能源局特高压交流研究课题20

原电力部生产司教授级高工、国际大电网委员会CIGRE和美IEEE会员

2015年6 月30 日

前言

我国应按科学发展又全面合理的策略大力发展可再生能源，第一必须有调峰蓄能设施配合，作为可行性的首要条件。第二发展可再生能源应以分散就地或近处消纳为主，多年来全世界实践证明这才是最安全又经济的发展策略；第三特别是远离负荷中心的大规模集中可再生能源开发工程首先必须从安全、经济上进行严格规划论证，是否具备当地调峰蓄能设施配合？除就地消纳外，应深入实际进行可性行研究，多余的电力怎样才能合理的安全又经济送出？应实事求是进行全面规划设计，然后按其大小规模经相适应的的单位部门批准决定。

从世界发展可再生能源的经历，即使经可性行研究可以有远离负荷中心的大规模集中可再生能源开发，最安全又经济的办法是采用直流输电，根本不需要交流特高压线路为可再生能源输电。

一．弃风、弃光的主要问题是电网调峰能力不足，与交流特高压输电无关

上世纪八十年代以来，主要靠小煤电/油电每日开停作为主力调峰能力达25%，加上大煤电20%调峰(100～80%运行)和水电调峰, 使大煤电年利用小时达6000～6500小时。但后来接近一亿千瓦的小煤电/油电逐步关停，长时以来没有重视和补偿因此而损失的调峰能力。结果多年来一直迫使20/30万千瓦煤电机组深度(有时强迫每天开/停)调峰,更迫使超临界和超超临界60～100万千瓦煤电机组非常规调峰,低谷时出力甚至压到40%亚临界运行,强迫使低碳机组高碳运行，极不合理的被迫超额调峰，使煤电年利用小时在2012/2013年跌落到5080/5012，2014年为4706小时，是1978年以来的最低水平。为了调峰估算要多装机1.2亿千瓦，至少相当多花1.2亿千瓦x 3700元/千瓦 = 4440亿元投资, 除要多浪费装机投资外，还造成发电多耗煤、多排污、缩短煤电机组寿命和导致发电集团公司可能虧损。  

发展风电也从不重视客观存在的调峰问题，夜间用电低谷时段往往是风电大发时段，特别是远离负荷中心的大型风电基地，太阳能发电基地，为什么在规划/批准时都不考虑影响其可行性的关键 - 调峰问题？结果造成严重弃电、严重浪费。我国风电装机居世界首位，太阳能发电增长速度也占世界首位，就因为缺乏调峰能力，结果"弃风""弃光"严重程度也占世界首位，其发电年利用小时远低於世界水平。

南方电网公司比较重视调峰，广东电网2013年底有可调峰的燃气联合循环机组1098.9万千瓦和抽水蓄能电站2个合240万千瓦、调峰能力共1578.9万千瓦，占广东负荷约14%。2014到2015年分别增装442和128万千瓦，调峰能力共2148.9万千瓦，占广东负荷约16.2%；广东的做法值得借鉴。

祗有合理将目前抽水蓄能比例由1.76%提高到8～10%,燃气机组比例由3.5%提高到10%，两者调峰能力达总装机的22～25%(新增投资4194～4720亿元)，煤电、核电皆应20%调峰,加上加大高水位可调峰的水电建设, 并使原有水电5%调峰再尽量加大。这样全部调峰能力可达到总装机容量36.7～40%；才能使全部煤电、核电、风电、光电等安全又经济(基本不弃电)运行。

二．发展可再生能源应以分散就地消纳为主

欧洲的可再生能源发展较快，西班牙风电装机占总装机20%，发电量占8.7%；德国风电占总装机17%，电量占总7%；丹麦风电装机容量25%，发电量占16%。它们的风电皆以就地消纳为主，部分通过现有高低压线路传送，不需要超高压。这是最安全又经济的办法。太阳能发电皆以就地应用为主。

2014年我国风电并网容量达8805万千瓦，居世界首位，占全国装机的6.9%，主要集中在东北、华北和西北，约共占88%。但其主要问题是远离负荷中心，过於集中，又缺调峰电源配合，所以弃风严重，年利用小时居世界末位。因此，将小容量、分布式风电（甚至是单台风电机组），采取低电压等级，靠近负荷点，就近（可以T接方式）接入配电网，对充分利用风能资源，对有效降低线损，对加强配电、农电网，都是十分有利的，应给予足够的重视。

利用太阳能的光伏发电，主要也应优先开发分散/分布型，在城镇住宅、工业、经济、公共设施等建筑屋顶建设分布式光伏发电自用，也可供热自用, 我国计划到2015/2020年建设共1000/2700万千瓦分布式光伏发电, 在建设地点排序上，要优先近负荷中心。

三．发展远离负荷中心的可再生能源必须从安全、经济上严格规划论证

如果远离负荷中心发展大规模的再生能源，又无适当的调峰设施配合，由於风电、太阳能发电出力频繁大幅度变化，不旦使输送有功电力不受控制的时大时小，也引起的无功平衡与电压稳定问题。

为将风电基地电力外送，苛求当地须建设大于风电容量的火电采取打捆送出的做法是不合理的。让远离负荷中心的大规模火电为当地的风电进行深度调峰，既不符合电源结构及运行的优化，也不符合整个电网的资源优化配置，不利于整体能源的最大优化利用。

如果在水电站附近建设风电、太阳能发电是合理的，因其间隙性、波动性可由水电补偿，风电、水电年度分布特性：冬春季雨少风多，水电为枯水期，水电少而风电为大发期；汛期雨多风少，正是水电大发，而风电少发正可检修，二者能量互补。龙羊峡水电站就近20公里内光伏总装机85万千瓦, 是目前最大的水光互补的光伏电站，水光互补不弃电、安全并网。

常规水电年利用小时低，南方的约4000小时左右，东北、西北水电主要用于调峰，利用小时数2000-3000，故水电线路送电年利用小时低，如果水电送出线路沿途有风电接入，风水打捆风主水从最为有利，不但少建风电输电专线；而水电调峰机可作压水调相运行，其调峰水量存入水库备用。特别是调相机组可作风电间隙补偿，或缓冲风电波动性冲击。还可输出无功作风电励磁电源。

内蒙是我国远离负荷中心集中安装大量风电的地区，2012年内蒙总装机4235万千瓦，其中风电967万千瓦占22.8%，光伏发电23万千瓦占0.54%，最高负荷1820万千瓦。预计2015年蒙西风电达1300万千瓦，其中本地消纳1000万千瓦，其中300万千瓦以"风火打掴" 外送。内蒙发展风电由於没有合理的为调峰建设相应的抽水蓄能和燃气联合循环机组，结果出现严重的风电"弃风"问题；风电本应从安全、经济和可行性研究靠近负荷中心建设，但内蒙接入电网负荷中心距离少则几十公里，多则一、二百公里以上，出现消纳能力与风电开发能力存在较大差距的卡脖子问题。

四．大力发展可再生能源根本不需要交流特高压输电

2014年全国风电近一亿千瓦，因缺乏必要的储能设施而弃风严重。其年利用小时仅为1893，即使远离负荷中心集中安装大量风电的地区，如内蒙都是以"风火打掴" 通过超高压北电南送，其中大部都是煤电，其风电因年利用小时低，大部已本地消纳，北电南送也祗占小部分风电。所以以大力发展可再生能源根本不需要交流特高压输电，即使将来发展远距离又大规模的可再生能源则采用直流输电更为经济又可靠。