未來電網(wǎng)三挑戰(zhàn)：新能源 遠距離 可靠性

近年來，一場以推動可再生能源發(fā)展為核心的新能源革命風(fēng)起云涌。可再生能源、核能以及化石能源的清潔利用都要通過將其轉(zhuǎn)化為電能來實現(xiàn)，所以，未來電網(wǎng)將成為全社會重要的能源輸送和配給網(wǎng)絡(luò)。

近日，在以“未來電網(wǎng)及電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展預(yù)測和對策”為題的香山科學(xué)會議第436次研討會上，電力專家認為，為滿足我國能源使用需求，未來電網(wǎng)應(yīng)接受大規(guī)模新能源電力接入、遠距離輸送及可靠性的挑戰(zhàn)。

新能源成輸送主角

中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布的《全國電力工業(yè)統(tǒng)計快報》顯示，2011年，我國火電發(fā)電量為3.8億千瓦時，占比為82%，其中煤電發(fā)電比例為80%。國家《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提到，到2020年，水電裝機容量計劃達到4.2億千瓦、風(fēng)電2億千瓦、太陽能5000萬千瓦。照此計算，到“十二五”結(jié)束，我國煤電發(fā)電比例將降至60%左右。從遠期來看，至2050年，煤電發(fā)電比例將降至40%。

由此，未來，新能源將成為電網(wǎng)輸送的主角。不過，由于可再生能源具有間歇性、波動性、分散性等特點，其并入傳統(tǒng)電網(wǎng)時將面臨挑戰(zhàn)。

然而，會議執(zhí)行主席、中科院電工研究所研究員肖立業(yè)認為，不同種類的可再生能源有很好的時空互補性，并且還可發(fā)揮儲能作用。會議執(zhí)行主席、中科院院士周孝信則指出：“與電源的轉(zhuǎn)型相結(jié)合，電網(wǎng)發(fā)展總體上應(yīng)側(cè)重國家骨干輸電網(wǎng)與地方輸配電網(wǎng)、微網(wǎng)相結(jié)合的模式。”

遠距離輸電的挑戰(zhàn)

在中國電力科學(xué)研究院總工程師湯涌看來，我國能源資源分布不均衡，未來的電力負荷中心地區(qū)仍將集中在“三華”（華北、華東、華中）地區(qū)?！爸敝?020年，我國都將存在大規(guī)模的電力遠距離輸送需求?！彼f。

據(jù)《征求意見稿》，2010年，我國跨省西電東送達到0.8億千瓦。按計劃，2020年，我國發(fā)電裝機總量將達到19.3億千瓦，西電東送達到3.5到4.3億千瓦，是目前的4到5倍。

針對遠距離輸電帶來的挑戰(zhàn)，國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院研究員湯廣福認為，直流電網(wǎng)技術(shù)（DC-grid）將成為解決這些問題的有效手段之一。如東北西北火電、風(fēng)電可通過局部電網(wǎng)、直流的方式送入“三華”地區(qū)電網(wǎng)。

今年，國網(wǎng)智能研究院已開始在浙江舟山展開DC-grid的前期工作，未來幾年有望建成世界首個五端柔性直流工程。這項由5座海島的無電源系統(tǒng)供電的工程被業(yè)內(nèi)人士認為是世界電力電子技術(shù)應(yīng)用的制高點。

追求安全可靠

由于交流大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定問題日益突出，直流電網(wǎng)也可從技術(shù)上克服交流電網(wǎng)的固有缺陷，從而提高未來電網(wǎng)的可靠性?！耙虼?，輸電網(wǎng)向直流方向過渡將是一個重要的趨勢。”肖立業(yè)指出。

同時，大容量電纜輸電與氣體絕緣管道輸電將被用于消除架空輸電線路由于自然因素導(dǎo)致的跳閘、斷線等威脅。而清華大學(xué)電機工程與應(yīng)用電子技術(shù)系教授梁曦東則認為，智能電網(wǎng)的發(fā)展將使架空輸電線路的實時監(jiān)測成為可能，帶來架空輸電線路技術(shù)的新跨越。

與會專家一致認為，目前，世界范圍內(nèi)，電網(wǎng)正從依賴化石能源的第二代向可持續(xù)的第三代發(fā)展?！霸谥С执笠?guī)模新能源電力的條件下，大幅降低大電網(wǎng)的安全風(fēng)險，是電網(wǎng)可持續(xù)化、智能化發(fā)展的方向?！敝苄⑿耪f。

來源：中國科學(xué)報 作者：甘曉 　

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