新能源背景下发展特高压电网可行性分析

发表时间:2020/9/23   来源:《基层建设》2020年第15期   作者:张建新
[导读] 摘要:随着社会电气化水平的不断提高,电力能源在人类生活中的重要性越来越突出,高电气化程度对促进国民经济发展、改善人民生活水平有着重要的作用,电力能源如果供应不足或不及时,会直接对社会的稳定产生影响。
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        摘要:随着社会电气化水平的不断提高,电力能源在人类生活中的重要性越来越突出,高电气化程度对促进国民经济发展、改善人民生活水平有着重要的作用,电力能源如果供应不足或不及时,会直接对社会的稳定产生影响。近些年来,随着人们对环境问题的不断重视,加之各种成本、资源结构等问题,供给侧正在发生着重大的改变,绿色新能源逐渐成为了人们研究和探索的主要方向。基于此,本文先对电力新能源利用的必要性进行分析,然后分析了新能源的分布和消纳输出问题,最后提出了新能源与特高压电网的共存性,以供相关的工作人员参考,以期本文能为我国电力事业的发展添砖加瓦。
        关键词:新能源;电力能源;特高压电网
        电力能源是当今社会支撑国民经济发展的支柱能源。然而,随着行业的不断发展,能源的问题日益凸显,并且由于生产建设带来的环境问题变得更加严重,很多国家开始研究新型的清洁能源,通过新能源的应用,增加可选能源的种类,为社会的生产提供更多的选择,同时也可以减少对环境的污染和破坏,以维持良好的生态平衡。由于我国拥有着广阔的疆土,人口基数较大,所以对电力能源的需求也比较高。在我国使用的能源中,电力的来源主要依靠的是煤炭、石油以及天然气等,但是随着这些不可再生资源的逐渐枯竭,以及地球自然环境的不断恶化,我国也逐渐对清洁能源的应用重视起来,也开始研发电力能源的新型来源。所以在新能源的背景下,特高压电网的发展已经成为了必然趋势。
        1电力新能源利用的必要性
        电力资源在社会生产和人民生活中发挥的巨大作用是毋庸置疑的。从电力的主要来源看,我国当前的电力主要来源于煤炭、石油和天然气。然而我们都知道,不管是煤炭,还是石油、天然气,都属于不可再生能源的范畴,而且随着人类使用量的增多,这类能源的储存量只会变得越来越少。根据有关资料统计显示,如果按照当前对能源的使用量来计算,煤炭的产量已经岌岌可危,只能再供给20年,而石油只够开采30年,且储量相对丰富的天然气也只够开采60年。基于能源枯竭这种严峻的现实状况,实现能源的可持续发展变得尤为重要,这就要求人类要更多地关注那些可再生能源。从另外的角度来讲,不可再生能源煤炭的大量使用带来了严重的环境污染问题,特别是东中部地区频繁出现罕见雾霾,范围广、强度大、时间长,给人民群众的生产生活、身心健康造成严重的危害,引起了社会的高度关注,大气污染已经到了非治不可、刻不容缓的地步。从环保的角度来讲,可再生能源的清洁性应该被予以更多的重视,因此,新时期电力能源采用新能源是一个不可逆的趋势。
        2新能源的分布和消纳输出问题
        新能源一般可以分为水能发电、风力风电、太阳能光伏发电、清洁煤的使用。我国76%的煤炭资源分布在北部和西北部,80%的水能资源分布在西南部,绝大部分的陆地风能、太阳能资源分布在西北部,而70%以上的能源需求却集中在中东部。能源基地与负荷中心的距离为1000-3000km。在负荷中心区大规模展开电源建设显然会受到种种制约,比如运输问题、环境容量问题等等。如果要建设火力发电厂,还可以靠煤炭运输,但费用较高,而水电、风电由于不可能把水和风像煤那样运输,因此就更是无法实现。一边是无法大规模建设的电源点,一边又守着水能、风能等宝贵的清洁能源望洋兴叹,可见,在负荷中心大规模开展电源建设是不可行的。而且新能源发电还存在一定的电力消纳问题,这源于新能源的分散性。以风力发电为例,我国的西北地区是风能资源最为丰富的地区,然而由于该地区的经济较为落后,风能发电的发电量不可能被这些地区全部消纳掉,剩余的电量只有借助于西电东送,把西北过剩的发电量输送到东部地区进行消纳。前段时间,内蒙古风电“晒太阳”送不出的问题广受关注。

事实上,我国风电主要集中在“三北”地区,当地消纳空间是非常有限的。风电想要进一步的发展,客观上需要扩大风电消纳范围,大风电必须要融入大电网,坚强的大电网能够显著的提高风电消纳的能力。由此可见,未来我国电网的发展趋势一定是大电网与分布式小规模电网协调发展。
        3新能源与特高压电网共存性
        自从进入新世纪以来,为了应对日益复杂的能源供需与环境问题,迫切的需要大力发展电网技术以及加大对新能源的投资及应用。我国已经开始利用西南地区大规模的水利资源进行发电输送到中东部地区,同时我国西北地区的太阳能发电也陆续的开始了并网供电,但这样会存在发电侧和负荷侧地理位置不重叠的问题,传统的超高压输电已经不适用于大跨度、远距离的远距离传输中。在研究计算中可以看出,1000kV交流输电线路的输电能力能够达到5.0*106kW,而±800kV的直流输电线路的输电能力能够达到7.0*106kW。随着我国将能源战略中心放到了西部,能源消耗中心和能源生产中心之间的距离不断的增加,导致能源输送的规模也在逐渐的变大。除了传统的能源运输方式,通过增加电网运输能力也能够使运输问题得到一定程度的解决。比如,以当前的1000kV特高压的输电电路为例,对其进行改造之后,每日输送的电能超过5.0*106kW,相当于每天将2.5-6万t的煤从山西运输到湖北,好比给湖北增加了一座葛洲坝电站。在经济性方面,西北部地区煤炭发电价格为200元/t,如果将煤炭从当地运输到华东华南地区,经过铁路、公路、海运等,转返多地进行运输,煤炭发电价格会增加到1000元/t,经过折算,1kw•h电能需要花费的燃煤成本大约为0.3元,而在煤炭产地附近建立坑口电站,1kw•h电能需要花费的燃煤成本大约为0.09元,之后经过特高压输电线路将坑口电站电能输送到华东华南地区,此时生产1kw•h电能需要花费的燃煤成本还低于当地煤电上网电价0.085元左右。由此可以看出,清洁能源的发展离不开特高压电网的建设,通过特高压电网的应用,能够使新能源发电的消纳和输出问题得到有效的解决,在未来,特高压电网必将成为我国电力能源远距离运输的主要通道。特高压战略的实施,打开了我国能源战略的布局,预计在2021年左右,我国将基本完成特高压电网骨干网架的建设,电网跨区输送量将达到2*108kW以上,在全国总装机容量中占到1/5,让千家万户都能够享受到特高压电网的建设所带来的便利。
        4结束语
        在使用新能源发电的过程中,为了满足社会的发展需求必然要消耗大量的新能源,这对于新能源短缺的国家来说是一个重要的问题,我国虽然疆土辽阔,但是由于人口基数庞大,人均资源量占比非常的低,因此,在新能源和特高压的应用过程之中,应该要将重点放在新能源发电技术和特高压电网输电能力的研究上,通过不断优化和改进新能源的发电技术,来提高能源的转化率。同时,还需要加大特高压技术的开发和运用,进一步的降低电力损耗,提升特高压电网输电效率和安全性,缩短我国和发达国家电力输送能力的差距,减少对自然环境的污染和破坏。
        参考文献
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