遠距離輸電不如直流特高壓
發(fā)布時間:2020/7/12 16:09:48 訪問次數(shù):532
ISL9001IRNZ-T智能電網(wǎng)分散式能源生產(chǎn)的發(fā)展可能會采取與計算機產(chǎn)業(yè)發(fā)展極為相似的路線:大型主機讓位于小型化、在地理上分散分布的臺式和筆記本電腦,它們相互連接、充分整合,成為一個極富彈性的網(wǎng)絡。在電力行業(yè)中,集中式電廠仍將發(fā)揮很重要的作用,但更需要小型、清潔、分散化的發(fā)電廠,能源儲存技術將支持它們的發(fā)展;為控制、處理由此形成的復雜互聯(lián)系統(tǒng)所帶來的海量信息與能源的流通問題,先進的電子控制技術是絕對不可少的。
依靠先進的信息、控制、儲能、超導等新技術,注重以小型分散化方式開發(fā)清潔可再生能源,注重利用新的管理理念和技術手段提高能源利用率,實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展,這就是第三次工業(yè)革命顯示的現(xiàn)代電網(wǎng)(即智能電網(wǎng))的發(fā)展路線。由于可再生能源分布相對均勻,分散化開發(fā)的結果將使電源的布局更合理;小型電源和微網(wǎng)可以直接接入配電網(wǎng),以較低的電壓向用戶供電;特別是超導輸電技術的不斷進步和在工程中越來越多的應用,顯示了現(xiàn)代電網(wǎng)的電壓等級不僅不會在超高壓的基礎上再提高,甚至還有逐漸降低的
電網(wǎng)的電壓等級在第二次工業(yè)革命時期由低向高發(fā)展,進入第三次工業(yè)革命后不再升高,并且呈現(xiàn)出由高向低發(fā)展的趨勢,從整個發(fā)展過程看,遵循的正是事物發(fā)展的“否定之否定”規(guī)律。那種認為電網(wǎng)會一直按照“規(guī)模越來越大,電壓等級越來越高”的規(guī)律發(fā)展的看法,是一種缺乏辯證思維的形而上學觀點。
現(xiàn)代電網(wǎng)不再向交流特高壓電網(wǎng)發(fā)展,還因為交流特高壓自身存在著下述幾個致命的缺點:
環(huán)境代價大。由于交流特高壓的建設是在現(xiàn)有的500 千伏電網(wǎng)之上再疊加一個1000千伏電網(wǎng),升至該電網(wǎng)的電力送到受端后,都要先降壓為500 千伏再分配給220 千伏電網(wǎng),因此它不僅不能替代500 千伏變電容量和相應的500 千伏送電線路,還將使我國電網(wǎng)的電壓層次從現(xiàn)有的5 層增至6 層(即變?yōu)?.4/10/110/220/500/1000 千伏),成為世界上電壓層次最多的電網(wǎng)。而且交流特高壓的噪音、對環(huán)境的電磁污染遠比超高壓強,其輸變電設備都是龐然大物,需要的占地面積也更大(同塔雙回交流特高壓線路塔高約80 米,走廊寬度約70米;一座交流特高壓變電站占地9-20 公頃)。因此,建設交流特高壓電網(wǎng)意味著在電網(wǎng)復雜性增加的同時,還要為多增加一層電網(wǎng)付出難以承受的環(huán)境代價(尤其在人口密集的“三華”地區(qū)問題將更加突出)。

投資效益差。交流特高壓從技術上看,遠距離輸電不如直流特高壓,近距離輸電不如500 千伏電壓,而投資卻很大,是一種“性價比”很低的方案。南方電網(wǎng)對采用交流特高壓方案與采用直流特高壓加交流500 千伏電網(wǎng)方案進行了比較,結果前者的投資比后者多600-1000 億元,約高1.3-1.5 倍[5]。在“三華”地區(qū)建設交流特高壓同步電網(wǎng)的方案,比只建直流特高壓加交流500 千伏電網(wǎng)的異步聯(lián)網(wǎng)方案,至少要多花3000 億元的投資。除會推高電價外,還意味著要消耗更多的鋼鐵、鋁材和水泥,而這些高耗能產(chǎn)品的生產(chǎn)無疑將加重對環(huán)境的污染。
兩級升壓,既增加能損,又降低輸電能力。交流特高壓輸電,電源一般都要先升壓匯集到500 千伏變電站,再升壓至交流特高壓電網(wǎng)。由于基本沒有與之配備的發(fā)電機機組直接接入,交流特高壓電網(wǎng)實際上是一個無源的“空架子”,這種情況在其它電壓等級的發(fā)展過程中是從未出現(xiàn)過的。電網(wǎng)的最高一級電壓網(wǎng)架,對于保證整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運行和功率平衡至關重要,它形成后一般直接接入其中的發(fā)電機容量都不會少于35%。比如截至2012 年底南方電網(wǎng)接入500 千伏電網(wǎng)的容量,廣東為36.6%,廣西為43.7%,云南為58.8%,貴州為50.6%;四川電網(wǎng)2013 年底接入500 千伏電網(wǎng)的容量約為47%。發(fā)電機經(jīng)兩級升壓接入電網(wǎng),是電力系統(tǒng)規(guī)劃設計中較為忌諱的做法,因為這樣必然加大系統(tǒng)阻抗,不僅導致電能損耗增加,還限制了輸電能力的提高。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)從一個側面說明,沿著提高電壓等級的傳統(tǒng)路線前行,走到特高壓的時候,這條路已經(jīng)走不通了。

(素材來源:21IC和ttic和eechina.如涉版權請聯(lián)系刪除。特別感謝)
ISL9001IRNZ-T智能電網(wǎng)分散式能源生產(chǎn)的發(fā)展可能會采取與計算機產(chǎn)業(yè)發(fā)展極為相似的路線:大型主機讓位于小型化、在地理上分散分布的臺式和筆記本電腦,它們相互連接、充分整合,成為一個極富彈性的網(wǎng)絡。在電力行業(yè)中,集中式電廠仍將發(fā)揮很重要的作用,但更需要小型、清潔、分散化的發(fā)電廠,能源儲存技術將支持它們的發(fā)展;為控制、處理由此形成的復雜互聯(lián)系統(tǒng)所帶來的海量信息與能源的流通問題,先進的電子控制技術是絕對不可少的。
依靠先進的信息、控制、儲能、超導等新技術,注重以小型分散化方式開發(fā)清潔可再生能源,注重利用新的管理理念和技術手段提高能源利用率,實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展,這就是第三次工業(yè)革命顯示的現(xiàn)代電網(wǎng)(即智能電網(wǎng))的發(fā)展路線。由于可再生能源分布相對均勻,分散化開發(fā)的結果將使電源的布局更合理;小型電源和微網(wǎng)可以直接接入配電網(wǎng),以較低的電壓向用戶供電;特別是超導輸電技術的不斷進步和在工程中越來越多的應用,顯示了現(xiàn)代電網(wǎng)的電壓等級不僅不會在超高壓的基礎上再提高,甚至還有逐漸降低的
電網(wǎng)的電壓等級在第二次工業(yè)革命時期由低向高發(fā)展,進入第三次工業(yè)革命后不再升高,并且呈現(xiàn)出由高向低發(fā)展的趨勢,從整個發(fā)展過程看,遵循的正是事物發(fā)展的“否定之否定”規(guī)律。那種認為電網(wǎng)會一直按照“規(guī)模越來越大,電壓等級越來越高”的規(guī)律發(fā)展的看法,是一種缺乏辯證思維的形而上學觀點。
現(xiàn)代電網(wǎng)不再向交流特高壓電網(wǎng)發(fā)展,還因為交流特高壓自身存在著下述幾個致命的缺點:
環(huán)境代價大。由于交流特高壓的建設是在現(xiàn)有的500 千伏電網(wǎng)之上再疊加一個1000千伏電網(wǎng),升至該電網(wǎng)的電力送到受端后,都要先降壓為500 千伏再分配給220 千伏電網(wǎng),因此它不僅不能替代500 千伏變電容量和相應的500 千伏送電線路,還將使我國電網(wǎng)的電壓層次從現(xiàn)有的5 層增至6 層(即變?yōu)?.4/10/110/220/500/1000 千伏),成為世界上電壓層次最多的電網(wǎng)。而且交流特高壓的噪音、對環(huán)境的電磁污染遠比超高壓強,其輸變電設備都是龐然大物,需要的占地面積也更大(同塔雙回交流特高壓線路塔高約80 米,走廊寬度約70米;一座交流特高壓變電站占地9-20 公頃)。因此,建設交流特高壓電網(wǎng)意味著在電網(wǎng)復雜性增加的同時,還要為多增加一層電網(wǎng)付出難以承受的環(huán)境代價(尤其在人口密集的“三華”地區(qū)問題將更加突出)。

投資效益差。交流特高壓從技術上看,遠距離輸電不如直流特高壓,近距離輸電不如500 千伏電壓,而投資卻很大,是一種“性價比”很低的方案。南方電網(wǎng)對采用交流特高壓方案與采用直流特高壓加交流500 千伏電網(wǎng)方案進行了比較,結果前者的投資比后者多600-1000 億元,約高1.3-1.5 倍[5]。在“三華”地區(qū)建設交流特高壓同步電網(wǎng)的方案,比只建直流特高壓加交流500 千伏電網(wǎng)的異步聯(lián)網(wǎng)方案,至少要多花3000 億元的投資。除會推高電價外,還意味著要消耗更多的鋼鐵、鋁材和水泥,而這些高耗能產(chǎn)品的生產(chǎn)無疑將加重對環(huán)境的污染。
兩級升壓,既增加能損,又降低輸電能力。交流特高壓輸電,電源一般都要先升壓匯集到500 千伏變電站,再升壓至交流特高壓電網(wǎng)。由于基本沒有與之配備的發(fā)電機機組直接接入,交流特高壓電網(wǎng)實際上是一個無源的“空架子”,這種情況在其它電壓等級的發(fā)展過程中是從未出現(xiàn)過的。電網(wǎng)的最高一級電壓網(wǎng)架,對于保證整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運行和功率平衡至關重要,它形成后一般直接接入其中的發(fā)電機容量都不會少于35%。比如截至2012 年底南方電網(wǎng)接入500 千伏電網(wǎng)的容量,廣東為36.6%,廣西為43.7%,云南為58.8%,貴州為50.6%;四川電網(wǎng)2013 年底接入500 千伏電網(wǎng)的容量約為47%。發(fā)電機經(jīng)兩級升壓接入電網(wǎng),是電力系統(tǒng)規(guī)劃設計中較為忌諱的做法,因為這樣必然加大系統(tǒng)阻抗,不僅導致電能損耗增加,還限制了輸電能力的提高。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)從一個側面說明,沿著提高電壓等級的傳統(tǒng)路線前行,走到特高壓的時候,這條路已經(jīng)走不通了。

(素材來源:21IC和ttic和eechina.如涉版權請聯(lián)系刪除。特別感謝)
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