全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織發(fā)布的研究報告提出,到2035年將現有7大同步電網(wǎng)互聯(lián)形成“西部送端”和“東部受端”兩大同步電網(wǎng),但并未提出建成全國同步電網(wǎng)規劃。
日前,全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織對外發(fā)布《新發(fā)展理念的中國能源變革轉型研究》和《中國“十四五”電力發(fā)展規劃研究》。兩份研究報告提出,“十四五”期間,我國應加快特高壓交流同步電網(wǎng)建設,其中,東部應加快形成“三華”(華東、華中、華北)特高壓同步電網(wǎng),西部應加快構建川渝特高壓交流主網(wǎng)架;2035年,通過(guò)建設同步互聯(lián)工程,將我國現有西北、西南、云南、南網(wǎng)受端、華東、東北、華北-華中7大同步電網(wǎng)互聯(lián)形成東部、西部?jì)纱笸诫娋W(wǎng);2050年,進(jìn)一步加強東部、西部同步電網(wǎng)主網(wǎng)架。
值得一提的是,東部電網(wǎng)建設將以“三華”同步電網(wǎng)為核心,西部電網(wǎng)建設將以川渝特高壓交流主網(wǎng)架為開(kāi)端。事實(shí)上,早在2015年,國家電網(wǎng)公司就提出了“到2020年,華北、華中、華東、東北、西北等交流同步電網(wǎng)將互聯(lián)整合為東部、西部?jì)纱箅娋W(wǎng),到2025年?yáng)|、西部電網(wǎng)通過(guò)同步互聯(lián)工程形成一個(gè)同步電網(wǎng)”的發(fā)展計劃。換言之,上述兩份研究報告仍建議構建東部、西部?jì)纱箅娋W(wǎng),并大幅推后了時(shí)間節點(diǎn),但并未提出進(jìn)一步形成“全國一張同步網(wǎng)”的想法。
兩份研究報告指出,我國由于電力管理體制分割、缺乏統一規劃、輸電技術(shù)水平局限等原因,形成了基于行政區劃、網(wǎng)間聯(lián)系薄弱、資源配置能力不強的多個(gè)同步電網(wǎng)格局。特別是特高壓“強直弱交”問(wèn)題突出,特高壓交流發(fā)展嚴重滯后,電網(wǎng)長(cháng)期處于從超高壓向特高壓的過(guò)渡期,跨區電網(wǎng)聯(lián)系薄弱,對大負荷、大波動(dòng)、大事故的承載能力嚴重不足,存在很大安全隱患;同時(shí)嚴重制約已建直流發(fā)揮作用,極大影響西部和北部清潔能源開(kāi)發(fā),致使棄水、棄風(fēng)、棄光問(wèn)題更加突出。目前,由于華北、華中電網(wǎng)受入能力限制,哈密南-鄭州、酒泉-湖南直流輸送功率被限制在540萬(wàn)、550萬(wàn)千瓦以?xún)?,輸送能力閑置30%以上。為滿(mǎn)足西部大規模清潔能源送出、東部大規模區外電力送入的需要,必須建設東部、西部特高壓同步電網(wǎng),增強安全性和穩定性,保障多回路大直流送得出、落得下、用得上。
其中,西部交流同步電網(wǎng)包括西南電網(wǎng)、西北電網(wǎng)和南方送端(云南)電網(wǎng),覆蓋西南大型水電基地和西北大型風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源基地。構建西部電網(wǎng)能夠統籌考慮西部清潔能源基地開(kāi)發(fā)布局,推進(jìn)送端電網(wǎng)互聯(lián)互通,實(shí)現風(fēng)光水火多類(lèi)型能源資源時(shí)空差異互補、統一調節,平抑間歇性新能源岀力波動(dòng),提高清潔能源和外送通道利用效率。東部交流同步電網(wǎng)包括華北電網(wǎng)、華東電網(wǎng)、華中電網(wǎng)、東北電網(wǎng)和南方受端電網(wǎng),即是將過(guò)去東北-華北-華中“長(cháng)鏈式”結構優(yōu)化為華北-華中-華東“團狀”結構,以便充分發(fā)揮互聯(lián)電網(wǎng)強有力的緊急功率支援能力,增強抗風(fēng)險、抗擾動(dòng)能力,實(shí)現西部清潔能源大規模安全受入與高效消納,提高電網(wǎng)整體安全穩定水平。
為此,兩份研究報告提出“加快特高壓骨干網(wǎng)架建設”:“十三五”末全國建成“十二交十六直”特高壓工程,形成華北、華東兩個(gè)特高壓交流電網(wǎng),華北與華中通過(guò)特高壓交流聯(lián)網(wǎng),“十四五”期間建成白鶴灘水電送出、陜北-武漢、雅中-江西、金上-湖北等特高壓直流輸電工程,滿(mǎn)足西部電源基地送出;東部加快形成“三華”特高壓同步電網(wǎng),西部加快形成川渝特高壓交流主網(wǎng)架。2035年前后形成東部、西部?jì)蓚€(gè)同步電網(wǎng),建成珠三角特高壓交流環(huán)網(wǎng),與“三華”電網(wǎng)通過(guò)特高壓交流聯(lián)網(wǎng),形成東部同步電網(wǎng);建設西南特高壓交流環(huán)網(wǎng),與西北電網(wǎng)通過(guò)特高壓交流聯(lián)網(wǎng),形成西部同步電網(wǎng)。2050年進(jìn)一步加強東部、西部電網(wǎng)內部特高壓交流網(wǎng)架建設,提高電網(wǎng)供電能力;加強東部、西部電網(wǎng)之間直流聯(lián)網(wǎng)通道建設,擴大西電東送規模,滿(mǎn)足東部負荷中心用電需要。
具體到“十四五”期間,兩份研究報告建議,應重點(diǎn)加快特高壓骨干通道建設,統籌推進(jìn)能源基地外送特高壓直流通道和特高壓交流主網(wǎng)架建設,提升通道利用效率和跨區跨省電力交換能力,提高電網(wǎng)安全運行水平和抵御嚴重故障的能力。
其中,在特高壓直流通道建設方面,兩份研究報告提出要“推進(jìn)落實(shí)我國新時(shí)代西部大開(kāi)發(fā)新格局”:新建7個(gè)西北、西南能源基地電力外送特高壓直流工程,總輸電容量5600萬(wàn)千瓦。其中,依托西北大型風(fēng)光能源基地開(kāi)發(fā)外送,建設陜北榆林-湖北武漢、甘肅-山東、新疆-重慶3個(gè)特高壓直流輸電工程,總輸送容量達到2400萬(wàn)千瓦;依托西南大型水電基地開(kāi)發(fā)外送,新建四川雅中-江西南昌、白鶴灘-江蘇、白鶴灘-浙江、金上-湖北4個(gè)特高壓直流輸電工程,總輸送容量達到3200萬(wàn)千瓦。到2025年,我國特高壓直流工程達到23回,總輸送容量達到1.8億千瓦。
在加快特高壓交流同步電網(wǎng)建設方面,一是東部要加快形成“三華”特高壓同步電網(wǎng)。兩份研究報告提出,華東、華中電網(wǎng)直流落點(diǎn)密集,隨著(zhù)直流饋入規模的不斷提高,安全穩定風(fēng)險進(jìn)一步加劇。2025年,華東電網(wǎng)饋入直流將達到13回,總輸電容量8580萬(wàn)千瓦,占最大負荷比重約27%;華中電網(wǎng)饋入直流達到6回,總輸電容量4800萬(wàn)千瓦,占最大負荷比重約23%。電網(wǎng)一旦發(fā)生交流故障,極易引發(fā)多回直流同時(shí)換相失敗和直流閉鎖,導致大量功率損失,帶來(lái)嚴重頻率穩定問(wèn)題,存在大面積停電風(fēng)險,亟需通過(guò)加強區域互聯(lián),提高電網(wǎng)安全性和抵御嚴重故障的能力。
在此背景下,兩份研究報告建議,2025年“三華”應建成“五橫四縱”特高壓交流主網(wǎng)架,大幅提升電網(wǎng)安全穩定水平:華北優(yōu)化完善特高壓交流主網(wǎng)架,加強山西、蒙西電源基地“南送”通道,建成晉中-晉東南、勝利-張北、濟南-棗莊特高壓交流通道;華中建成“日”字形特高壓交流環(huán)網(wǎng),覆蓋南陽(yáng)、駐馬店、荊門(mén)、武漢、長(cháng)沙和南昌等負荷中心;華北-華中建成晉東南-南陽(yáng)、菏澤-駐馬店2個(gè)特高壓交流通道;華北-華東建成棗莊-徐州-南京、臨沂-連云港-泰州2個(gè)特高壓交流通道;華中-華東建成駐馬店-淮南、武漢-皖南、南昌-浙西3個(gè)特高壓交流通道。
二是西部要加快構建川渝特高壓交流主網(wǎng)架。兩份研究報告顯示,“十三五”以來(lái),成渝城市群一體化發(fā)展提速,帶動(dòng)電力需求快速增長(cháng),增速比全國平均增速高1-2個(gè)百分點(diǎn),預計2025年川渝電網(wǎng)最大負荷將達到1億千瓦。為滿(mǎn)足川渝地區快速增長(cháng)的用電需求,實(shí)現川西水電大范圍優(yōu)化配置,亟需構建川渝堅強網(wǎng)絡(luò )平臺。因此,2025年,川渝應形成“兩橫一環(huán)網(wǎng)”特高壓交流主網(wǎng)架。北橫:建成阿壩-成都東雙回特高壓交流線(xiàn)路,匯集大渡河上游雙江口、巴拉、金川等水電外送。南橫:建設甘孜-天府南雙回特高壓交流線(xiàn)路,匯集雅礱江中游兩河口等水電外送。成渝環(huán)網(wǎng):圍繞成都、重慶負荷中心,形成成都東-銅梁-重慶-天府南-成都東特高壓交流環(huán)網(wǎng),大幅提升川渝電網(wǎng)輸電能力和供電可靠性。