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全球能源互联网大会 中外专家共同探讨特高压与电网互联

《职业经理人周刊》
3月30日14时30分,2016’全球能源互联网大会特高压与电网互联专题论坛吸引了来自世界各地100余位专家的眼球。俄罗斯科学院西伯利亚分院主席团成员、俄罗斯电力科学院和国际能源科学院成员尼古拉˙瓦罗帕伊与国网北京经济技术研究院副院长马为民共同主持此论坛。11位来自各领域的中外专家代表作了主旨发言。

中外专家围绕大规模新能源的接入给电网互联互通带来的机遇与挑战、特高压技术的应用前景、实现洲内超级电网面临的主要困难、提高大规模互联电网安全运行水平的建议以及电网互联能给联网各国带来何种利益和实惠等问题,分享了经验,展开了讨论。

在此论坛中,国际智能电网行动网络输配电系统主席博˙诺马克带来了北欧电网互联的先进经验,巴西电力公司海外运营总监佩德罗˙贾托巴表达了要首先实现整个拉丁美洲电网互联互通的愿景,尼古拉˙瓦罗帕伊以俄罗斯的视角分析了东北亚地区电力互联的壁垒与机遇,亚洲开发银行技术顾问翟永平表达了亚行将在亚洲电力互联中发挥积极作用……

全球能源互联网是一个极具前瞻性的战略构想,专家纷纷表示,需要共同行动,创造合作机会,加强技术创新,促进政策对话,以期在全球能源市场产生积极影响。

技术支持

●马格努斯盖勒威ABB电网系统技术负责人

从设备制造商的角度看机遇和挑战

60 年前,我们发明了高压直流技术,此后,我们不断努力,希望能够在更长距离以更大功率传输电力。在我们研究过程中,降低损耗是非常大的驱动力量,也是我们去使用直流输电而不是交流输电的原因。实现电力商业可行的长距离传输,需要尽可能降低损耗,这是我们一直研究的课题和技术。

能源虽然是个保守的行业,但它的发展非常迅速。同时,控制系统同样在发展,而控制系统是后续工作和研发的基础。从设备制造商的角度来讲,我们能够通过使用更高能的半导体器件和新设计的换流器,不断提升电流,降低损耗,也可以采用传统的直流电压,并还有进一步提升这个电压水平的目标。传输的过程需要不断降低成本,在让控制系统能够更顺畅运行基础上,我们不断提升额定电压时,要考虑每千瓦的投资,同时还要考虑全生命周期的成本和升级改造,以便资产能够在整个生命周期创造更多的价值。

直流输电技术必不可少

●汤广福全球能源互联网研究院副院长

全球能源互联是一个非常远大的计划,主要包括构建特高压网架、发展大型清洁能源基地、及各国内部电网的发展。想要发展这些,就需要特高压直流输电技术,这是实现跨区跨国最有效的手段。

柔性直流技术可以更有效地实现大范围清洁能源并网,能够保证清洁能源高效汇集,灵活传递及分散消纳。柔性直流还有高压直流技术是非常重要的技术解决方案,特别是对于全球能源互联网构建来说,是必不可少的两个条件。

为了满足能源的输送,我们还需要一些核心设备作为支撑。全球能源互联网是解决人类可持续发展与能源需求矛盾的根本方案。中国已经在特高压直流输电相关技术与应用方面进行了成功的探索与实践,为构建全球电网互联骨干网架奠定了基础。柔性直流输电技术为大规模可再生能源并网和区域性电网互联提供了有效手段,中国也正在加速相关的探索和实践。

跨国电网互联的壁垒与机遇

●尼古拉瓦罗帕伊俄罗斯科学院西伯利亚分院主席团成员、俄罗斯电力科学院和国际能源科学院成员

在过去几十年,我们与中国在电网互联的问题上取得了一些经验,对于不同国家之间的互联,也进行了一些研究。我们发现两国之间的互联存在一些特点:首先,俄罗斯和中国的风值功率负载并不重合;第二,中国东北和华北的风电发展迅速,但东北和华北目前仍然是燃煤电站为主,核电发展也非常快,但调峰能力不足,而西伯利亚和远东的水电能力过剩;最后,中国电力建设的成本比较低。

能源互联存在障碍,因为电力输电对外部存在依赖性。东北亚各国电力立法存在差异,输电距离长、路径复杂、成本高。同时,国家之间在能源电力计划方面缺乏协调,某一些国家之间存在政治局势的紧张,而在这个区域内并不存在政府间组织去协调。

当然,能源互联也存在机遇。尽管技术、经济、法律、金融方面的壁垒阻碍了东北亚地区电力发展,但克服这些障碍也会为俄罗斯和东北亚国家之间电力合作创造更多的机会。研究发现,东北亚地区电力互联能为参加互联的国家带来实质性的效益。

大电网洲际互联的系统安全

●迟永宁中国电科院新能源所总工程师

电力系统安全的定义,放在这里就是一个电力系统持续地去不受限地运行,或者是低风险运行,即在出现一些干扰后,这个系统有多大程度的能力继续运作并且提供电力,而不出现电力损耗的一种能力。系统安全与有功功率的储备和无功功率的储备密切相关,与频率和电压稳定都有密切的关系。如果一个系统没有足够的有功功率储备,那么一旦出现干扰,断电就会出现,造成频率不稳的现象;如果没有足够的无功功率储备,那么在出现干扰之后,就会出现电压不稳的现象。另外还要关注电网拥堵的现象,也就是说,电网上出现了一些瓶颈,如果输电线的负荷非常高,出现了过载的现象,就会影响到另外一条线,就像多米诺骨牌一样,对整个电网造成影响。

为了保持电网的稳定,特别是这些跨洲或跨大陆的电网稳定性,需要有非常复杂和充足的有功功率储备。为了维持系统的安全,必须要研究确认稳定的限制到底出现在哪里,或者说电力的传输局限性在哪里。

协调合作

加强地区合作推动亚洲能源互联

●刘鸿鹏联合国亚洲及太平洋经济社会委员会(ESCAP)能源部主席

亚太地区能源需求增速快,能源分布非常不均衡,能源结构依然依赖化石燃料,带来了很多环境和可持续发展问题。现在有一系列战略加强能源安全,也加强了能源的合理化分布。

能源高速公路的建立以及东北亚电力联网合作备忘录的签署说明企业对企业的合作很有必要,但更大规模的合作需要政府参与,国家政策的制定有利于能源互联的进行。

能源互联的障碍也不少,构建全球能源互联网需要国家的支持和意愿,作为一个全球性的项目,还需要大量资金的支持。监管框架的建立也至关重要,只有如此才能有真正意义的市场。除此之外,不同地域标准的协调、相关知识的共享和决策方面的协商将会对能源互联建设起到很大的推动作用。能源互联的构建不仅是电力企业的工作,政府应积极构建平台,并寻求中立的第三方推动能源互联,使该项工作能够尽快从双边发展至多边合作。政府间的合作需要以理解和信任为基础,只有如此才能建立真正融合的电力市场。

同步互联电网能更大规模输送清洁能源

●李隽国网北京经济技术研究院院长助理

国家电网公司在安全性、稳定性及经济性等方面开展了很多研究。基于中国国情和对未来预测,为了清洁能源能够大规模开发利用,提高电网安全运行,我们设想进一步扩大中国同步电网的规模。基于在中国电网现有的格局上,构建一个西部电网,目的是想把西南的水电和西北的风电、太阳能及火电进行联网,一方面改善风电、太阳能的间歇性,同时也提高外送通道的效率。同时,还考虑与东部电网进行互联,这样可以有效提高系统规模,加强系统调峰能力和频率特性。

为了进一步接受更大规模的远距离输送清洁能源,提高电网安全稳定性,需要将东部电网和西部电网进一步互联,形成统一的国家电网。电网的发展,各个国家基本上都经历了从孤立电网到跨国互联、跨区互联的阶段,目前发展到智能电网的阶段。在中国,为了满足大规模清洁能源的开发,满足经济社会的发展,我们设想在 2020年构建三个同步电网,2025年形成两个同步电网的格局,为构建全球能源互联网奠定基础。

建立东北亚区域电力联网和合作协调组织

●雷晓蒙中国电力企业联合会国际电网互联首席专家

通过研究发现,在亚洲的国际组织主体和国家之间,已经开始建立了一些非常有区域性的计划和项目,我们希望能够去建立一个框架,把东北亚的国家联合在一起。

在亚洲,能源构成差异非常大,如果能够实现电力互联的话,会实现很多效益。现在,国家电网公司推出全球能源互联网的创意,并与一些国家达成了共识。亚洲开发银行也做出了重大的贡献,不但在能源互联项目投入了大量的资金支持,还开展了一些重要的研讨会,比如去年的东北亚超级电网现状和未来的专题会,做了一些重要的报告。

绝大多数的国家是由直流线路或者是交流线路联系的,可以通过电网向邻国输送大量的可再生能源,这是类似超级电网的一个概念。之前成立的东北亚区域电力合作论坛,致力于输送的能源安全,成员也就运营成本、分配等问题达成一致,在这个组织的发展过程当中,可能要借鉴国际的一些做法,比如说会员可以根据字母顺序轮流主持。另外,我们也需要一个联合小组,建立成本共享机制,比如会议成本由东道国来承担,差率由参会人员各自承担。组织工作的范围包括交流基本情况,区域电力联网规划以及一些总体规划。

亚行将持续支撑亚洲能源互联

●翟永平亚洲开发银行技术顾问

基础设施和区域合作一体化方面的工作一向是亚洲开发银行的工作重点,能源互联恰好能同时覆盖这两方面,因此能源互联对亚行来讲是非常重要的课题。

亚洲能源互联对长期能源安全非常重要,能源安全的保障能够促进可再生能源入网并有助于满足能源需求。此外,能源互联能提高邻国之间的依赖性和信任,增强政治稳定性。

在能源互联构建之前,我认为最重要的是增强各国自身电网的建设。国家内部的电网需要更加稳定、坚强,并提高智能化水平。发展中国家为什么需要智能化水平更高的电网?因为高智能化的电网除了能保障可再生能源入网外,还能够加强能源全面可及、提高能源效率、增强电网稳定性,比如,传统的输配电网无法辐射到一些偏远地区,而创新型的微电网或独立电网可以做到这一点。

亚行支持跨境电力互联方案,会加强政策支持,比如将为东北亚电力互联提供技术援助的战略。亚行希望能启动并促进次区域电力贸易和互联的发展。我很乐意看到电力通过低损耗高压直流输电线路互联从蒙古输送至附近的国家负荷中心。亚行时刻准备为亚洲电力互联项目继续提供并进一步扩大技术援助和贷款。

应形成区域电力市场一体化的强大合力

●佩德罗贾托巴巴西电力公司海外运营总监

拉丁美洲煤炭储量不足,但拥有丰富的可再生能源,90%人口使用的电能80%来自可再生能源。当地充分利用水电、风电、太阳能发电,可再生能源潜力很大。巴西电网创立和形成离不开5个地区的系统一体化。在构建全球能源互联网过程中,我们拥有以可持续能源为基础的电网,并且铺成了超过10万千米的输电线路,对于全球能源互联网这个远景是非常有益的。所以我们需要在大洲形成一个合力,内部形成电力系统一体化,从而实现电网互联。

巴西首先会从国内电网努力,证明电网互联可以提升能源安全,降低能源成本,实现可持续性。我们的愿景是未来实现整个拉丁美洲的电网联盟。

目前,各个国家如果要从市场一体化中感受到好处的话,面临的一个难题是如何平衡能源政策,这需要规划能源开发,解决能源可持续性与平衡性等问题。如果没有市场的一体化,很难实现电网互联。可再生能源在南美非常丰富,但如何克服其波动性和周期性,如何把我们的发电企业融合到一起等问题,我认为可以通过贸易协定,让各国政府共同解决,从而逐步实现各个国家之间的互联互通。

一体化市场是电网互联的先决条件

●博诺马克国际智能电网行动网络(ISGAN)输配电系统主席

北欧的合作是值得借鉴的。北欧的电力互联合作包括一些市场运营商合作、维护、规划、研发。因为北欧各国发电系统不一样,丹麦风能富集,芬兰各种可再生能源都有,所以有必要大家共同协调规划,相互适应,为此我们开发了一个共同的北欧市场。有了一体化的市场,我们才能建立一体化的电网,一体化的市场是先决条件,激励人们实现电网互联。

互联的好处之一是共享备用的储能。不同的资源有不同的平衡。以北欧为例,北欧有旱季和雨季,两季降雨量相差超过 30%,与其他国家互联,可以实现平衡。其次,是价格的套利,这主要看不同的自然条件和价格的流动。可以预期,未来互联活动还会进一步加强,北欧的合作也会扩展到欧洲北部,乃至在整个欧洲有长足的发展。

目前,我们成立了一个欧洲输电运营商联盟,主要负责制定规划,进一步提升电网互联能力。未来,我建议引入更多可再生能源形式,协调规划,一步一步构建电网互联。同时,还要关注新技术的发展,这样能够拥有更多的选择。

通过能源市场一体化应对电价波动

●托比亚斯库尔特德国EnergyBrainpool公司总裁

德国非常关注风能还有太阳能的发展,我们在未来很长一段时间,风能和太阳能可能会供大于求,电价可能会出现负值,但是还有一些时间我们没有风能,这样的话我们就需要发电厂灵活地去补缺,这个时候电价相对会高一些。能源生产和价格可能在未来比现在更加具有波动性,要很好地去组织这样的一个波动的市场,需要市场统一化。

从欧洲经验可以看到,多区域的电力耦合是有效的解决方案。市场耦合能减少跨界交易的壁垒,优化发电计划,最大化社会红利,达到合作共赢。全球能源互联通过潜在的市场设计,真正能实现互联。可以引入欧洲的市场体系,按照每度电的销售基础来制定全球交易委托账户册,区域性和全球性的出价程序和价格清算,如果有价格差异,电网上有富余产能,就能进行跨区出价,从而促进电网互联,最后实现一致电价,实现最大化的容量和产能。

市场设计表明全球能源转型未来有哪些可能性。除了技术优势之外,还要优化发电和用电的流程,降低平衡功率的需求,最大化社会红利,拓展储能技术的灵活性,推进全球合作和技术转型。技术互联、市场互联是构建电网互联的两个必要条件。

来源:互联网
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