进步,他们正在转变为电力的提供者,这种转变正在改变着我们每个人的生活。”国网能源研究院新能源与统计研究所黄碧斌博士对记者说,与传统能源生产消费方式下的电气化相比,再电气化进程在生产侧和消费侧同步发力的特征十分明显。

  分布式能源快速發展,是否意味著電網不再重要?就我國國情來看,我國經濟社會處于快速發展階段,人均用電量僅爲發達國家的五分之一,增長空間仍十分巨大,僅僅依靠分布式能源,難以滿足快速增長的電力需求。近年來,分布式電源雖快速起步,但未來一段時期內仍將受到資源條件、商業模式等因素制約,難以大規模替代煤電、水電、核電、風電、光伏發電等大型電源,需要通過集中式發電和大規模遠距離輸電滿足將來的用電需求。此外,分布式電源所發出的電力同樣需要接入到大電網中進行銷售。

  黃碧斌表示,雖然電力系統面臨的形勢正因能源革命的深入推進發生變化,但電網連接能源生産和消費,作爲能源資源轉換利用的樞紐和基礎平台的作用依然沒有改變,電網在適應和引領再電氣化進程中仍將發揮關鍵作用。“大電網伴隨著電力工業發展的需要逐步發展起來,作爲大機組、大電源高效開發利用的解決方案,以及實現大範圍資源優化配置的平台,大電網目前仍是世界各國電網的主要形態。近年來,雖然隨著熱電冷多聯供技術和風電、太陽能等新能源發電技術的進步,分布式能源在一些國家得到發展和應用,但分布式供電未來仍將是集中式供電的補充。”

  分布式能源需要更堅強智能的電網作支撐

  美國電力工業組織愛迪生電力協會在一份報告中警告說,“電力行業尤其是電網企業正在面臨分布式電源‘破壞性的挑戰’,正如固定電話産業受到移動電話技術的沖擊,電力公司也擔心,隨著越來越多的公司和家庭、個人啓用太陽能、風能和其他新能源自行生産電能,他們將失去顧客和收入,與此同時,還得繼續負擔維系龐大電網的費用。”

  事實情況是怎麽樣的?讓我們通過一組數據來了解。當前,我國分布式光伏呈爆發式增長態勢。截至2017年年底,我國分布式光伏發電裝機容量2966萬千瓦,同比增長190%;新增裝機容量1944萬千瓦,同比增長370%。國家電網經營區內,分布式光伏發電累計並網容量2810萬千瓦,同比增長207%,累計並網戶數74.28萬戶,同比增長265%。新增並網容量1894萬千瓦,同比增長330%。在國家電網供區內,共有8個省份分布式光伏發電累計並網容量超過了100萬千瓦。

  與此同時,我國發電裝機容量、售電量、跨省交易電量也向更高紀錄發起沖擊。2017年,國家電網供區售電量38745億千瓦時,同比增長7.5%,省間交易電量8735億千瓦時,同比增長10.6%,營業收入23237億元,同比增長10.9%。這組數據當中,省間交易電量的快速增長,反映出大電網省間調配能源作用仍然處于主流地位。

  有關專家告訴記者,分布式能源的快速發展並不是不再需要大電網,而是需要更加堅強智能的大電網作爲支撐。

  分布式能源發展最突出的一個瓶頸,在于其間歇性和隨機性。分布式能源發電無論是風能還是太陽能,均具有隨機性強、出力不穩定、調峰調頻能力差、不能大規模儲存的特性,在發電過程中可能對電網造成功率的沖擊,影響客戶的用電質量。此外,技術瓶頸導致分布式能源發電成本居高難下,尚未形成規模經濟,産業運營的總體成本偏高。

  一方面,出于提高供電可靠性的考慮,除了少數偏遠地區獨立運行的分布式電源外,分布式電源一般均接入電網,正常運行時由電網爲其提供電壓頻率支撐、系統備用等服務,發生故障或檢修退出時,由電網繼續爲其客戶提供可靠的電力服務,以滿足電力客戶的可靠供電要求。

  另一方面,爲了節約投資,獲得最優的經濟效益,分布式電源在設計時,往往以客戶的基本用電負荷、部分重要用電負荷作爲容量選擇的參考。因此,在客戶用電高峰時期,分布式電源很有可能無法完全滿足客戶的用電需求,或在客戶的用電低谷時期,分布式電源電量過剩,需要大電網爲分布式電源和用戶提供電量調劑余缺。

  分布式電源大量接入將導致配電網潮流雙向流動,成爲有源網絡,出現本地分布式電源發電過剩而頻繁向主網送電的情況。黃碧斌說:“就我國實際情況來看,隨著分布式電源裝機容量的迅速擴大,在2020年前,浙江嘉興、北京延慶等局部地區將出現分布式電源滲透率高達200%的情況,潮流將返送至220千伏電網。”

  分布式電源改變了傳統電力輸送模式,要求主網網架結構更加堅強、功能更加完善,不僅能夠應對分布式電源大量接入對大電網安全穩定的影響,還進一步要求主網與配電網建立起更加緊密的聯系,將分布式電源納入到主網監控範圍內,在全網範圍內優化配置分布式電源。

  爲了適應和服務可再生能源發展,國家電網公司圍繞電網建設、運行消納、市場交易、並網服務、技術創新等方面,開展了大量工作。公司積極建設新能源並網及輸送工程,2017年共建成新能源並網及送出線路2742千米,滿足了5426個新增新能源項目並網需要。

  儲能的作用也不可或缺。公司爲提高系統調峰能力,正加快抽水蓄能電站建設,截至2017年年底,累計建成21座抽水蓄能電站,裝機容量達到1916萬千瓦。爲提升電網平衡調節能力,公司實施全網統一調度,加強省間電網調峰互濟,盡最大努力消納可再生能源,同時推進“兩個替代”,擴大可再生能源消納空間,組織省間交易,擴大新能源市場等。

  通過這些措施,國家電網支持和服務新能源和分布式的能力得到不斷加強。未來能源時代,分布式能源由于技術的成熟、經濟性的提高,在一定程度上彌補了大電網的局限性,有望成爲集中式供電的有益補充,成爲未來電力系統的重要組成部分。同時,大電網也對分布式能源更加友好,支撐著分布式能源的快速發展。

  信息來源:國家電網報

 

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