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英国海上风电40GW目标的困境与破局

2021-01-21 10:44:13 欧洲海上风电

大规模海上风电送出是一个系统性问题,不仅依靠电力交易市场化机制,更重要是配套适应性的输电网络,使规划、投资、接入、传输、交易各环节联通互动。

阻碍英国实现2030年海上风电目标的7个问题

在英国,自首相鲍里斯·约翰逊承诺“到2030年将海上风电装机容量提升至40GW”的目标后,几家风电开发商与地方议员对现有英国输电系统应对能力表示担忧,称其“绿色工业革命”计划脱离现实,一切都不乐观!

他们从能源政策、监管漏洞,到天然气和电网应对等细节,提出了一系列悬而未决的问题,总结如下:

英国政府仍未发布期待已久的《能源白皮书》,未在更实质性的能源政策和立法意图声明中概述了优先事项的细节;

将氢气引入燃气网络、将气网与电网结合、如何协同发展,是关注的焦点也是实现的难点;

鉴于目前电网现状,英格兰、威尔士与苏格兰的电网需要进行极为复杂的数字化升级;

目前的海上输电网络架构支撑不了大规模海上风电的传输,需要电网规划和体系的改革;

需要采取更具战略性和协调性的方法,重新规划、设计和交付输配电网络系统;

最迟在2023年之前建立新的离岸监管制度,且与所需的在岸投资进行协调,允许对陆上电网进行“预期投资”,与规划建设的海上风电场和电缆登陆位置;

海上风电基础设施集群中心,如东英吉利亚的诺福克郡,应高度关注其并网电能质量,发展多种方案以减小对国家电网的危险,避免类似2019年伦敦大停电的破坏性案例。

输电网络是核心,是关键

众多问题的核心仍是离岸电力网络,包括海上升压站、换流站、海缆传输和能源岛等。

欧洲海上风电经过30年的发展,在北海区域已形成了多个集群离岸电力网络,“点对点”连接陆上环网系统。而陆上电网系统是高压输送线路和设备不足、网络运营商多样化的输电网络,未来十年能否承受大规模并网的能源,是个系统性难题。

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RWE、Iberdrola两家海上风电投资企业曾对过时的行业法规表示不安,输电网可能成为阻碍英国快速发展海上风电的最大投资风险。

解决如何将40GW的海上风电引入现有未能匹配的电网系统,正考验着当局和监管者。

多方案齐头并进

英国能源部长Kwasi Kwarteng亲自带队开展了海上输电系统的研究,表明了鲍里斯政府对离岸电力一体化环网的支持和重视。

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该研究内容包括当前的点对点连接规划、海上输电设施OFTO制度、现有海上输电制度中需要变更的法规、能够支持共享连接的全新HVDC方案、与周边国家实现更多功能的电力市场互联,最终在年底前提出处理海上输电问题的新方法。

其中,最受人关注的是支持共享连接的全新HVDC方案。

英国最大的电力系统运营商National Grid ESO的一份研究表明,到2050年,通过使用共享的输电基础设施将海上风电场连接到英国陆上电网,可以节省约60亿英镑。

这种共享接入方案通过建立集中式的大型海上换流平台,同时连接多个风电场,使用HVDC系统将电力传输到岸上,可减少50%基础设施投入。这种海上风电共享接入方案在国际上比较少见,英国仍需投入资金进行开发。

而对于风电开发商,其投资的关键因素则是到2023年能否建立新的输电网规划制度,这将影响未来投产项目的规划批准。

借海上风电之东风,HVDC或迎来黄金时代

为解决陆上高压直流输电的困局,SSE、ScottishPower和NationalGrid UK于去年底达成”苏电英送”计划,规划了一条HVDC海底输电线路。总投资高达数十亿英镑,起点位于苏格兰的Peterhead和Torness,终点在英格兰东北部的Selby和HawthornPoint。输送容量4GW,最远输送距离达到440km。

目前英国国家电网系统包含约7200公里的架空线、1400公里的地下电缆和约330个变电站。在英格兰和威尔士有高压输电系统,系统电压为275kV和400kV。拥有2000MW英法输电系统、1000MW BritNed英荷输电系统两条典型HVDC线路。

高压直流输电HVDC(High Voltage Direct Current)即整流侧将高压的交流电变成高压的直流电,通过高压直流线路传输,逆变侧将高压的直流再变成高压的交流电。

尽管HVDC有一些缺点,但在远距离输电时,成本上较交流方案有一定优势,还具备以下能力:

互连异步或以不同频率运行的网络的能力;

不受技术限制的长距离传输功率的能力;

在所有系统背景下控制HVDC连接上的潮流的能力;

根据网络运营商的要求,具备双向传输功率的能力;

在某些情况下,提高交流系统稳定性的能力。




责任编辑: 李颖

标签: 英国 海上风电

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