亚洲电网互联模式
亚洲电网互联模式是指实现亚洲范围内能源资源优化配置模式,亚洲电网互联是全球能源互联网的重要组成部分,亚洲区域内能源资源分布小均衡,大规模电力需要通过远距离输电通道送至负荷中心,到2030年,亚洲区域跨国电力输送将达到250 GW左右。介绍了亚洲特高压交流同步电网、特高压直流送电和直流电网3种亚洲电网互联模式。
基本信息
- 中文名
亚洲电网互联模式
- 外文名
Asia grid interconnection model
- 优点
均衡能源资源分布
- 作用
亚洲区域跨国电力输送
- 领域
能源
- 学科
电气工程
能源互联现状
清洁能源,尤其是以风电、光伏发电为主的间歇式电源是未来发展的主要电力,预计到2050年,全球风电和太阳能发电电量将占总电量的66%。从世界范围内看,清洁能源资源与生产力逆向分布,主要负荷集中在北美、欧洲和东北亚、东南亚地区,而北极、非洲和西亚、俄罗斯远东等地区则是清洁能源富集区域,因此要实现全球能源低碳供应,尤其是电力清洁供应,必须依靠清洁能源资源的优化配置,其中全球能源互联网的实现是关键。全球能源互联网中,围绕北美、欧洲和亚洲负荷中心构筑互联电网又是其中的重点。
欧洲和北美洲电网整体已经实现大范围互联,调度运行模式、技术标准相对统一,其洲内电网互联从20世纪20年代就已经开始,50年代开始快速发展,80-90年代,覆盖广、交换规模大的跨国、跨区大型互联电网基本形成。同样,面对新的发展目标,北美和欧洲相关研究机构也提出了其设想。美国的“Grid 2030" }'0]预想其未来电网将建立由东岸到西岸、北到加拿大、南到墨西哥,主要采用超导技术、储能技术和更先进的直流输电技术的骨干网架。2010年1月,欧洲公布北海超级电网计划 ,提议将苏格兰的海上风电、德国的太阳能发电、比利时和丹麦的波浪能发电与挪威的水电连接起来,从而形成贯穿从北海到欧洲大陆北部的联合电网,形成环网状或放射状的多端直流电网,从而实现风能、太阳能、水电、波浪能等多种资源的互补互济。
相较于欧洲和北美洲,亚洲是全球负荷增长最快地区,拥有丰富的可再生能源资源,未来将形成以洲内大型可再生能源基地为电源基地、连接各大负荷中心的亚洲互联电网,并接受来自“一极一道”的跨国跨洲电力。但亚洲各国经济发展水平差异大,电网形态和发展道路各不相同,政治体制和法规政策又是大相径庭,所以亚洲联网是实现全球能源互联网的关键,但无论是方案设计、还是工程实施都是难度最大的。1998年俄罗斯提出了最早称之为“亚洲超级圈”跨国电网计划,围绕俄罗斯亚洲部分、蒙古、日本、朝鲜半岛和我国东部沿海地区构筑输电通道,但由于缺乏输电技术支撑,没有提出更为具体的结构和实现路径。
电力流向分析
考虑到政策和技术的不同发展趋势,分别对全球负荷预测建立了不同的情景,并作了负荷预测。不同报告的具体量化结果不同,为了不失一般性,对其进行平均值求解所得的结果,作为后续研究的基础条件。亚洲的电力需求集中在中国、日本和印度等国家,3个国家需求量之和约占亚洲总需求量的66%。未来,亚洲电力需求仍将保持上升趋势,2030, 2050、电力需求将分别达到15 500 TW.h和21 200 TW }h,预计到2030年,亚洲电力需求将占全球的50%
亚洲水能、风能及太阳能理论蕴藏量分别约为每年1.8x104TW.h, 5x105TW.h及3.75x107 TW.ho大型可再生能源基地主要分布在中国西部、俄罗斯远东及西伯利亚、蒙古东南部、中亚五国及西亚南部等区域。
综合电源布局及负荷发展预测来看,亚洲大型能源基地远离主要负荷中心,总体呈现“西电东送、北电南送”电力流格局。北部风电资源、西部太阳能资源以及南部水电资源经纬度差异明显,时空互补特性突出,南北跨季节互济、东西跨时区互供效益显著。据预测,2030年,亚洲洲内跨区清洁能源电量配置规模约2000 TW.h。按照通道利用小时数(非电源利用小时数)5000 h计算,需要跨区输送电力400 GW,中国国内跨区输送的清洁电力约150 GW.因此亚洲洲内跨国输送申L力约250 GW >考虑一个通道输送电力为8-10 GW,则需要2530个输电通道。
特高压交流电
亚洲特高压交流同步电网模式及支撑技术
结构及发展
从国内外电网发展历程来看,电网都是随着负荷的增加和大型电源基地的开发,电压等级不断提高,电网规模不断扩大。我国从220 kV的地区性小电网,发展到500 kV跨省电网一直到今天的特高压交流跨区电网;欧洲已经实现了400 kV的跨国性大陆同步电网;北美也通过750 kV线路实现了跨国输送和联网。随着资源优化配置需求的提升,按照上述规律,同步电网规模也可能进一步扩大。
亚洲幅员辽阔,跨国互联尚处在起步阶段,随着特高压1000 kV交流技术的成熟,实现跨国的交流互联在理论和技术上成为可能。根据地域分布。亚洲洲内采用特高压交流联网,形成网状紧密联系的交流同步电网结构,各区域形成以主要负荷中心、电源集中接入点为节点的环状电网,部分高负荷密度地区,形成网格式电网结构。部分60 Hz的电网(日本大阪、韩国、菲律宾、中国台湾等)采用直流背靠背隔开。
特高压交流工程在中国大规模建设,构建更高一级的骨干网架。因此其未来发展路径可以先建设中国特高压电网,并逐渐向周边地区辐射,建设跨国联络线,并实施建设区域性特高压电网。这些区域性电网,根据地域,大致分为东北亚、东南亚、中亚和西亚电网。
技术特点
亚洲同步电网具有以下优点:
1)可以兼顾负荷需求与电源接入,运行相对灵活。
2)电网容易扩展,便于跨洲际电源的就近接入和分散消纳。
3)电网跨度大、覆盖范围广,电源互补特性、负荷错峰效益、相互支援能力容易发挥。