構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng),實(shí)施“兩個替代”要求我們必須從長遠(yuǎn)考慮能源電力發(fā)展問題,對影響電網(wǎng)規(guī)劃的相關(guān)問題進(jìn)行深入研究,為“十三五”及下一步電網(wǎng)發(fā)展指明方向。
。ǘ┩诫娋W(wǎng)規(guī)模逐步擴(kuò)大、數(shù)量逐步減少,是世界主要國家電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢
從國外電網(wǎng)發(fā)展歷程看,各國電網(wǎng)發(fā)展基本都遵循了同步電網(wǎng)不斷聯(lián)網(wǎng)融合這一規(guī)律?v觀北美、歐洲、俄羅斯、巴西、印度等世界主要國家/地區(qū)電網(wǎng)發(fā)展歷程,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與其能源資源分布、電力平衡方式、政治體制等息息相關(guān),但無一例外都選擇了大電網(wǎng)互聯(lián)發(fā)展的道路。隨著輸電電壓等級不斷提升、電力技術(shù)不斷發(fā)展和突破,各國電網(wǎng)由孤立網(wǎng)到跨區(qū)互聯(lián)、由初期弱聯(lián)系到不斷加強(qiáng),同步電網(wǎng)規(guī)模和覆蓋范圍都不斷擴(kuò)大。
較為典型的例子是北美電網(wǎng)和歐洲大陸電網(wǎng)。20世紀(jì)初,北美各地根據(jù)負(fù)荷和電源條件形成了眾多孤立交流電網(wǎng),到20世紀(jì)60年代,通過跨州跨國互聯(lián)形成8個區(qū)域同步互聯(lián)電網(wǎng)。目前,美國本土48個州和加拿大南部6個省所有的電網(wǎng)都聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行,形成了北美東部、西部、魁北克和德州4大同步電網(wǎng)。未來美國還將進(jìn)一步將德州電網(wǎng)納入西部同步電網(wǎng),同步電網(wǎng)數(shù)量進(jìn)一步減少。歐洲大陸同步電網(wǎng)的發(fā)展更加具有代表性。為了獲取聯(lián)網(wǎng)效益,加強(qiáng)電力互濟(jì),消納清潔能源,歐洲大陸在各國國內(nèi)電網(wǎng)的基礎(chǔ)上,在20世紀(jì)60年代,形成西歐聯(lián)合電網(wǎng)、西葡聯(lián)合電網(wǎng)、中歐聯(lián)合電網(wǎng)、東歐電網(wǎng)、南斯拉夫電網(wǎng)共6個同步電網(wǎng),到90年代末,同步電網(wǎng)互聯(lián)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大,目前已形成覆蓋24個國家的統(tǒng)一歐洲大陸同步電網(wǎng)。
總體而言,各國發(fā)展同步互聯(lián)電網(wǎng)的主要動因是提高電網(wǎng)的資源配置能力、安全可靠性和規(guī)模經(jīng)濟(jì)性。交流聯(lián)網(wǎng)是世界各地電網(wǎng)發(fā)展的共同趨勢,構(gòu)建大規(guī)模同步電網(wǎng)是滿足大容量遠(yuǎn)距離輸電的有效方法,面對故障沖擊,更多的電源和負(fù)荷會同時(shí)做出反應(yīng),降低系統(tǒng)波動,整個電網(wǎng)的安全性和可靠性隨之提高,符合電網(wǎng)發(fā)展的客觀規(guī)律。
(三)確保電力安全可靠供應(yīng),需要建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的同步電網(wǎng)結(jié)構(gòu)
隨著特高壓直流的快速建設(shè),特高壓交流建設(shè)相對緩慢,造成電網(wǎng)“強(qiáng)直弱交”問題突出。目前,四川水電向華東送電的三大特高壓直流滿功率送電達(dá)2160萬千瓦,現(xiàn)有西部送端和東部受端的500千伏電網(wǎng)嚴(yán)重不適應(yīng),已多次出現(xiàn)直流同時(shí)換相失敗,造成有功功率和無功功率大量缺額,極易引發(fā)頻率和電壓穩(wěn)定問題。如今年9月,錦蘇直流發(fā)生雙極閉鎖,造成華東電網(wǎng)頻率跌落至49.563赫茲、越限運(yùn)行207秒,對電網(wǎng)安全穩(wěn)定造成嚴(yán)重影響。華東地區(qū)通過多回直流接受區(qū)外來電,大容量直流同送端、同通道、同受端并列運(yùn)行,發(fā)生多回直流同時(shí)故障的風(fēng)險(xiǎn)較大,如果不盡快加強(qiáng)交流網(wǎng)架,擴(kuò)大互聯(lián)規(guī)模,將會帶來嚴(yán)重安全隱患。未來西部能源基地向東中部負(fù)荷中心的直流輸電規(guī)模還會不斷擴(kuò)大,“強(qiáng)直弱交”問題帶來的安全隱患將更加突出,特高壓直流輸送能力也將受到嚴(yán)重制約。近年來隨著用電負(fù)荷、裝機(jī)容量大幅提高,現(xiàn)有500千伏電網(wǎng)越來越密集,短路電流超標(biāo)問題嚴(yán)重,電網(wǎng)被迫采取拉停線路、線路出串等控制措施,電網(wǎng)運(yùn)行方式過于復(fù)雜、安排困難,且電網(wǎng)結(jié)構(gòu)完整性遭到破壞,安全隱患難以克服。
按照“強(qiáng)交強(qiáng)直”原則,構(gòu)建交直流協(xié)調(diào)發(fā)展、結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進(jìn)的特高壓電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)全面升級,能夠根本解決電網(wǎng)“強(qiáng)直弱交”問題。同步電網(wǎng)潮流轉(zhuǎn)移能力強(qiáng),電壓穩(wěn)定性好,可以有效抵御嚴(yán)重故障、自然災(zāi)害、外力破壞、網(wǎng)絡(luò)攻擊等,保障電網(wǎng)安全運(yùn)行。
作者:劉開俊 來源:中國能源報(bào)
責(zé)任編輯:wutongyufg