特高壓（高壓試驗(yàn)變壓器）電網(wǎng)助推清潔能源發(fā)展

我國正處于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的重要時(shí)期，能源需求具有剛性增長特征，預(yù)計(jì)2020年我國一次能源需求將達(dá)到45億至49億噸標(biāo)煤。而受能源資源儲量、生態(tài)環(huán)境、開發(fā)條件等諸多因素的制約，我國國內(nèi)常規(guī)化石能源可持續(xù)供應(yīng)能力約36億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中煤炭41億噸，常規(guī)石油約2億噸，天然氣（包括煤層氣等）3000億立方米，遠(yuǎn)低于未來國內(nèi)能源潛在需求，必須大力發(fā)展清潔能源，保障能源供應(yīng)安全。

　　清潔能源大多轉(zhuǎn)化為電力加以利用，主要包括水電、核電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電及生物質(zhì)能發(fā)電等。據(jù)測算，2020年轉(zhuǎn)化為電力的清潔能源比重將超過82％。其他清潔能源利用方式包括太陽能熱利用、生物質(zhì)燃料等，總體規(guī)模有限。

　　研究表明，2020年我國清潔能源的開發(fā)利用總量可達(dá)6.7億至7.4億噸標(biāo)煤，可補(bǔ)充能源供應(yīng)缺口的60％至70％。因此，發(fā)展清潔能源是保障我國能源供應(yīng)安全的有效途徑。

　　發(fā)展清潔能源需要建設(shè)特高壓電網(wǎng)

　　清潔能源資源與能源消費(fèi)中心逆向分布的基本特征，決定了我國清潔能源需要走大規(guī)模開發(fā)、遠(yuǎn)距離輸送的發(fā)展道路。

　　我國清潔能源資源豐富，具備大規(guī)模開發(fā)的潛力。我國水力資源非常豐富，技術(shù)可開發(fā)量5.42億千瓦，居世界*。截至2009年底，我國水電開發(fā)利用率僅為34％，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家60％的平均水平。核電資源豐富，現(xiàn)有廠址可支撐裝機(jī)1.6億千瓦以上，遠(yuǎn)期可滿足4億千瓦裝機(jī)需要；我國鈾資源較為豐富，未來通過加強(qiáng)鈾資源勘探開發(fā)、加強(qiáng)合作、積極利用海外資源等，核燃料供應(yīng)基本可以滿足我國核電大規(guī)模發(fā)展的需要。我國風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)量超過10億千瓦，主要分布在“三北”（東北、西北、華北）地區(qū)、東部和東南沿海及附近島嶼。太陽能資源非常豐富，主要分布在西藏、青海、新疆、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等省區(qū)，可開發(fā)裝機(jī)規(guī)模超過20億千瓦。

　　我國水能資源剩余技術(shù)可開發(fā)量約80％分布在四川、云南、西藏等西南地區(qū)，陸地風(fēng)能主要集中在西北部地區(qū)，而三分之二以上的能源需求集中在中東部地區(qū)。西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對滯后，電力負(fù)荷需求水平較低，清潔能源發(fā)電消納能力有限，大規(guī)模開發(fā)需要送往中東部負(fù)荷中心地區(qū)，擴(kuò)大消納范圍。

　　根據(jù)國網(wǎng)能源研究院的研究成果，如果風(fēng)電僅在省內(nèi)消納，2020年全國可開發(fā)的風(fēng)電規(guī)模約5000萬千瓦，通過特高壓跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)輸送擴(kuò)大清潔能源的消納能力，全國風(fēng)電開發(fā)規(guī)?？蛇_(dá)1億千瓦以上。清潔能源大范圍配置的要求客觀決定了我國必須建立大容量、遠(yuǎn)距離的能源輸送通道，特高壓電網(wǎng)是承載清潔能源開發(fā)與輸送的必然選擇。

　　特高壓輸電具有容量大、經(jīng)濟(jì)輸送距離遠(yuǎn)、能耗低、占地省、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)各種清潔能源的大規(guī)模、遠(yuǎn)距離輸送，促進(jìn)清潔能源的利用。西部、北部大型能源基地與中東部負(fù)荷中心地區(qū)的距離在800公里至3000公里，如依靠交流750千伏、500千伏和直流±600千伏級、±500千伏輸電技術(shù)，超出了經(jīng)濟(jì)輸送距離，電網(wǎng)安全穩(wěn)定性也無法得到保障。大型核電基地的建設(shè)也需要堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)的支撐。

　　2020年，國家電網(wǎng)將形成以“三華”電網(wǎng)為主要受端，東北1000千伏電網(wǎng)、西北750千伏電網(wǎng)為主要送端，聯(lián)接各大型煤電基地、水電基地、核電基地、可再生能源基地和主要負(fù)荷中心，以及各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。規(guī)劃實(shí)現(xiàn)后，可以解決大型煤電基地，甘肅、新疆、吉林、河北等7個(gè)千萬千瓦級風(fēng)電基地以及四川、金沙江、西藏等大型水電基地電力外送和消納問題，為東中部負(fù)荷中心大規(guī)模接受區(qū)外清潔、安全、可靠的電力構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)平臺，為大規(guī)模核電發(fā)展以及引入周邊國家電力資源奠定堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

　　堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是大規(guī)模開發(fā)清潔能源的客觀要求

　　建設(shè)以特高壓為基礎(chǔ)的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，必須優(yōu)化煤電布局，加快西部、北部煤電基地建設(shè)，構(gòu)建“輸煤輸電并舉”的能源綜合輸送體系，推動(dòng)清潔能源的跨大區(qū)消納。

　　輸煤輸電綜合比較結(jié)果表明，特高壓輸電的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于輸煤；輸電比輸煤更有利于促進(jìn)全國區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展、環(huán)?？臻g的優(yōu)化利用、生態(tài)環(huán)境保護(hù)和土地資源的利用；輸電的能源輸送效率與輸煤相當(dāng)，輸煤輸電的合理分工能有效提高煤炭的能源利用和輸送效率。

　　我國的哈密、酒泉、錫盟等地區(qū)當(dāng)?shù)仫L(fēng)電消納能力不足，千萬千瓦級風(fēng)電基地的建設(shè)和消納必須依靠大規(guī)模外送。但風(fēng)電單獨(dú)外送時(shí)輸電線路功率波動(dòng)頻繁，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)；且風(fēng)電單獨(dú)外送時(shí)輸電線路的利用率很低，到達(dá)負(fù)荷中心地區(qū)的落地電價(jià)為受端地區(qū)火電*上網(wǎng)電價(jià)的兩倍以上，不具備經(jīng)濟(jì)可行性。上述風(fēng)電基地所在地區(qū)將同時(shí)規(guī)劃建設(shè)大型煤電基地和特高壓外送通道，將當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)電和火電聯(lián)合開發(fā)并打捆送出，能有效擴(kuò)大風(fēng)電的消納范圍和規(guī)模，促進(jìn)風(fēng)電的大規(guī)模開發(fā)，是我國“西電東送”的新形式。

　　從技術(shù)角度看，在少數(shù)風(fēng)電出力快速變化的時(shí)段，借助送端堅(jiān)強(qiáng)的省級或區(qū)域電網(wǎng)，可調(diào)用省內(nèi)或區(qū)域電網(wǎng)的水電、火電、抽蓄等系統(tǒng)資源，平抑風(fēng)電功率的波動(dòng)，保持系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。從經(jīng)濟(jì)角度看，風(fēng)火“打捆”外送可大幅度提高輸電線路的利用率，降低受端電網(wǎng)的電力供應(yīng)成本。因此，轉(zhuǎn)變電力發(fā)展方式，優(yōu)化煤電布局，構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)的跨大區(qū)輸電網(wǎng)，不僅是構(gòu)建“輸煤輸電并舉”能源綜合輸送體系的需要，也是促進(jìn)我國清潔能源大規(guī)模開發(fā)的有效保障。

　　我國以煤為主的能源資源特點(diǎn)決定了我國以煤電為主的電源結(jié)構(gòu)將長期難以改變，其中熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組所占比重較高，影響火電的整體調(diào)節(jié)能力。在未來我國的清潔能源開發(fā)中，水電中徑流式小水電占有一定比重，且水電受水庫綜合利用等因素影響，調(diào)節(jié)能力受到限制；核電到2020年將達(dá)到7000萬千瓦至8000萬千瓦，且不參與系統(tǒng)調(diào)峰；風(fēng)電反調(diào)峰特性明顯。因此，要促進(jìn)我國清潔能源的大規(guī)模發(fā)展，必須優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，加大抽水蓄能、燃?xì)廨啓C(jī)等調(diào)峰電源的建設(shè)力度。一方面，要加快西北、東北等地區(qū)抽水蓄能站址普查，推進(jìn)抽水蓄能電站建設(shè)，促進(jìn)清潔能源大規(guī)模開發(fā)；另一方面，加快“三華”等受端地區(qū)抽水蓄能電站建設(shè)，保證受端地區(qū)風(fēng)電、核電與區(qū)外來電的協(xié)調(diào)運(yùn)行。

　　同時(shí)，必須加快電網(wǎng)的智能化建設(shè)，使清潔能源發(fā)電能夠得到利用，核電能夠保持帶基荷運(yùn)行，盡可能減少水電和風(fēng)電的棄水和棄風(fēng)，減少化石能源的消費(fèi)。

　　堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)可獲得巨大經(jīng)濟(jì)社會效益

　　作為我國重要的能源輸送和配置平臺，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)從投資建設(shè)到生產(chǎn)運(yùn)營的全過程都將對我國的國民經(jīng)濟(jì)、能源生產(chǎn)和利用方式產(chǎn)生重大影響。

　　堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)具有促進(jìn)能源資源優(yōu)化配置、引導(dǎo)能源生產(chǎn)和消費(fèi)布局、保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行及電力市場運(yùn)營等多項(xiàng)功能。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)可以顯著提升發(fā)電利用效率。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)一方面可以發(fā)揮其顯著的錯(cuò)峰和調(diào)峰等聯(lián)網(wǎng)效益；另一方面通過構(gòu)筑電源、電網(wǎng)與用戶之間的友好互動(dòng)平臺，在分時(shí)電價(jià)等機(jī)制下，引導(dǎo)用戶將高峰時(shí)段的用電負(fù)荷轉(zhuǎn)移到低谷時(shí)段，降低高峰負(fù)荷，減小電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差，減少火電發(fā)電機(jī)組出力調(diào)節(jié)次數(shù)和幅度，提高火電機(jī)組效率，降低發(fā)電煤耗，減少發(fā)電成本。據(jù)測算，到2020年，發(fā)展堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)將減少我國煤電裝機(jī)約6300萬千瓦，相應(yīng)減少煤電投資約2200億元；平均單位發(fā)電煤耗下降4克至6克／千瓦時(shí)，單位發(fā)電成本下降約1.0分／千瓦時(shí)至1.5分／千瓦時(shí)。

　　堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)可以提升輸電效率和電能在終端用戶的使用效率。2020年，通過智能調(diào)度系統(tǒng)和靈活輸電技術(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)潮流分布，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)可使系統(tǒng)網(wǎng)損降低70億千瓦時(shí)以上；通過智能電網(wǎng)與用戶間雙向信息交互以及智能家電的應(yīng)用，提高終端設(shè)備的能源利用效率，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)節(jié)能約450億千瓦時(shí)。