我国未来电网格局研究报告：电网分层分区平衡将引领分布式电源发展学术资讯

来源：湖南省可再生能源学会

10年、15年后，甚至更远的未来，我国电网将呈现怎样的格局？南网能源院一份名为《我国未来电网格局研究》的研究报告(以下简称《报告》)，就这个问题进行了预测。

《报告》的主要观点是：中长期，我国电网结构形态将继续维持东北、华北、西北、华中、华东、南方的六大区域电网格局，区域间相对独立，跨区长距离输电应以直流线路为主，区域内进一步优化网架结构，形成清晰合理、分层分区的主网架；远期将从以集中式大电网为主，逐步向以分布式和综合能源利用的智能电网方向发展，储能、微网、智能通信、能源互联网等技术大范围推广应用，电网智能化水平全面升级。
联网规模并非越大越好未来六大区域电网仍相对独立
世界电网的历史走过百余年。百余年里，输电距离越来越远，电压等级越来越高。目前，最高等级的输电网已突破1100千伏，是最低等级家庭用电电压220伏的4500倍。从最高到最低电压等级，逐级降压，构成了庞大而复杂的输配电网络，各国皆是如此。就我国而言，特高压输电技术的广泛应用，将我国电力事业发展提升到一个前所未有的高度。但由此也引发了新一轮的“交直流路线之争”。
从目前的电网结构看，我国呈现出东北、华北、西北、华中、华东、南方的六大区域电网格局。区域间大多通过直流线路实现异步互联，保证电力故障控制在区域内，避免事故跨区大面积蔓延。为解决能源资源与经济发展“逆向分布”的矛盾，我国实施远距离“西电东送”。特高压出现以后，±800千伏直流输电逐渐成为远距离跨区输电首选。而特高压交流亦开始了示范应用。2009年，1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流工程投产，将华北电网和华中电网联系起来，打破了六大区域电网通过直流异步互联的格局。
从业内主流观点来看，对于特高压交流联网的诟病始终存在，主要聚焦于两点：一是安全性，认为区域电网大规模同步互联后，存在大面积事故风险；二是经济性，从我国投产运行的多条特高压交流工程运行情况来看，通道利用率不高，经济性相较直流工程要差。国家能源局曾委托中国工程院对我国未来电网格局进行专题咨询。咨询专家组出具的意见认为：继续坚持以六大区域电网为主体，区域电网之间以直流异步互联；不建议建设“三华”(华北、华中、华东)特高压交流同步电网。
“我们《报告》的观点，跟专家组的意见是高度一致的，认为交流特高压大规模同步联网的确存在安全隐患。”南网能源院电力规划中心主任黄豫打了个形象的比喻，“通过交流特高压同步互联的各区域电网，就像赤壁之战曹军连环战船一样，虽然可以增加稳定性，但由于各船之间联系紧密，一旦一船被烧，火势将迅速向其他船蔓延，非常难以控制，很可能导致火烧连营、全军覆没。”
工程院专家组与南网能源院《报告》的认识，除了理论分析外，也有实际的案例支撑。如历史上发生的美国、印度大停电，都与其交流同步电网规模过大的问题不无关系，局部故障蔓延引发大范围同步电网连锁反应，令整个电网及国家经济遭受巨大损失。
有鉴于此，《报告》才认为，中长期，我国电网结构形态应继续维持东北、华北、西北、华中、华东、南方的六大区域电网相对独立的格局不变。
我国《电力发展规划编制原则》对电力规划时段进行了细分，中期规划为5—15年，长期规划为15年以上。“我们‘中长期’预测的时间，大约可以到2035年。”黄豫说。
电网分层分区平衡更安全分布式电源引领“电从身边来”
《报告》指出，同步电网规模并非越大越好。从安全性上说，大同步电网短路电流问题突出、大面积停电风险大，一旦发生连锁反应事故，大同步电网所遭受的损失和影响远大于中小同步电网。从经济性上说，同步电网规模扩大到一定程度时，对改善电源装机结构布局的效果不再明显，联网错峰效益也将呈边际递减态势。
因此，同步电网达到一定规模时，通过分层分区，形成清晰合理的电网架构，无论从安全、经济、技术等方面来说，都是势在必行的。“电源分散布局、就近供电，电网分层分区、就地平衡，受端电网多通道多方向接受外电，构建本质安全的未来电网。”黄豫称。西南电力设计院原副总工程师吴安平也认同这一观点。他表示，电网与其他行业很不一样，它有一个最基本最重要的规律是分区平衡。因此，区域电网体制并非主观臆想的方案，而是电网分区平衡规律的客观要求。况且，从长远来看，随着西部经济快速发展和能源资源平衡关系的变化，远距离大容量输电亦不可能永无止境地发展下去。
《报告》预计，这种变化可能发生在2035年前后。届时，我国电网形态将发生较大转变，将逐步从以集中式大电网为主的发展模式，向集中式大电网与分布式、以综合能源利用为主的智能电网并重模式转变。
“分布式发电与远距离输电是相辅相成的关系。”黄豫表示，当我国能源电力体制机制改革完善后，分布式能源发电技术将得到广泛应用，促进风电、光伏、氢能等分布式新能源就近供电、就地消纳，区域电网内部通过柔直异步互联，更加安全、友好地接受外电及本地分布式电源发电上网，实现分区平衡。
现在电从远方来，可能在未来的某一天，这种状况会彻底改变。“从长远看，分布式风电、光伏的成本下降很快，各种储能技术成本也在下降，使得‘电从身边来’成为可能。”中国工程院院士杜祥琬表示。
文章来源：南方电网报

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来源：gh_5686a28d13b8 湖南省可再生能源学会

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