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刘吉臻:新能源时代电网建设需要新思维

  2013-04-11

核心提示 化石能源的枯竭问题及化石能源过度利用带来的环境污染、气候变化问题,因全国两会期间多次出现的雾霾而获关注。全国政协委员、华北电力大学校长刘吉臻在两会期间就此接受记者专访时,论述了他从事国家级课题研究时获得的部分成果。他认为,上述问题加速了新的能源时代的到来,这给电网建设带来挑战,也带来机遇。新的能源时代的特征决定了坚强智能电网将是不二选择。

3月11日20时,距全国政协十二届一次会议闭幕还有10多个小时,记者来到全国政协委员、华北电力大学校长刘吉臻的驻地房间,请他谈一谈电力人才培养的问题。

采访结果令人欣喜:原本以为只能采访10多分钟,最终畅谈了1个多小时;谈论的主题,也从电力人才培养转移到另一个亟须重视更加紧迫的方面——新能源时代降临对电网建设的新要求。

刘吉臻认为,在社会逐步进入新的能源时代的过程中,必须转变传统观念和技术路线,创新思维模式和开拓新的技术来适应这一时代的发展要求。

迎接新能源时代需要新思维

1000万千瓦水电或火电基地和1000万千瓦风电基地本质上不一样

“能源发展即将进入一个崭新时代。”采访一开始,刘吉臻就表明观点。按照他的表述,崭新时代来临的标志,就是人类从过度依赖化石能源的大规模开发和利用,发展为化石能源与新能源并存、传统能源清洁高效利用与新能源开发和利用并存的新时期。

刘吉臻认为,新的能源时代的到来,是客观条件使然,也是“人心所向”。随着近年来全球原油和煤炭价格的不断上涨、传统化石能源所带来的生态环境问题日益严重、化石能源日益枯竭带来的能源危机日益加剧以及近期我国发生的多次大范围雾霾等恶劣天气频繁出现等等,人们逐渐意识到,传统能源的大量消耗给人类生存的生态环境带来了严重危害,大规模的新能源开发与利用势在必行。

但是,支持和欢迎新的能源时代的到来,并不意味着我们已经为此做好准备。刘吉臻甚至认为,事实上大多数人并没有做好准备。

“新的能源时代,有其独特的属性和特征。如果仅仅依赖于过去已经形成的开发传统化石能源的思维、模式、技术,是不足以解决新能源时代来临时出现的问题的。”刘吉臻说。

他以风能、太阳能的开发为例进行解释。2006年以来,我国风电、光伏发电取得了长足进展,其中风电并网容量超过6000万千瓦,位居全球第一。在全国各地都在大兴建设风电场、光伏电站的同时,国家电网公司投入大量人力、物力、财力,进行新能源并网基础研究,修建新能源电力的输出线路。

“但是,仍然有一部分人对电网的新能源消纳能力提出了质疑,尤其是在冬季弃风现象比较突出的时候。”他说,“问题的根源在哪里?就在于人们对新的能源时代的本质特征认识不足,仍然用传统的对待化石能源的思维模式和技术方法对待新能源时代的问题,是不能达到预期的。”

那么,传统化石能源的思维模式是怎样的?

刘吉臻认为这是一个很复杂的话题,他举了一个例子。过去,我们建设电源项目时,常常会形成“基地”,比如,1000万千瓦的水电基地、1000万千瓦的火电基地等,建设了火电基地、水电基地后,要求电网企业配套建设输电线路,确保电力满负荷、稳定、高效送出来。现在,我们又提出建设千万千瓦级风电基地,而且还是以是否实现高负荷、大发电量来衡量电网企业的行为。这就是传统的、惯性的思维模式在起作用。

“1000万千瓦的风电基地,与1000万千瓦的火电基地、水电基地在本质上是否相同?很多人并没有清晰地认识这个问题。”刘吉臻评价说。而认识不清晰,就容易产生问题,“投资了,建设了,却不能充分发挥出效果。”

适应新能源时代的思维模式又是怎样的?

对于这个问题,刘吉臻认为,不同的人可以从不同角度、不同层面看这个问题,认识可能不尽相同,但有两点可以达成共识。第一,新能源具有的间歇性、随机性等本质特征,决定了新的能源时代的特征,新的思维模式、技术手段的形成和发展都要基于这一特征;第二,我们一定要站在国家长远生产、消费能源的层面,从规模、方式等方面进行探索,形成新的适合于中国国情的能源生产、供应体系。

构建能源新思维应从三处入手

多种能源互补、远距离送出和分布式接入并举、能源消费方式变革

在刘吉臻的名片上,除了标注校长职务,还写着国家实验室主任、973课题首席科学家。他解释说,2011年,华北电力大学经科技部批准建设新能源电力系统国家实验室,同时承担新能源安全、高效规模化开发利用的973课题。对能源电力发展的上述认识,正是他们的研究成果之一。

对于如何形成适合新的能源时代的全新思维和技术,刘吉臻表示,可从三处入手。

一是认识和利用多种能源的互补性。我国经济社会的发展,对能源电力需求依然旺盛。而我国以煤为主的能源结构,意味着煤在未来很长的一段时间内还将是主力能源。“但是,除认识煤炭能提供电力这一属性外,还要看到,只有利用它的可控和可调性,才可能更多地接纳、利用新能源。我们把它叫做‘多能源的互补’。没有互补,新能源的一块就成了人们所说的‘垃圾电’。”刘吉臻说。

多能源的互补,意味着发展能源时,既要像以前一样,看装机容量、看发电量,也要看能源的可调度性、可调节性。

“更具体一点说,没有可控的传统化石能源的互补,规模化利用间歇性风能太阳能是不现实的。”刘吉臻说。目前,国家电网公司正在建设的哈郑特高压直流工程,探索的就是煤电、风电打捆外送的道路,这一尝试正是对多能源互补的有力诠释。

二是规模化、远距离传输电能与就地开发、消纳的分布式发电相结合。我国能源生产和消费的逆向分布,表明集中式、大规模生产、供应和远距离输送是必须选择的路径;发展新能源除大规模生产外,还可以采用小规模分散接入的形式,即分布式生产与消费。

刘吉臻说:“大规模远距离输送与分布式生产、就地消纳有机结合起来,前者利用不断发展的特高压技术来实现,后者所要依赖的是智能电网。发展智能电网,要面向新的能源时代的格局,解决过去技术无法解决和实现的问题。”

三是能源消费模式变革。首先,要把节约能源放在突出位置,进一步降低我国能耗水平。其次,稳步推进电力需求侧管理。刘吉臻表示,传统的用户侧需求是不可控的,将来,用户侧需求作为电网调控的组成部分参与能源消费和生产,用户在消费能源的时候通过当前电网的电力市场机制减少或者转移能源高峰需求,这也是建设智能电网的目标之一。

刘吉臻强调,迎接新的能源时代的到来,我们必须用全新的思维和理念,从科学研究、技术创新、工程建设等方面进行解决。在激荡的浪潮中,电网企业大有可为。||||

◎解读

迎接新能源时代,电网建设打出“组合拳”

本报记者 王志 刘文硕

面对新的能源时代给电网提出的新要求,国家电网公司采取了包括智能电网建设在内的一系列措施加以应对。

应对新的能源时代的到来,公司打出的是“组合拳”。

支持多种能源的开发利用

虽然新的时代是以清洁能源的大规模开发利用为突出标志,但电网建设依然没有“轻视”传统能源。对煤电基地的支持和对风电、光伏电的支持力度,都是在加大的。

3月14日,公司总经理刘振亚在京与山西省委副书记、省长李小鹏进行会谈。双方表示将进一步加强合作,推动山西能源基地转型发展。李小鹏表示,山西作为能源基地和老工业基地,按照国家“十二五”能源发展规划,山西要建成包括三大煤炭基地、三大煤电基地、两大煤层气基地等在内的综合能源基地。山西电网建设持续加速为山西能源基地转型发展提供了保障。除了山西煤炭基地,公司在新疆哈密、内蒙古锡盟等国家重点煤炭基地的电网建设力度也都在加大。

在新能源发展方面,公司积极支持甘肃风电基地、青海光伏发电基地等新能源基地建设,并投入巨额资金研究技术、建设电网。统计显示,2006年以来,公司累计投资500余亿元,建设风电并网线路2.5万千米,新(扩)建变电站420座,建成甘肃酒泉风电基地750千伏送出工程等一批重大工程,以及覆盖26个省(区、市)、全部570座风电场的运行调度监测网络。

远距离输送与分布式开发结合

公司的电网建设,还实现了大规模远距离输送与服务分布式电源接入。

大规模远距离输送主要以特高压的形式体现出来。根据公司规划,从今年起的8年间,将投产特高压线路9.4万千米、变电容量3.2亿千伏安、换流容量4.6亿千瓦,到2015年、2017年和2020年,分别建成“两纵两横”、“三纵三横”和“五纵五横”特高压“三华”同步电网,同时到2020年建成27回特高压直流工程。届时,东中部地区受入电力流达到3.5亿千瓦,每年输送电量达1.6万亿千瓦时,占当地用电量的30%左右。

根据中央电视台报道,仅公司今年将开工建设的7条特高压输电线路,在2015年建成后,每年将输电3440亿千瓦时,相当于在东部少建了69座百万千瓦级的电厂,少烧1.6亿吨煤,降低电力行业PM2.5等污染物排放量23%。

服务分布式电源接入方面,公司分别于2012年10月底、今年2月底发布《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》和《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》,提出“积极为分布式电源项目接入电网提供便利条件,为接入系统工程建设开辟绿色通道。接入公共电网的分布式电源项目,其接入系统工程(含通信专网)以及接入引起的公共电网改造部分由公司投资建设。”

不断加强的智能电网建设

今年1月12日,甘肃新能源智能有功控制系统正式投运。该系统增加了对光伏电站的上网控制,实现对调管风电、光伏电站的联合协调控制。这一系统填补了国内新能源调度控制技术的空白。

以该系统的建设为代表,公司积极开展智能电网建设,合理安排新能源上网,最大限度满足新能源上网需求,提高调度智能化水平。

2012年12月,公司启动新一代智能变电站示范工程建设,这是公司继特高压技术之后的又一项革命性技术创新。同一时间,公司建设的世界上最大的集风力发电、光伏发电、储能装置及智能输电于一体的新能源综合示范工程——国家风光储输示范工程,安全稳定运行一周年。工程为解决大规模新能源集中开发、集成应用的世界性难题给出了答案。

◎延伸阅读

多种能源互补的西北样本

全国两会期间,全国人大代表、国家电网公司总经理助理、西北分部主任喻新强对西北电网的发展形势进行了阐述。从他的阐述中我们可以发现,西北电网已经在多种能源综合利用、“打捆”外送上取得显着进展。

据喻新强介绍,目前西北电网总装机为1亿千瓦,其中火电装机6000多万千瓦,风电并网装机超过1100万千瓦,光伏发电并网总容量213万千瓦。清洁能源已占到总装机容量的33.7%,形成水、火、风、光电“打捆”跨区域外送电格局。以哈密南—郑州特高压直流工程为例,该工程在规划之初,就对风火“打捆”外送进行了充分论证。该工程建成投运后,也将推动新疆风电和火电的进一步外送消纳。

喻新强说,随着西北750千伏主网的完善和特高压外送通道的加快建设,西北大规模风、光、火电基地将进一步加快发展。西北的火、水、风、光电“打捆”外送,对促进全国能源资源优化配置将做出重大贡献。(刘文硕)

来源:国家电网报

标签:刘吉臻,新能源,电网建设,新思维

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指导单位:国家能源局新能源和可再生能源司
    国家电网公司农电工作部
                           中国南方电网有限责任公司农电管理部
主办单位:中国电机工程学会农村电气化专委会
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