原電力部生產(chǎn)司教授級(jí)高工、國(guó)際大電網(wǎng)委員會(huì)CIGRE和美IEEE會(huì)員

2015年6 月30 日

前言

我國(guó)應(yīng)按科學(xué)發(fā)展又全面合理的策略大力發(fā)展可再生能源，第一必須有調(diào)峰蓄能設(shè)施配合，作為可行性的首要條件。第二發(fā)展可再生能源應(yīng)以分散就地或近處消納為主，多年來(lái)全世界實(shí)踐證明這才是最安全又經(jīng)濟(jì)的發(fā)展策略；第三特別是遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的大規(guī)模集中可再生能源開(kāi)發(fā)工程首先必須從安全、經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)劃論證，是否具備當(dāng)?shù)卣{(diào)峰蓄能設(shè)施配合？除就地消納外，應(yīng)深入實(shí)際進(jìn)行可性行研究，多余的電力怎樣才能合理的安全又經(jīng)濟(jì)送出？應(yīng)實(shí)事求是進(jìn)行全面規(guī)劃設(shè)計(jì)，然后按其大小規(guī)模經(jīng)相適應(yīng)的的單位部門(mén)批準(zhǔn)決定。

從世界發(fā)展可再生能源的經(jīng)歷，即使經(jīng)可性行研究可以有遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的大規(guī)模集中可再生能源開(kāi)發(fā)，最安全又經(jīng)濟(jì)的辦法是采用直流輸電，根本不需要交流特高壓線路為可再生能源輸電。

一．棄風(fēng)、棄光的主要問(wèn)題是電網(wǎng)調(diào)峰能力不足，與交流特高壓輸電無(wú)關(guān)

上世紀(jì)八十年代以來(lái)，主要靠小煤電/油電每日開(kāi)停作為主力調(diào)峰能力達(dá)25%，加上大煤電20%調(diào)峰(100～80%運(yùn)行)和水電調(diào)峰, 使大煤電年利用小時(shí)達(dá)6000～6500小時(shí)。但后來(lái)接近一億千瓦的小煤電/油電逐步關(guān)停，長(zhǎng)時(shí)以來(lái)沒(méi)有重視和補(bǔ)償因此而損失的調(diào)峰能力。結(jié)果多年來(lái)一直迫使20/30萬(wàn)千瓦煤電機(jī)組深度(有時(shí)強(qiáng)迫每天開(kāi)/停)調(diào)峰,更迫使超臨界和超超臨界60～100萬(wàn)千瓦煤電機(jī)組非常規(guī)調(diào)峰,低谷時(shí)出力甚至壓到40%亞臨界運(yùn)行,強(qiáng)迫使低碳機(jī)組高碳運(yùn)行，極不合理的被迫超額調(diào)峰，使煤電年利用小時(shí)在2012/2013年跌落到5080/5012，2014年為4706小時(shí)，是1978年以來(lái)的最低水平。為了調(diào)峰估算要多裝機(jī)1.2億千瓦，至少相當(dāng)多花1.2億千瓦x 3700元/千瓦 = 4440億元投資, 除要多浪費(fèi)裝機(jī)投資外，還造成發(fā)電多耗煤、多排污、縮短煤電機(jī)組壽命和導(dǎo)致發(fā)電集團(tuán)公司可能虧損。  

發(fā)展風(fēng)電也從不重視客觀存在的調(diào)峰問(wèn)題，夜間用電低谷時(shí)段往往是風(fēng)電大發(fā)時(shí)段，特別是遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的大型風(fēng)電基地，太陽(yáng)能發(fā)電基地，為什么在規(guī)劃/批準(zhǔn)時(shí)都不考慮影響其可行性的關(guān)鍵 - 調(diào)峰問(wèn)題？結(jié)果造成嚴(yán)重棄電、嚴(yán)重浪費(fèi)。我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)居世界首位，太陽(yáng)能發(fā)電增長(zhǎng)速度也占世界首位，就因?yàn)槿狈φ{(diào)峰能力，結(jié)果"棄風(fēng)""棄光"嚴(yán)重程度也占世界首位，其發(fā)電年利用小時(shí)遠(yuǎn)低於世界水平。

南方電網(wǎng)公司比較重視調(diào)峰，廣東電網(wǎng)2013年底有可調(diào)峰的燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組1098.9萬(wàn)千瓦和抽水蓄能電站2個(gè)合240萬(wàn)千瓦、調(diào)峰能力共1578.9萬(wàn)千瓦，占廣東負(fù)荷約14%。2014到2015年分別增裝442和128萬(wàn)千瓦，調(diào)峰能力共2148.9萬(wàn)千瓦，占廣東負(fù)荷約16.2%；廣東的做法值得借鑒。

祗有合理將目前抽水蓄能比例由1.76%提高到8～10%,燃?xì)鈾C(jī)組比例由3.5%提高到10%，兩者調(diào)峰能力達(dá)總裝機(jī)的22～25%(新增投資4194～4720億元)，煤電、核電皆應(yīng)20%調(diào)峰,加上加大高水位可調(diào)峰的水電建設(shè), 并使原有水電5%調(diào)峰再盡量加大。這樣全部調(diào)峰能力可達(dá)到總裝機(jī)容量36.7～40%；才能使全部煤電、核電、風(fēng)電、光電等安全又經(jīng)濟(jì)(基本不棄電)運(yùn)行。

二．發(fā)展可再生能源應(yīng)以分散就地消納為主

歐洲的可再生能源發(fā)展較快，西班牙風(fēng)電裝機(jī)占總裝機(jī)20%，發(fā)電量占8.7%；德國(guó)風(fēng)電占總裝機(jī)17%，電量占總7%；丹麥風(fēng)電裝機(jī)容量25%，發(fā)電量占16%。它們的風(fēng)電皆以就地消納為主，部分通過(guò)現(xiàn)有高低壓線路傳送，不需要超高壓。這是最安全又經(jīng)濟(jì)的辦法。太陽(yáng)能發(fā)電皆以就地應(yīng)用為主。

2014年我國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)容量達(dá)8805萬(wàn)千瓦，居世界首位，占全國(guó)裝機(jī)的6.9%，主要集中在東北、華北和西北，約共占88%。但其主要問(wèn)題是遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，過(guò)於集中，又缺調(diào)峰電源配合，所以棄風(fēng)嚴(yán)重，年利用小時(shí)居世界末位。因此，將小容量、分布式風(fēng)電（甚至是單臺(tái)風(fēng)電機(jī)組），采取低電壓等級(jí)，靠近負(fù)荷點(diǎn)，就近（可以T接方式）接入配電網(wǎng)，對(duì)充分利用風(fēng)能資源，對(duì)有效降低線損，對(duì)加強(qiáng)配電、農(nóng)電網(wǎng)，都是十分有利的，應(yīng)給予足夠的重視。

利用太陽(yáng)能的光伏發(fā)電，主要也應(yīng)優(yōu)先開(kāi)發(fā)分散/分布型，在城鎮(zhèn)住宅、工業(yè)、經(jīng)濟(jì)、公共設(shè)施等建筑屋頂建設(shè)分布式光伏發(fā)電自用，也可供熱自用, 我國(guó)計(jì)劃到2015/2020年建設(shè)共1000/2700萬(wàn)千瓦分布式光伏發(fā)電, 在建設(shè)地點(diǎn)排序上，要優(yōu)先近負(fù)荷中心。

三．發(fā)展遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的可再生能源必須從安全、經(jīng)濟(jì)上嚴(yán)格規(guī)劃論證

如果遠(yuǎn)離負(fù)荷中心發(fā)展大規(guī)模的再生能源，又無(wú)適當(dāng)?shù)恼{(diào)峰設(shè)施配合，由於風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電出力頻繁大幅度變化，不旦使輸送有功電力不受控制的時(shí)大時(shí)小，也引起的無(wú)功平衡與電壓穩(wěn)定問(wèn)題。

為將風(fēng)電基地電力外送，苛求當(dāng)?shù)仨毥ㄔO(shè)大于風(fēng)電容量的火電采取打捆送出的做法是不合理的。讓遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的大規(guī)模火電為當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)電進(jìn)行深度調(diào)峰，既不符合電源結(jié)構(gòu)及運(yùn)行的優(yōu)化，也不符合整個(gè)電網(wǎng)的資源優(yōu)化配置，不利于整體能源的最大優(yōu)化利用。

如果在水電站附近建設(shè)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電是合理的，因其間隙性、波動(dòng)性可由水電補(bǔ)償，風(fēng)電、水電年度分布特性：冬春季雨少風(fēng)多，水電為枯水期，水電少而風(fēng)電為大發(fā)期；汛期雨多風(fēng)少，正是水電大發(fā)，而風(fēng)電少發(fā)正可檢修，二者能量互補(bǔ)。龍羊峽水電站就近20公里內(nèi)光伏總裝機(jī)85萬(wàn)千瓦, 是目前最大的水光互補(bǔ)的光伏電站，水光互補(bǔ)不棄電、安全并網(wǎng)。

常規(guī)水電年利用小時(shí)低，南方的約4000小時(shí)左右，東北、西北水電主要用于調(diào)峰，利用小時(shí)數(shù)2000-3000，故水電線路送電年利用小時(shí)低，如果水電送出線路沿途有風(fēng)電接入，風(fēng)水打捆風(fēng)主水從最為有利，不但少建風(fēng)電輸電專線；而水電調(diào)峰機(jī)可作壓水調(diào)相運(yùn)行，其調(diào)峰水量存入水庫(kù)備用。特別是調(diào)相機(jī)組可作風(fēng)電間隙補(bǔ)償，或緩沖風(fēng)電波動(dòng)性沖擊。還可輸出無(wú)功作風(fēng)電勵(lì)磁電源。

內(nèi)蒙是我國(guó)遠(yuǎn)離負(fù)荷中心集中安裝大量風(fēng)電的地區(qū)，2012年內(nèi)蒙總裝機(jī)4235萬(wàn)千瓦，其中風(fēng)電967萬(wàn)千瓦占22.8%，光伏發(fā)電23萬(wàn)千瓦占0.54%，最高負(fù)荷1820萬(wàn)千瓦。預(yù)計(jì)2015年蒙西風(fēng)電達(dá)1300萬(wàn)千瓦，其中本地消納1000萬(wàn)千瓦，其中300萬(wàn)千瓦以"風(fēng)火打摑" 外送。內(nèi)蒙發(fā)展風(fēng)電由於沒(méi)有合理的為調(diào)峰建設(shè)相應(yīng)的抽水蓄能和燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組，結(jié)果出現(xiàn)嚴(yán)重的風(fēng)電"棄風(fēng)"問(wèn)題；風(fēng)電本應(yīng)從安全、經(jīng)濟(jì)和可行性研究靠近負(fù)荷中心建設(shè)，但內(nèi)蒙接入電網(wǎng)負(fù)荷中心距離少則幾十公里，多則一、二百公里以上，出現(xiàn)消納能力與風(fēng)電開(kāi)發(fā)能力存在較大差距的卡脖子問(wèn)題。

四．大力發(fā)展可再生能源根本不需要交流特高壓輸電

2014年全國(guó)風(fēng)電近一億千瓦，因缺乏必要的儲(chǔ)能設(shè)施而棄風(fēng)嚴(yán)重。其年利用小時(shí)僅為1893，即使遠(yuǎn)離負(fù)荷中心集中安裝大量風(fēng)電的地區(qū)，如內(nèi)蒙都是以"風(fēng)火打摑" 通過(guò)超高壓北電南送，其中大部都是煤電，其風(fēng)電因年利用小時(shí)低，大部已本地消納，北電南送也祗占小部分風(fēng)電。所以以大力發(fā)展可再生能源根本不需要交流特高壓輸電，即使將來(lái)發(fā)展遠(yuǎn)距離又大規(guī)模的可再生能源則采用直流輸電更為經(jīng)濟(jì)又可靠。