增加可再生能源在能源消耗中的比例对于实现“双重碳”目标至关重要,而可再生能源的开发的关键途径是大规模开发风能和太阳能发电。自14五年计划以来,我的国家采用了一种集中式和分布式的方法来不断促进风景的快速发展。其中,国家发展与改革委员会和国家能源管理局(National Energy Administration)发布的“大规模风能光伏基础的计划和布局计划都集中在沙漠,戈比和沙漠地区”,国家能源管理局明确指出,到2030年Shagohang地区的大规模建筑将为4.55。风景优美的基地为1亿千瓦。可以看出,由“大基础模型”驱动的风景安装规模仍然约占年平均风景安装增长的一半。但是,可再生能源的特征是间歇性和不稳定性。它的大规模发展和交付面临许多挑战,消费问题越来越突出。
目前,我国家的超高电压传输网络的建设正在有序地进行。到目前为止,“ 19-20驱动”超高电压AC-DC传输项目已成功完成并投入运营。 “西部到东部电力传输”的传输能力超过了3亿千瓦,累计发电能力已超过3万亿千瓦时。 State Grid Corporation在2024年对电网建设的投资超过6000亿元人民币,其中相当一部分资金集中在建造超高电压AC和DC项目上,目的是促进大型电力出口。西部地区的风力和光伏基础。
UHV传输技术具有强大的电力传输能力,可以实现数千公里的长距离传输,并且可以达到数以百万千瓦的电力传输量表,从而为长距离传输高比例的可再生能源而产生可行的条件。 。以Gansu-Zhejiang±800 KV UHV DC传输项目为例,该项目是世界上第一个在接收端使用灵活的DC传输技术的跨区域UHV DC传输项目。它的完成和调试有效地促进了甘西的清洁能源。西北地区的大规模开发和利用有助于每年超过212亿千瓦时消耗新的能源电力,从而有效地减轻了能源供应和需求中区域不平衡问题的问题。此外,UHV技术正在不断地创新和改进。例如,灵活的传输技术可以提高系统操作的灵活性,满足清洁能源的友好网格连接,支持清洁能源的柔性分配,并为提供高比例的可再生能源提供更强大的技术。支持。
因此,促进超高电压传输技术和机制以解决风,光资源和负载中心反向分布的问题仍然是下一阶段可再生能源开发的重点。
我国超高电压行业发展的实际意义
超高电压传输项目是指电压水平为1000 kV AC和±800 kV DC及以上的传输项目。与高压和超高电压传输项目相比,UHV传输项目具有较高的电压水平和较小的传输线损失,因此它们具有长距离和大容量传输的优势。我国家的超高电压具有近20年的发展历史,目前处于全球技术领先地位。截至2023年底,我的国家已经建造了19个AC和20个直流超高电压,相关的电气设备已经高度局部,并且中国的超高电压技术标准已成为世界技术标准。
开发超高电压的现实背景在于我国能源生产中心与负载中心之间的严重失配。我国家的西部地区拥有丰富的风景秀丽的资源,而东部沿海地区是主要人口和工业中心。能源供应中心相距1,000至4,000公里。具有长距离,大容量和低损失优势的UHV技术对于解决这种长距离传输具有重要意义。
通过超高电压传输线的跨区域传输,风能和光伏电源向城市和工业中心的传输不仅将有助于平衡能源供应和需求,而且还鼓励更多的投资和建设可再生能源项目,这将有助于帮助减少化石。依靠燃料来实现低碳发电。
超高电压产业链分析
超高压产业链的上游主要是原材料提供商和电源控制终端。其中,金属材料是主要成本。铜,铝和铁等原材料的价格波动将直接影响超高电压产业链中部电气设备的制造成本。但是,由于上游原材料资源丰富并且来源广泛,因此超高压行业上游的企业的议价能力很弱。
超高电压工业链的中游主要由超高电压工程建筑相关企业组成,包括基础设施,线路,塔楼和车站设备,这是超高压工业链的关键组成部分。 UHV项目的投资巨大,其中土地基础设施投资占最高比例,约占UHV成本的30%至35%。塔楼和线路占超高电压项目投资成本的26%至32%,行业障碍少于其他链接,并且资源流动性更好。现场设备制造是与毛利率最高的链接,超过30%。尤其是变形金刚,转换器阀和GIS,该行业具有较高的技术障碍,并呈现出寡头的竞争格局。
超高电压产业链的下游主要是两个主要的电网公司(州电网和南部电网)和用户。在政策的指导下,超高的电压产业链基本上是由两个下游电网的投资驱动的。随着可再生能源获取比例很高,电网企业的投资和运营成本逐渐增加。
UHV行业发展的挑战
从现在到未来,除了优化各省和地区的电力资源分配的功能外,UHV的最新关键任务是增加对非化石能源消耗的支持,也就是说,逐渐实现了“高比例或纯正根据“全国监测和评估报告”的“高比例或纯新能量”,可再生能源的可再生能源传输,直流电压线将占总变速箱的52.5%,其中大多数依赖于水,风和光线捆绑的大规模水,风和光以及水,风景和光线的出口高比例的交付和6个传统的交流超高电压线,除了长南超高的电压线达到约30%可再生能源为零(2020年数据,2020年未披露)。可以看出,尽管UHV在跨省和地区的可再生能源传播方面取得了一定的进步,但“高比例或纯粹的新能源交付”的目标仍然存在很大的差距,并且在技术变革和成本效益。 ,计划和计划协调都需要优化。
在技术发展方面,新能源的间歇性和波动性需要超高的电压技术来更好地解决功率波动和电压稳定性的问题。目前,新项目主要使用UHV灵活的DC技术来解决不稳定的发电和高比例新能源的不良电网稳定性的问题,但它仍然需要通过多能互补形式的“煤炭 +风能和风能”在发送端的光线和“水力发电 +风和光”。确保发电和电网的稳定性。如果可再生能源的比例进一步增加,除了电力方面的多能互补性外,UHV传输系统还需要具有更强的灵活性,稳定性和适应性,这提出了UHV的性能和控制和保护技术设备。更高的要求。此外,随着深海风光的发展,我们需要应对提供新能源(例如长距离海上风力发电)的需求,并促进灵活的DC传输技术的进一步开发和应用。
在成本效益方面,可再生能源超高电压传输通道的高比例面临着增加的投资和成本回收。一方面,为了满足对高比例或纯粹的新能源输送的需求,需要更明智的电网调度和控制设备和系统,并且总体投资成本进一步增加。另一方面,主要基于风景的可再生能源发电的年度利用时间相对较低。增加支撑热力的发电能力可以改善通道的利用率,但是很难实现可再生能源发电目标超过50%。根据超高电压采用的特殊项目的当前单压输电价格定价机制,成本回收要比传统的燃煤或水力发电超高电压通道要困难得多。
此外,超高电压的发展还面临着相对昂贵的竞争的比较压力。任何解决能源系统问题的解决方案都必须与其他替代方案进行比较,并考虑到整体成本。如果超高压的电力成本太高,公司可能会考虑将高功率消费行业移至大碱附近或生产氢氨气以实现附近的功耗。
在计划和调度协调方面,在新能源的巨大发展的背景下,超高的电压线需要协调多方关系。一方面,超高压线的技术路线,施工量表和调度方法与电源,接收电网,储能等的计划和运行密切相关,并且需要得到支持。另一方面,超高电压线的建设和运行还涉及多个地区的利益协调,例如两个省之间的电价差异和供求的适应性以及过度依赖的风险在接收端的外部功率上,尤其是风景的传播等。“依赖天气的可再生能量使发电曲线和接收端的功耗曲线不适合协调难度。
对策和建议,以促进超高电压行业的发展
超高电压的发展应从两个主要电网开始,以指导整个工业链的健康发展,同时打破行业障碍并促进不同行业之间资源的流动效率。在朝着高比例的可再生能源迈进的过程中,UHV必须具有足够的整合和灵活性。集成功能要求UHV电网具有足够的规模,以有效整合各种电力资源,包括可再生能源和传统能源,以满足不断增长的电力需求。灵活性反映在UHV网格与其他网格和电源之间的有效协同作用中,以确保在可再生能源波动增加以保持电源稳定性时,可以灵活地调整电源分配和传输。具体建议如下:
首先,在超高电压工业链的所有连接中增加对设备和技术研发的投资。专注于征服关键技术,例如灵活的直流传输和有效的转换器,以及在超高压设备制造过程中“瓶颈”技术中的突破,例如半导体设备 - IGBT组件。同时,我们积极进行诸如智能电网和数字集成等技术的研究和应用,以提高超高电压电网的智能水平和操作效率。在维持技术进步的同时,我们将继续降低UHV的投资成本。
其次,加强了与电源,储能和接收电网等资源的计划和调度运行的协调。首先,结合发送端的资源end赋,根据当地条件配置电源组合,提高发送端电源方面的多能互补功能,并满足可再生能源传输的高比例,同时确保使用速率渠道在一定程度上。其次,根据最佳系统成本的原理,考虑存储配置的类型和位置,并提供不同时间/距离的调整资源。例如,在具有足够太阳能的地区,您可以考虑适用于泵存储的光热项目和区域。用泵存储代替一些燃煤电源。第三,超高电压线的构建和调度操作应集成到大电网系统中,优化超高电压传输网络与接收区域,省电网,甚至包括实地的接收区之间的协调时间数据共享,监视和控制,并依靠大电网的调节。能够更好地实现源和负载的跨区域相互作用。
第三,加速了UHV传输价格机制的改善,并实现了UHV线与开放电力市场的耦合。尤其是随着超高电压线的电力传输的不断增加,建立合理且标准化的超高电压传输和分配价格调整机制更加迫切。目前,根据长期发电和使用计划,UHV线的传输仍用于以固定价格和数量发电,这导致线路运营通常忽略了供应和需求的变化。因此,有必要优化和调整超高电压传输的成本,以提高超高电压线传输电源价格的灵活性。例如,单个传输系统的价格将逐渐转换为两部分的系统,并且将根据传输两端的需求来制定价格波动机制,从而提高价格灵活性并更适合特征可再生能源。这将有助于更好地协调政府,电力公司和用户之间的关系,实现对各个地区的电力资源进行优化的分配,并满足超高电压电网的可持续发展。
(Lin Boqiang是Xiamen大学管理学院和中国能源政策研究所院长的主席,Huang Hui是自然资源保护协会的高级项目主任)