(中國水電顧問集團北京勘測設計研究院, 北京100024)
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以一個工程案例探討了特高壓輸電工程帶送風電的巨大潛力,又引用一項研究成果說明了特高壓帶送風電的廣闊應用前景,指出應該及早制定運用原則和政策措施,扎實推進相關工作。
特高壓;帶送風電;風火打捆
一段時間以來,有關特高壓方面的消息不斷。譬如“國家能源局啟動了電網規劃編制工作,正在按計劃開展電網規劃具體方案研究,重點論證特高壓技術的應用及推廣前景。”[1]“有關領導表示,國家發改委、國家能源局積極支持國家電網公司有關特高壓項目的核準建設。”[2]“‘特高壓交流輸電關鍵技術、成套設備及工程應用’榮獲 2012年度國家科技進步獎特等獎。”[3]2013年初,國務院發布的《能源發展“十二五”規劃》稱,將“結合大型能源基地建設,采用特高壓等大容量、高效率、遠距離先進輸電技術,穩步推進……”。
的確如此,我國目前已經建成“一交三直”,并在建另外“一交三直”共八條特高壓交直流輸變電工程。同時,±800kV蒙東—浙江特高壓直流輸電工程、1000kV錫盟—南京特高壓交流輸變電工程,也已著手動工準備。關于后者,人們甚至看到,與之相聯系的煤電基地的建設布局正在悄然進行中。
業界普遍期望,同時亦相信,特高壓輸電工程能夠進一步推進我國電網能力提升與技術升級,進而鋪就電力行業新時期發展的陽光大道。但本文關注的則是另外一件事情:如何安排已建、在建特高壓工程送端電源問題,尤其是涉及風電開發密集的“三北”地區幾條特高壓線路的送端電源問題。之前,筆者曾于《中國能源報》撰文[4]呼吁,希望特高壓輸電工程能夠再帶送更多風電,為國家可再生能源發展戰略的實施做出貢獻。話猶未盡,意欲以此文再論。
現有資料里,上述已建、在建,尤其是路經風電開發潛力巨大的“三北”地區的特高壓輸變電工程,如何規劃和安排帶送更多風電的問題,還沒有清晰的計劃和舉措。每有特高壓帶送風電運用方案的資料消息,要么語焉不詳,要么風電比例過小如同點綴。究其原因,其與問題重大或進程安排的謹慎處置不無關系,但更重要的,恐怕還是與戰略實施的思路上未能整齊劃一、相關利益關系的調整仍然沒有觸及到位有關。

必須承認,特高壓輸電通道具有帶送大容量風電的超強能力。
為規劃特高壓輸電通道的運用方式,探討帶送風電合理容量,一些研究機構早就開展了相關研究,并提出了相關研究成果。
以目前正在積極推進前期工作的1000kV錫盟—南京特高壓交流輸變電工程為例,一項由電力設計咨詢單位完成的研究表明:按照通道輸送容量9000MW,適度參與受端電網調峰,風電運行平均棄風電量5%,則其推薦的通道年運行小時數為7680h,配套外送風電裝機容量可以達到4500MW,即“風火打捆”的容量比例接近1:2(煤電基地容量以9900MW計),電量比例接近1:4。
研究還顯示,如果適當加大風電棄風比例,其他條件不變,配套外送風電裝機容量可以進一步提高。而增大風電棄風比例,在保持風電利用小時數不致過低(即保證可接受的經濟性)的情形下,可以換來更大風電裝機規模,獲得更多風電發電量。
上述研究中的風電火電滿負荷利用小時數均能達到較高水平(風電2900h,火電5600h),而這與當地具有較豐富風能資源、輸電通道承擔較少調峰任務有直接關系。也就是說,對于錫盟這樣的電源基地外送電力來說,即使適當增大通道調峰比重,同時保持較高的風電規模,該特高壓項目仍然可以維持風電、火電雙方的較高經濟性。
值得注意,該特高壓通道在實現安全可靠送電的條件下,其外送風電電量相當于替代了一座200多萬千瓦容量的大型燃煤電廠所發電量,社會和環境效益顯著。
綜而述之,對于上述風火打捆運用方式,一方面通過通道少承擔調峰(交由受端電網調峰),另一方面通過風電適當棄風,則可以實現較高的風火打捆運用比例,帶送更多風電。
可以類推,其他特高壓輸電工程同樣具有帶送較高比例風電的能力,這種帶送能力如果不用實在是很可惜。
利用特高壓輸電通道帶送風電意義重大,只要針對送端風電出力不穩問題,制定出恰當而充分的應對措施(例如,與送端當地電網連接、風火打捆、風水打捆、風火水聯合運用等),其帶送風電還會有更廣闊的前景。
一項由水電水利規劃設計總院2010年底完成的“抽水蓄能電站與風電配合運行研究”[5],推薦了內蒙古西部地區外送風電的所謂“風6蓄1火5”的技術方案,即其認為可以按照“風電6份、抽水蓄能1份及燃煤火電5份”的比例方案,實現該地區全部規劃風電容量(2020年28GW,2030年35GW)的外送。
前述錫盟—南京特高壓案例的工程起點即屬內蒙古西部地區。顯而易見,當運用方式加入了抽水蓄能電站的應用措施后,超高壓、特高壓通道則能輸送更高比例的風電。特高壓帶送風電確有更為廣闊的應用前景。
借助超高壓、特高壓現代輸電技術外送風電,擴大電力消納范圍,進而促進“三北”地區豐富風能資源的利用開發,這是一個關乎可再生能源戰略實施的重要舉措,技術上不存在大的障礙,關鍵是要有銳意改革的勇氣和智慧,協調處理好各方利益關系,以打破利益壁壘的小代價換取實現戰略目標的大利益。
目前應該注意辦好兩件事。
一是安排好未來特高壓輸電通道送端火電的運用方式。
對于風火打捆方式而言,特高壓輸電通道之所以能夠帶送更多風電,一個基本的依據和保證條件,是送端火電必須跟隨風電運行,能夠隨時騰讓輸電通道空間,隨機處于深度調峰的運用狀態,是一種“保駕護航”的角色。
由此而論,通過特高壓實現風火打捆的運用原則應該是“風火打捆,保電送風”。“保電”,是以科學分析為依據,保證送電安全和規模;“送風”,則是以帶送風電為重要職能,發掘并實現帶送風電的最大潛力。
二是要打造合理有序的電力市場機制。
通過特高壓及風火打捆等運用方式,實現全國更大范圍、更大額度的可再生能源消納利用,電力體制機制的創新及落實不可或缺。
應該全面貫徹已有節能調度發電的原則和思路。“在保障電力可靠供應的前提下,按照節能、經濟的原則,優先調度可再生發電資源,按機組能耗和污染物排放水平由低到高排序”(見《節能發電調度辦法(試行)》)的發電調度原則,已經為電力運行給出了圍繞可再生能源發電運用的明確要求和方向。貫徹該辦法,既能夠將無調節能力或較少調節能力的風能、太陽能、海洋能及水能等可再生能源發電置于優先有利位置,同樣亦可以為超高壓、特高壓輸電通道帶送更多風電找到管理根據,為安排輸電通道運用方式找到努力方向。
推行節能調度發電是需要一系列體制機制及其配套措施支持的。要摒棄舊有發電計劃管理模式,完善電網輔助服務的經濟補償辦法,構建公平有效的電力市場運行機制,推進電網企業剝離于電力交易的電力行業市場化變革的全面實現。
完善的體制機制創新和變革是需要時間的,但一些緊迫工作亦可以積極探索先做起來。措施只要基本適合,一些枝節問題可以在進程中完善解決,一些困難亦會在進程中不期消解。
總之,在規劃布局電源基地以及特高壓輸電方案這樣的重大事項時,應該從實現國家能源戰略的高度,思考問題,推動工作。要勇于挑戰,樂于創新,不能安于現狀,因循守舊;要目標一致,同心協力,不能沉迷于小圈子,迷失了大方向。
值得期待,我國可再生能源發展進程中一定會出現一道特高壓帶送風電的亮麗風景。
[1] 全國人大網.國家能源局認真結合當前工作研究辦理特高壓電網建設[EB/OL].(2012-07-25)[2013-04-01]. http://www.npc.gov.cn/npc/xinwen/dbgz/yajy/2012-07/25/content_1730885.htm
[2] 中國儲能網. 國家能源局:支持有關特高壓項目的核準建設[EB/OL].(2012-08-15)[2013-04-01]. http://www.escn.com.cn/2012/0815/549874.html
[3] 國家電網報社.“特高壓交流輸電關鍵技術、成套設備及工程應用”獲國家科技進步獎特等獎[EB/OL].(2013-01-19)[2013-04-01].http://www.sgcc.com.cn/shouye/tbxw/286873.shtml
[4] 楊建設.讓風電搭上特高壓的快車[N]中國能源報, 2013-01-14。
[5] 水電水利規劃設計總院. 抽水蓄能電站與風電配合運行研究報告[R]中國水電工程顧問集團公司科技項目,2010,12.
再論特高壓帶送風電的意義與前景
楊建設
Signficance and Prospect of Delivering Wind Power through Ultra-High Voltage
Yang Jianshe
(Hydropower Beijing Engineering Corporation, Beijing 100024, China)
It is discussed as a case of the huge potential about delivering wind power through ultra-high voltage (UHV) transmission project.A broad application prospect about delivering wind power through UHV is also illustrated by citing a study. It is pointed out that principles and measures should be formulated in time, and related work must be promoted strongly.
ultra-high voltage; delivering wind power; wind and thermal power bundling
TM614
A
1674-9219(2013)07-0042-03
2013-04-07。
楊建設(1956-),男,碩士研究生,教授級工程師,一直從事風力發電相關工作。