未來(lái)1０年清潔能源大發(fā)展

我國(guó)面臨著石油、煤等化石資源能源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化的嚴(yán)峻形勢(shì)，因此，政府制定一系列政策鼓勵(lì)發(fā)展核電、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等清潔能源。

在這些清潔能源之中，風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電在最近幾年達(dá)到了空前的發(fā)展，全球風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量已超過(guò)15000萬(wàn)千瓦，我國(guó)最近幾年風(fēng)力發(fā)電均以超過(guò)100%的速度增長(zhǎng)，至2008年底，我國(guó)風(fēng)電的裝機(jī)容量突破1000萬(wàn)千瓦，2009年底已突破2000萬(wàn)千瓦，2020年將預(yù)計(jì)達(dá)到1億千瓦至1.5億千瓦。我國(guó)陸上風(fēng)能資源主要分布在西北、內(nèi)蒙古和東北地區(qū)，而我國(guó)的電力負(fù)荷中心主要分布在珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲和京津唐地區(qū)。為了更好地在全國(guó)實(shí)施更大范圍的能源資源優(yōu)化配置，我國(guó)規(guī)劃在內(nèi)蒙古、甘肅、河北、吉林、新疆、江蘇建設(shè)7個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地，由于風(fēng)電無(wú)法就地消納，需要依托高電壓等級(jí)、大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送。

我國(guó)雖然是太陽(yáng)能電池板的生產(chǎn)大國(guó)，但其中98%硅片出口。在發(fā)達(dá)國(guó)家，光伏產(chǎn)品的80%用于并網(wǎng)發(fā)電，而我國(guó)則相對(duì)較少，太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究還處于起步階段，已建成的并網(wǎng)光伏電站大部分為低壓用戶端并網(wǎng)模式，發(fā)電容量相對(duì)較小，目前并網(wǎng)光電容量只有幾萬(wàn)千瓦，沒(méi)有參與電網(wǎng)調(diào)度。規(guī)模化并網(wǎng)光電是近幾年才發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，為太陽(yáng)能的大規(guī)模利用提供了廣闊的市場(chǎng)空間，在我國(guó)一平方千米的荒漠可裝10萬(wàn)千瓦光伏，若將1%的中國(guó)沙漠裝上光伏，總?cè)萘繉⑦_(dá)到13.1億千瓦，超過(guò)我國(guó)目前所有能源發(fā)電的裝機(jī)容量。隨著光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，太陽(yáng)能電池板等關(guān)鍵部件成本有望大幅度降低，光電并網(wǎng)將得到大力發(fā)展。預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電有望達(dá)到1000萬(wàn)千瓦。

但是，由于風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源的隨機(jī)性、波動(dòng)性等特點(diǎn)，大規(guī)模風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源并入電網(wǎng)后將對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行帶來(lái)負(fù)面影響，諸如系統(tǒng)穩(wěn)定性、功率平衡、調(diào)度運(yùn)行等等的影響。

智能電網(wǎng)接納新能源能力強(qiáng)

為了解決風(fēng)電、太陽(yáng)能等新能源發(fā)電的間歇性、隨機(jī)性、可調(diào)度性低的問(wèn)題，需加大調(diào)峰電源建設(shè)。加大建設(shè)綜合具備水、火、風(fēng)聯(lián)合調(diào)峰和高安全穩(wěn)定性等特點(diǎn)的智能電網(wǎng)，最大限度地將新能源的發(fā)電量吸納、送出，并保證接入后電網(wǎng)的安全運(yùn)行和調(diào)度。

風(fēng)電、太陽(yáng)能具有波動(dòng)性，電網(wǎng)本身也有峰谷差異，電量有時(shí)稀缺有時(shí)過(guò)剩。應(yīng)該科學(xué)規(guī)劃和使用抽水蓄能電站。由于抽水蓄能電站受條件的限制，還需大力發(fā)展鋰電池、液流電池、壓縮空氣等儲(chǔ)能技術(shù)，在電網(wǎng)中部署儲(chǔ)能裝置，電能過(guò)剩的時(shí)候吸收能量，電力緊張的時(shí)候釋放能量，可以很好地調(diào)峰填谷。這些儲(chǔ)能措施將是解決風(fēng)電、太陽(yáng)能等能源波動(dòng)性的有效方法，將進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行方式，有利于電網(wǎng)接納更大容量的清潔能源。

由于太陽(yáng)能和風(fēng)能兩者在時(shí)間變化分布上和空間分布上有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，在太陽(yáng)能和風(fēng)能互補(bǔ)的地區(qū)把風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)組合成“風(fēng)光復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)”能夠有效地克服風(fēng)能及太陽(yáng)能提供能量的隨機(jī)性、間歇性的缺點(diǎn)，提高供電的穩(wěn)定性。

可預(yù)測(cè)性是處理風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電波動(dòng)的關(guān)鍵之一。

準(zhǔn)確預(yù)測(cè)清潔能源的發(fā)電量有助于調(diào)度人員提前組織管理電力系統(tǒng)所需的調(diào)頻和調(diào)峰機(jī)組的容量。將風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)與負(fù)荷預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)結(jié)合在一起，將進(jìn)一步增強(qiáng)電網(wǎng)處理風(fēng)電、太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電的波動(dòng)性的能力。

由于我國(guó)風(fēng)電資源集中于西北地區(qū)，與集中在東部的電力市場(chǎng)逆向分布，需解決遠(yuǎn)距離大規(guī)模輸送問(wèn)題。為了解決遠(yuǎn)距離輸送問(wèn)題，接納大規(guī)模的風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源，國(guó)家電網(wǎng)西北電網(wǎng)有限公司進(jìn)一步加快建設(shè)750千伏電網(wǎng)，確保西北750千伏主網(wǎng)與新疆電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)工程將于2010年10月底建成投運(yùn)。屆時(shí)，中國(guó)將初步建成覆蓋西北五省(區(qū))的“電網(wǎng)高速公路”———750千伏統(tǒng)一電網(wǎng)，西北在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置資源的作用也將進(jìn)一步顯現(xiàn)，可大大提高西北電網(wǎng)“西電東送”的能力。

通過(guò)加強(qiáng)輸電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高輸電能力，采用輕型直流輸電、靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)、靜態(tài)無(wú)功發(fā)生器(SVG)、可控串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)(TCSC)等柔性輸電技術(shù)(FACTS)，提高電網(wǎng)對(duì)規(guī)模化清潔能源電源的接受能力，確保大量間歇性清潔能源電源并網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，減少系統(tǒng)化石燃料電廠的建設(shè)，將為未來(lái)電網(wǎng)接納規(guī)模化清潔能源作出重要貢獻(xiàn)。

到2020年，為了接納更大容量的風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電，我國(guó)將依托交流1000千伏、直流±800千伏的特高壓技術(shù)，形成以華北、華東、華中特高壓同步電網(wǎng)為接受端，東北、西北電網(wǎng)為輸送端，連接全國(guó)各大煤電、水電、核電和清潔能源發(fā)電基地的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

因此，借助智能電網(wǎng)，將煤電與風(fēng)電、太陽(yáng)能等清潔能源“打捆”輸送，發(fā)展抽水蓄能、大容量蓄電池等儲(chǔ)能技術(shù)，發(fā)展風(fēng)電、太陽(yáng)能等清潔能源的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)及柔性輸電技術(shù)就能夠?qū)⑽鞅钡貐^(qū)的風(fēng)電、太陽(yáng)能輸送到華北、華中、華東負(fù)荷中心，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電在全國(guó)范圍內(nèi)消納，使智能電網(wǎng)成為接納清潔能源的高速公路。