国网投资超6,000亿,特高压输电建设正当时

文摘   科技   2024-07-31 08:10   浙江  

7月26日,国家电网公司披露,今年全年电网投资将首次超过6,000亿元。新增投资主要用于特高压交直流工程建设、加强县域电网与大电网联系、电网数字化智能化升级,更好保障电力供应、促进西部地区大型风电光伏基地送出

2020年至2023年这四年间,国家电网的电网投资分为别4,605亿元、4,882亿元、5,094亿元和5,277亿元。

近五年来,国家电网的电网投资就超过了2.5万亿。

这也就是前面在讨论“源网荷储一体化项目时,为啥大电网会出现比较大的阻力的重要原因。毕竟成本摆在那儿,即便国家也不允许这么大的固定资产投资闲置。

源网荷储项目要实施、增量配电网要建设、特高压输电线路要上马,这些都是为了确保中国能源的清洁、高效、自给自足。
关键点在于怎么匹配,做到效率最大化。
中国风电和光伏的装机量已超过煤电,但是上网电量远远不匹配中国光伏发电装机容量已超7亿千瓦)。

特高压作为新能源电力消纳的重要一环,有其重要价值点。

1、电力系统的构成

电力系统是由发电厂(源)、送变电线路(网)、供配电所(配)和用电(荷)等环节组成的电能生产与消费系统。

它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。

发电厂将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,经过升压,远距离输送到负荷中心,经降压再供用电设备使用,构成了动力系统,也称为广义的电力系统。
通常将动力系统中涉及电气的部分,即从发电部分的发电机起,再包括输变电部分、用电部分和电力系统自动化部分合在一起,称作电力系统。
2、风光大发展带动大量电力远距离输送需求

我国西部、北部地区拥有 80%以上陆地风能、60%以上太阳能和70%以上水能资源,而全国 70%负荷集中在中、东部地区。

电力资源与用电负荷逆向分布,需要进行外力调节,资源优化配置。

特高压输电可以将我国“三北”(东北、西北和华北)及西南地区的风电、光伏发电、水电等输送至东中部电力需求旺盛地区,有效解决能源负荷分布失衡与新能源消纳问题。

输电能力与输电电压的平方成正比,与线路阻抗成反比。特高压输电在远距离、大容量输电方面具有显著优势。

特高压输电技术的输电容量可提升2倍以上,能将电力送达超过 2,500KM 的输送距离,输电损耗可降低约 60%,单位容量造价降低约 28%,单位线路走廊宽度输送容量增加 30%。

特高压输电是远距离输电最优解决方案。

3、直流特高压和交流特高压输电的特点
按照输电性质不同,可分为特高压交流和特高压直流。

一、特高压交流(UHVAC,Ultra-High Voltage Alternating Current

特高压交流输电是指1,000KV及以上的交流输电工程及相关技术,中间可落点构成电网,有输电和组网的双重功能。
与传统输电线路相比,主要有以下4点突出优势。
  • 大容量输电,单条特高压线路的传输功率相当于多条超高压线路的传输功率,大大提升了输电能力。
  • 远距离传输:能够实现电力资源从能源富集地区向负荷中心地区的远距离传输。
  • 低损耗:在输送相同功率的情况下,特高压输电线路的功率损耗远低于超高压输电。
  • 节约土地:由于输电能力强,可以减少输电走廊的占用,节约土地资源。
交流输电类似驾驶汽车,每隔一定距离就会遇到红绿灯(变电站),并按规定车道直行或转弯(潮流控制),最后才能抵达千家万户(负荷终端)

、特高压直流(UHVDC,Ultra-High Voltage Direct Current

特高压直流输电是指±800KV及以上电压等级的直流输电及相关技术,具有输送容量大、输电距离远、电压高、可用于电力系统非同步联网等特点。

特高压直流输电系统由送端交流系统、整流站、直流输电线路、逆变站、受端交流系统五个部分构成,换流站是关键设备。

  • 点对点输电中间不落点,可大功率、远距离直接将电力输送至负荷中心。
  • 灵活控制:控制方式灵活、快速,可以根据送、受两端运行方式的变化调整潮流。
  • 大容量输电:适合大功率、远距离输电,且线路走廊窄,节约土地资源。
  • 系统稳定性高:在交直流混合输电的情况下,可以有效抑制交流线路的功率振荡,提高交流系统的动态稳定性。

直流输电则像供水管送水,先要提高水压(发电厂升压站),多个供水管形成供水管网提高供水可靠性,水管管网压力降压(变电站)后再供给千家万户。

从我了解到的信息,国内特高压输电技术已经很成熟。除了建设成本、环境影响、土地资源这些方面还有限制外,没有其他大的障碍。
截至2023年年底,我国共建成39项特高压输电工程,跨省区输电能力超3亿千瓦,累计送电超3万亿千瓦时,累计减排二氧化碳31.8亿吨,打造了特高压交直流混合电网世界级样板。
中国电网成为世界上输电能力最强,规模最大的新型电网。
然而,中国居民电价一直在0.5-0.65元/千瓦时,在全球35个OECD国家中,排名在倒数第三。

远的不说,西北部这么丰富的风光资源,拉条特高压给东南亚这些小国家卖电,或许就能将国内这些光伏风电企业拉出亏损的泥潭,还能让周边国家也用上便宜的电。

当然前提是要解决政治上的壁垒。

我一直有个观点,中国拥有最具竞争力的新能源电力产业,设备材料便宜好用,系统集成稳定,还有这么多成功的实践落地。假以时日,定能用“电”这个最基础的资源,取代美元的统治地位。




附:国内已建成的39条特高压输电线路(交流19条,直流20条)


碳中和投资研究
浙江大学新能源硕士,专注双碳产业链投资!
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