习近平主席在中央财经委第九次会议上指出“要深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统”。新型电力系统作为未来我国能源体系的核心组成部分,具有5个主要特征:高比例可再生能源广泛接入、高比例电力电子装备大规模应用、多能互补综合能源利用、数字化智能化智慧能源发展、清洁高效低碳零碳转型。
国家发改委、国家能源局发布《“十四五”现代能源体系规划》,根据规划,将推动电力系统向适应大规模高比例新能源方向演进,积极推动源网荷储一体化发展;创新电网结构形态和运行模式,加快配电网改造升级,积极发展以消纳新能源为主的智能微电网,稳步推广柔性直流输电;加快新型储能技术规模化应用,大力推进电源侧储能发展,支持分布式新能源合理配置储能系统。
另外,两大电网公司各自的“新型电力系统行动方案(2021-2030)”中也提到“推进柔性输电技术进步和规模化应用,试验示范直流组网等技术的应用。”
一方面,新能源具有出力波动性大,不可调度的特点,使得出力曲线与负荷曲线失配,导致消纳问题。这就要求电力系统配置足够多的灵活性资源以“填补”负荷曲线与出力曲线之间的缺口,如火电灵活性改造、燃气发电、光热发电、抽水蓄能、新型储能等。
另一方面,新能源功率密度低,利用小时低,大型集中式新能源场站多位于偏远地区,电网薄弱。带来汇集、并网、送出问题。这就需要建设足够多的新能源汇集站以提供接入点和足够的变电容量,这要是近期跨省跨区通道在多份文件中被重复提及的一大重要因素。
输配电网了解到,新能源消纳问题实质上要归结于并网与送出问题,跨省跨区输电能力是解决新能源送出消纳问题的关键。内蒙古、云南、四川、山西、宁夏、湖北、贵州、陕西、新疆等省市地区都是具备一定量电力富余的省份,除山西外,其他省份向东部省份供电均需跨越两个以上省份或跨越区域电网,因此需要进一步挖掘外送能力。而直流输电技术以其输送容量大、线路造价低,且不存在电容效应导致的过电压问题,尤其适合远距离大容量输电。
相较交流输电,直流输电具备多种经济性、技术性优势,因此直流外送被认为是目前解决新能源消纳问题最合适的方法。至2021年底,直流输送容量总计2.5亿kW,而2020年底35kV及以上交流变压容量已达76亿kVA。
直流设备应用场景丰富 竞争环境好
大容量远距离输电、交直流电网互联、中低压直流、直流配电、海上风电送出、分布式并网等均是直流设备技术的应用场合,其不仅可以在源荷两端发挥灵活接入的作用,而且可以帮助交流电网更加安全稳定运行。