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全球能源互联网对直流输电技术的重大需求

作者: 来源: 发布于:2018-10-24 9:15:42

       大容量电能输送与交换将是未来跨洲与跨国电网互联的主要特点之一。根据需求分析,预计2050年,通过北极通道送出的电量规模可达3万亿千瓦时/年,赤道地区电量外送可达9万亿千瓦时/年,合计输送电量占全球用电量需求的16%。同时,跨洲与跨国输电通道一般长达数千公里,北极地区的喀拉海风电基地到中国华北地区的距离为4400千米左右;白令海峡风电基地到中国华北、日本和韩国的输电距离在5000千米左右,而到美国西部负荷中心的距离也有4000千米左右。由此可见,发展输送距离更远、输电容量更大、输电效率更高的输电技术是全球能源互联网的必然趋势。


       特高压直流输电技术(UHVDC)具有输送距离远、输送容量大、损耗低、换流站占地面积小、输电走廊小等特点,特别对于远距离大容量的电量输送,具有显著的优势。在构建全球能源互联电网的过程中,特高压直流输电将主要用于大型能源基地超远距离、超大容量电力外送和跨国、跨洲骨干通道建设。目前中国的特高压交直流工程最大输电距离超过2000公里、输电容量达到800万千瓦。随着±1100千伏特高压直流输电技术的全面突破,输电距离将超过5000公里,输电容量达到1200万千瓦。研究结果表明,采用±1100千伏特高压直流输电,不计跨国关税,即使考虑较高的线路与换流站投资造价水平,送、受端间开发成本差达到每千瓦时0.042美元,经济输电距离即可达到5000公里。这个成本已经可以支撑全球各个大型清洁能源基地的远距离经济输电需求。


       清洁替代是全球能源互联网一个重要理念。至2013年,全球风电、光伏装机容量分别为3.2亿和1.4亿千瓦,约占发电总装机容量的5.6%和2.5%;预计到2020年,风电、光伏累计装机将达到7.0亿千瓦和4.9亿千瓦。但与传统水电和煤电不同,风电、光伏等能源发电具有间歇性、波动性、随机性和不可储存性等特点,风电出力特性则呈现明显的反调峰特性,其大规模接入将对电网的接纳水平、接纳手段带来重大挑战。


       柔性直流输电技术(VSC-HVDC)可提高风电等清洁能源的并网效率,缓解电压波动对电网造成的冲击,尤其是对于偏远的陆地以及远海风电场来说,具有显著的技术优势,是未来大规模清洁能源基地接入电网的重要技术手段。而基于柔性直流的直流电网技术,能够在大范围内平抑清洁能源发电的波动性和随机性,在电力的输送和分配等领域,正受到越来越多的关注。随着技术的不断创新与成熟,未来有望成为全球能源互联网骨干网架的关键技术之一。




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