(中国水电顾问集团北京勘测设计研究院, 北京100024)
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以一个工程案例探讨了特高压输电工程带送风电的巨大潜力,又引用一项研究成果说明了特高压带送风电的广阔应用前景,指出应该及早制定运用原则和政策措施,扎实推进相关工作。
特高压;带送风电;风火打捆
一段时间以来,有关特高压方面的消息不断。譬如“国家能源局启动了电网规划编制工作,正在按计划开展电网规划具体方案研究,重点论证特高压技术的应用及推广前景。”[1]“有关领导表示,国家发改委、国家能源局积极支持国家电网公司有关特高压项目的核准建设。”[2]“‘特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用’荣获 2012年度国家科技进步奖特等奖。”[3]2013年初,国务院发布的《能源发展“十二五”规划》称,将“结合大型能源基地建设,采用特高压等大容量、高效率、远距离先进输电技术,稳步推进……”。
的确如此,我国目前已经建成“一交三直”,并在建另外“一交三直”共八条特高压交直流输变电工程。同时,±800kV蒙东—浙江特高压直流输电工程、1000kV锡盟—南京特高压交流输变电工程,也已着手动工准备。关于后者,人们甚至看到,与之相联系的煤电基地的建设布局正在悄然进行中。
业界普遍期望,同时亦相信,特高压输电工程能够进一步推进我国电网能力提升与技术升级,进而铺就电力行业新时期发展的阳光大道。但本文关注的则是另外一件事情:如何安排已建、在建特高压工程送端电源问题,尤其是涉及风电开发密集的“三北”地区几条特高压线路的送端电源问题。之前,笔者曾于《中国能源报》撰文[4]呼吁,希望特高压输电工程能够再带送更多风电,为国家可再生能源发展战略的实施做出贡献。话犹未尽,意欲以此文再论。
现有资料里,上述已建、在建,尤其是路经风电开发潜力巨大的“三北”地区的特高压输变电工程,如何规划和安排带送更多风电的问题,还没有清晰的计划和举措。每有特高压带送风电运用方案的资料消息,要么语焉不详,要么风电比例过小如同点缀。究其原因,其与问题重大或进程安排的谨慎处置不无关系,但更重要的,恐怕还是与战略实施的思路上未能整齐划一、相关利益关系的调整仍然没有触及到位有关。
必须承认,特高压输电通道具有带送大容量风电的超强能力。
为规划特高压输电通道的运用方式,探讨带送风电合理容量,一些研究机构早就开展了相关研究,并提出了相关研究成果。
以目前正在积极推进前期工作的1000kV锡盟—南京特高压交流输变电工程为例,一项由电力设计咨询单位完成的研究表明:按照通道输送容量9000MW,适度参与受端电网调峰,风电运行平均弃风电量5%,则其推荐的通道年运行小时数为7680h,配套外送风电装机容量可以达到4500MW,即“风火打捆”的容量比例接近1:2(煤电基地容量以9900MW计),电量比例接近1:4。
研究还显示,如果适当加大风电弃风比例,其他条件不变,配套外送风电装机容量可以进一步提高。而增大风电弃风比例,在保持风电利用小时数不致过低(即保证可接受的经济性)的情形下,可以换来更大风电装机规模,获得更多风电发电量。
上述研究中的风电火电满负荷利用小时数均能达到较高水平(风电2900h,火电5600h),而这与当地具有较丰富风能资源、输电通道承担较少调峰任务有直接关系。也就是说,对于锡盟这样的电源基地外送电力来说,即使适当增大通道调峰比重,同时保持较高的风电规模,该特高压项目仍然可以维持风电、火电双方的较高经济性。
值得注意,该特高压通道在实现安全可靠送电的条件下,其外送风电电量相当于替代了一座200多万千瓦容量的大型燃煤电厂所发电量,社会和环境效益显著。
综而述之,对于上述风火打捆运用方式,一方面通过通道少承担调峰(交由受端电网调峰),另一方面通过风电适当弃风,则可以实现较高的风火打捆运用比例,带送更多风电。
可以类推,其他特高压输电工程同样具有带送较高比例风电的能力,这种带送能力如果不用实在是很可惜。
利用特高压输电通道带送风电意义重大,只要针对送端风电出力不稳问题,制定出恰当而充分的应对措施(例如,与送端当地电网连接、风火打捆、风水打捆、风火水联合运用等),其带送风电还会有更广阔的前景。
一项由水电水利规划设计总院2010年底完成的“抽水蓄能电站与风电配合运行研究”[5],推荐了内蒙古西部地区外送风电的所谓“风6蓄1火5”的技术方案,即其认为可以按照“风电6份、抽水蓄能1份及燃煤火电5份”的比例方案,实现该地区全部规划风电容量(2020年28GW,2030年35GW)的外送。
前述锡盟—南京特高压案例的工程起点即属内蒙古西部地区。显而易见,当运用方式加入了抽水蓄能电站的应用措施后,超高压、特高压通道则能输送更高比例的风电。特高压带送风电确有更为广阔的应用前景。
借助超高压、特高压现代输电技术外送风电,扩大电力消纳范围,进而促进“三北”地区丰富风能资源的利用开发,这是一个关乎可再生能源战略实施的重要举措,技术上不存在大的障碍,关键是要有锐意改革的勇气和智慧,协调处理好各方利益关系,以打破利益壁垒的小代价换取实现战略目标的大利益。
目前应该注意办好两件事。
一是安排好未来特高压输电通道送端火电的运用方式。
对于风火打捆方式而言,特高压输电通道之所以能够带送更多风电,一个基本的依据和保证条件,是送端火电必须跟随风电运行,能够随时腾让输电通道空间,随机处于深度调峰的运用状态,是一种“保驾护航”的角色。
由此而论,通过特高压实现风火打捆的运用原则应该是“风火打捆,保电送风”。“保电”,是以科学分析为依据,保证送电安全和规模;“送风”,则是以带送风电为重要职能,发掘并实现带送风电的最大潜力。
二是要打造合理有序的电力市场机制。
通过特高压及风火打捆等运用方式,实现全国更大范围、更大额度的可再生能源消纳利用,电力体制机制的创新及落实不可或缺。
应该全面贯彻已有节能调度发电的原则和思路。“在保障电力可靠供应的前提下,按照节能、经济的原则,优先调度可再生发电资源,按机组能耗和污染物排放水平由低到高排序”(见《节能发电调度办法(试行)》)的发电调度原则,已经为电力运行给出了围绕可再生能源发电运用的明确要求和方向。贯彻该办法,既能够将无调节能力或较少调节能力的风能、太阳能、海洋能及水能等可再生能源发电置于优先有利位置,同样亦可以为超高压、特高压输电通道带送更多风电找到管理根据,为安排输电通道运用方式找到努力方向。
推行节能调度发电是需要一系列体制机制及其配套措施支持的。要摒弃旧有发电计划管理模式,完善电网辅助服务的经济补偿办法,构建公平有效的电力市场运行机制,推进电网企业剥离于电力交易的电力行业市场化变革的全面实现。
完善的体制机制创新和变革是需要时间的,但一些紧迫工作亦可以积极探索先做起来。措施只要基本适合,一些枝节问题可以在进程中完善解决,一些困难亦会在进程中不期消解。
总之,在规划布局电源基地以及特高压输电方案这样的重大事项时,应该从实现国家能源战略的高度,思考问题,推动工作。要勇于挑战,乐于创新,不能安于现状,因循守旧;要目标一致,同心协力,不能沉迷于小圈子,迷失了大方向。
值得期待,我国可再生能源发展进程中一定会出现一道特高压带送风电的亮丽风景。
[1] 全国人大网.国家能源局认真结合当前工作研究办理特高压电网建设[EB/OL].(2012-07-25)[2013-04-01]. http://www.npc.gov.cn/npc/xinwen/dbgz/yajy/2012-07/25/content_1730885.htm
[2] 中国储能网. 国家能源局:支持有关特高压项目的核准建设[EB/OL].(2012-08-15)[2013-04-01]. http://www.escn.com.cn/2012/0815/549874.html
[3] 国家电网报社.“特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用”获国家科技进步奖特等奖[EB/OL].(2013-01-19)[2013-04-01].http://www.sgcc.com.cn/shouye/tbxw/286873.shtml
[4] 杨建设.让风电搭上特高压的快车[N]中国能源报, 2013-01-14。
[5] 水电水利规划设计总院. 抽水蓄能电站与风电配合运行研究报告[R]中国水电工程顾问集团公司科技项目,2010,12.
再论特高压带送风电的意义与前景
杨建设
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。
杨建设(1956-),男,硕士研究生,教授级工程师,一直从事风力发电相关工作。