“电力高速路”投资需求趋涨,消纳窘境怎样 催生输电技能 进步?

“电力高速路”投资需求趋涨,消纳困境如何催生输电技术进步?

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  21世纪经济报道记者 费心懿 上海报道

  随着电力体系 更新改造需求日渐茂盛 ,财产 界与学术界的来往 正变得更为密切。

  交直流输电国际集会 会议 (ACDC集会 会议 )是电力体系 范畴 汗青 久长 、久负盛名的国际性输电集会 会议 ,2016年由清华大学引入中国,并自此开始在中国和欧洲轮番 举行 ,如今 已举行 19届。

  本年 的ACDC吸引了来自12个国家及地区 的共五百多位参会者。在主理 方名单中,除了英国工程技能 学会(IET)与清华大学。连合 主理 方还包罗 怀柔实行 室和中国电气装备团体 。

  参会职员 告诉21世纪经济报道记者,ACDC集会 会议 以往是学术交换 集会 会议 ,而这是该集会 会议 初次 将财产 界及企业专家引入到交换 活动 中。

  “我们发现,偶然 间 学术界的一些研究工作财产 界并不知道。假如 在将来 的课题中,学术界与财产 界一开始就深入相助 ,学界办理 一些底子 的科学题目 ,财产 界办理 工程相干 的题目 ,如许 可以实现更深度、更高程度 的科研结果 的快速转化。”一名参会的院校专家告诉21世纪经济报道记者。

  “电力高速路”直抵消纳困难

  21世纪经济报道记者在ACDC 2024集会 会议 现场相识 到,本年 与会专家热议的话题包罗 ,怎样 实现交换 电网络更优质的运行;高压直流输电网络怎样 实现更长足的发展;输电行业的最新技能 发展及目标 等。

  不停 以来,特高压技能 都被誉为输电行业的“明珠”。创建 一张由“电力高速路”支持 的输电网络,助力实现高比例的可再生能源电力的高质量、低斲丧 、远间隔 运送 是特高压所长之处。

  “已往 常听到弃风弃光、新能源没法100%的送出,核心 就是通道的题目 。”ACDC大会组委会主席、清华大学电机工程与应用电子技能 系传授 何金良告诉21世纪经济报道记者。

  克日 发布的《中共中心 关于进一步全面深化改革、推进中国式当代 化的决定》提到,要加快 规划建立 新型能源体系,美满 新能源消纳和调控政策步伐 。

  “双碳”目标 下,可再生能源资源发展迅猛。克制 2023年底,我国风电和太阳能发电合计装机达10.5亿千瓦。国务院发展研究中心 预计,终端能源利用 将由传统化石能源为主转换成电力为主,到2060年,电气化率将由2023年的26%左右进步 到60%左右。

  新能源电力带来了新的题目 ,绿电资源利用 率连续 降落 ,消纳不敷 反而造成了浪费。2024年1-4月,天下 弃光率到达 3.70%,此中 甘肃弃光率到达 8.90%,西藏弃光率28.20%。

  究竟 上,我国的电力布局 出现 出可再生能源会合 在三北、西南以及东南深远海地区 ,负荷中心 则位于中部和东南沿海地区 的特点,资源与负荷空间不对称分布决定了大规模可再生能源必要 高压直流运送 。

  另一边,内蒙古自治区因其能源天禀 和得天独厚天然 资源,尤其是风能、太阳能资源的可开辟 量分别占天下 的57%和21%,位居火线 。但是内蒙古自治区东西狭长、跨度较大,东西延绵数千公里。能源生产与负荷中心 呈逆向分布,与我国能源国情分布存在逆势特性 。因此,比年 来同样面对 更大规模更高比例的新能源开辟 、外送、消纳以及电网安全运行和稳固 控制所面对 的技能 困难 ,内蒙古电力团体 正在加快 构建以刚强 智能电网为枢纽平台的新型电力体系 ,加快 推进沙戈荒大基地新能源惠及工程和500千方主网架输配电工程。内蒙古电力团体 还正推动抽水蓄能电站建立 和煤电机动 性改造,切实提拔 了近几年电力体系 的综合调治 本领 和新能源当场 消纳的利用 程度 。

  何金良表现 ,对于新能源高速的发展,像海上风电和沙戈荒地区 的绿电送出仍旧 是一个很大的题目 。如今 ,除了特高压之外,在输电行业还发展出新的技能 ,比方 管道输电以及海上风电送出所必要 的高可靠性电缆绝缘质料 等技能 创新,这都成为当前财产 界感爱好 的技能 范畴 。

  高压直流输电潜力巨大

  与会期间,美国国家工程院院士、弗吉尼亚理工大学精良 传授 Dushan Boroyevich博士将时间维度拉长,他告诉21世纪经济报道记者,“假如 要在将来 30年内实现碳中和目标 ,不但 要满意 新的能源需求增长,乃至 非常大概 要更换 现有的能源泉源 。因此,在交通、工业、农业、构筑 等各个范畴 找到可更换 的方案至关紧张 。”

  Dushan预计,将来 30年,新型电力体系 的规模约莫 要放大4到10倍的,这在环球 GDP占比中有望到达 5%。

  Dushan还提出,“假如 我们必要 制作 这么多新的电力体系 ,为什么肯定 只能利用 150年前的技能 呢?我们不肯定 非要利用 50赫兹或60赫兹的恒频电力体系 用于新的电力体系 。”

  这是由于 ,现有50赫兹的电力体系 必要 机电同步旋转机,而可再生能源不会有恒频转换的呆板 ,以是 直流技能 得到了发展的空间。直流输电具有运送 机动 、斲丧 小、可以或许 节省 输电走廊、可以或许 实现快速控制等长处 。

  何金良先容 ,我国输电技能 中,特高压技能 发展相对比力 成熟,如今 正属于大规模推广的阶段。以往的输电技能 斲丧 大,而采取 补偿 本领 的经济性不高。特高压的上风 是得当 远间隔 、低斲丧 、大能量的电力运送 。

  别的 ,在我国,直流特高压技能 的发展为东中部地区 节省 了大量宝贵 的地皮 资源,为本地 高附加值财产 提供了发展空间。

  值得一提的是,特高压为“西电东送”提供紧张 技能 本领 并推动东西部和谐 发展,累计动员 西部电源投资1.3万亿元,每年拉动西部地区 GDP增长高出 2600亿元。

  特高压还反哺了超高压装备 技能 升级,相干 电力装备 的高端产物 已主导国内市场并实现大规模出口。

  另一方面,交直电流在电力体系 内共存,反而有利于电网安全稳固 运行。

  何金良还谈到,假如 中国的电网都采取 交换 电,大电网的安全稳固 会成为题目 。但假如 交直流同时存在于电力体系 中,有些通过直流来毗连 ,有些通过交换 毗连 ,如许 整张电网固然 看起来是一张电网,但是出现变乱 时还是 相互 独立的,不会出现大面积的停电,对电网的安全可以或许 起到很好的支持 作用。

  究竟 上,构建新型电力体系 必要 从制度体系、技能 装备、可靠性验证等诸多方面渐渐 推进。只管 特高压柔性直流输电技能 已经取得了巨大的进步,中国在这一技能 范畴 上也具有领先上风 ,但其关键的电力电子元器件仍存在经济性等挑衅 。这意味着,此中 关键零部件的降本空间必要 以规模效应来发掘 。

  当前,我国新一轮特高压建立 的大幕已经拉开。国家能源局的数据表现 ,2023年,天下 电网根本 建立 投资完成额5275亿元,同比增长5.4%。电网企业进一步加强 农网巩固提拔 及配网投资建立 ,110千伏及以下品级 电网投资占电网工程完成投资总额的比重到达 55.0%。

  克制 2023年底,我国建成跨省区特高压输电工程39条,此中 特高压交换 19条、特高压直流20条。特高压线路总长度高出 4万公里,累计运送 电量高出 3万亿千瓦时,此中 70%以上为干净 能源。

  银河证券研报预计,我国在“十四五”和“十五五”期间,将新增27至32条特高压外送直流畅 道。如今 存量线路4条、在建5条,意味着将来 尚有 18至23条的建立 空间;预计2024年特高压装备 投资有望超400亿元,下半年招标还将提速。

  输电行业涌现“新质生产力”

  何金良团队从2014年起开展了直流管道输电技能 的研究。他告诉21世纪经济报道记者,管道输电可以实现大容量的输电,走地下也不占通道,是一个很有远景 、面向将来 的输电技能 。本年 ,800千伏的直流输电管道研发被正式写入国家相干 攻关筹划 。

  在质料 方面,传统的电缆采取 的是聚乙烯质料 ,是依靠 入口 的质料 ,很难完全实现自主生产。随着海上风电大概 太阳能发电,我国输电范畴 特别 必要 大容量的电缆输电技能 提供保障。清华大学连合 中石化北京化工研究院等单位 自主开辟 了接枝聚丙烯绝缘质料 ,作为一种热塑性子 料 ,具有可采取 再利用 的特点。同时,其工作温度可达120度,相对传统的电缆,至少可多运送 30%以上的电能。

  在量产方面,何金良预计,到本年 年底接枝聚丙烯电缆质料 中试线将会建成。“这种新的质料 完全自主可控,别的 它的性能比入口 的交联聚乙烯质料 要好。”何金良夸大 ,如今 这种质料 已经研制出110千伏电缆并实现挂网,预计来岁 实如今 220千伏电缆上的应用,后年实现500千伏电缆的应用。

  许继电气作为中国电气装备团体 的部属 分公司 ,在特高压直流输电换流阀方面把握 了诸多核心 技能 。针对海上风电送出等业务场景,许继电气对换流阀装备 轻型化的需求研发了DRU MMC轻型化肴杂 换流阀关键装备 等。已参加 了6个柔性直流输电工程的建立 ,此中 包罗 环球 首个五端柔性直流输电工程——浙江舟山±200千伏五端柔性直流工程。

  别的 ,特高压技能 的溢出效应不绝 加强 。

  本年 4月,国家电网巴西控股公司与巴西电力羁系 局3日在巴西利亚签订 “巴西东北特高压项目”特许策划 权协议。这一项目是巴西史上最大输电特许权项目。

  据此前报道,巴西东北特高压项目是巴西史上最大的输电特许权项目,也是比年 来该国最大的底子 办法 建立 项目。该项目由国家电网公司于2023年12月15日乐成 独立中标。这是继巴西美丽 山特高压输电一期、二期项目之后,国家电网公司第三次在外洋 中标的特高压输电项目。

  在多位与会专家看来,财产 界与学界的精密 相助 ,将为推动新型电力体系 更安全、机动 、高效的运行提供动力。同时,输电技能 的不绝 发展创新也将进一步促进可再生能源的消纳。

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