了解光伏电网和特高压技术

一、光伏电网概念

在国际上,光伏发电技术的研究已有100多年的历史。光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电与传统发电技术相比具有更多优势。一是太阳能资源十分丰富,辐射到地球表面的能量巨大,对于利用太阳能是十分有利的。因此太阳能光伏发电技术是资源最为丰富的发电技术。二是太阳能光伏发电更为安全可靠,不会产生污染以及噪声,并且能够比较灵活,能够安全稳定的运行。三是光伏发电的应用使得边远以及特殊地区的用电问题得以有效解决,可以随时随地使用太阳能资源。四是光伏发电能够与建筑物相结合,形成光伏建筑一体化的系统,减少土地资源的浪费。

光伏发电系统可分为独立光伏发电系统(各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统)和光伏并网发电系统(与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统)。所谓光伏并网发电系统也就是光伏电网,指由光伏方阵、控制器、并网逆变器组成,将光伏组件发出的直流电经过并网逆变器转换成符合电网要求的交流电后,直接并入公共电网的一种发电系统。光伏并网发电系统可将所发电能直接馈入电网,但其发电过程稳定性较差,并对电网也会产生一定的影响。

虽然光伏发电是清洁能源,符合未来的发展方向,但是光伏发电具有间歇性、随机性、可调度性低的特点,大规模接入后对电网运行会产生较大影响,所以不可避免产生了“弃光限电”现象。弃光指放弃光伏所发电力,一般指的是不允许光伏系统抄并网,因为光伏系统所发电力功率受环境的影响而处于不断变化之中,不是稳定的电源,电网经营单位以此为由拒绝光伏系统的电网接入。限电指限制电力的输出,一般指的是出于安全管理电网的考虑,而限制光电或者风电所发电力,比如一个额定功率为100MWp的电站,由于调度的需要,只允许发80MWp的电力,另外20MW就被抑制住了,不能全力运行。也就是说光伏电站的发电量大于电力系统最大传输电量+负荷消纳电量,主要是电网输送能力有限,电站建成后无法并网。解决这问题需要扩大电网规模,尤其是不少西部地区的电网规模还不具备支撑千万千瓦级光伏电的输送能力。这就要求今后在规划新能源建设项目时,统筹好电网规划建设,争取实现发电项目和电网的同步建设。加强研究智能电网解决方案,提高可再生能源输出的稳定性。(www.xing528.com)

二、特高压概念

在我国,电压等级一共分为安全电压、低压、高压、超高压、特高压五种,通常输电电压一般分为高压、超高压和特高压,对于我国绝大部分电网来说,110kV—220kV称为高压电网,300kV、500kV和750kV称为超高压电网,特高压由±1000kV及以上交流和±800kV及以上直流输电构成,特高压适合长距离大规模电力传输。一般而言,高压指的是35—220kV的电压;超高压通常指330kV及以上、1000kV以下的电压;特高压指1000kV及以上的电压。通常情况下,±600kV及以下的直流输电电压称为高压直流输电,±800kV以上的电压称为特高压直流输电。在我国,特高压指1000kV及以上交流电和±800kV及以上直流电的电压等级。

特高压输电是目前全世界最先进的输电技术。在输电电流一定的情况下,电压等级越高,传输功率越大、线路损耗越小。因此,与高压/超高压相比,特高压具有输送容量大、距离远、损耗低、占地省等优势,尤其适合远距离大规模电力传输。1000伏特高压交流输电线路输送功率约为500千伏线路的4至5倍;正负800千伏直特高压输电能力是正负500千伏线路的两倍多。特高压交流线路在输送相同功率的情况下,可将最远送电距离延长3倍,而损耗只有500千伏线路的25%至40%。输送同样的功率,采用1000千伏线路输电与采用500千伏的线路相比,可节省60%的土地资源。其中,特高压直流电网在点对点长距离传输、海底电缆、大电网连接与隔绝等领域优势突出;特高压交流输变网在构成交流环网和短距离传输领域优势突出。两种特高压输电模式配合使用,共同构成输电骨干网架。