【高新科】綠色超級電網(wǎng)展望

　　未來電力網(wǎng)可能成為跨越整個(gè)地球、連接世界上大部分大型發(fā)電廠的電網(wǎng)

　　全球綠色超級電網(wǎng)將各地區(qū)電力系統(tǒng)連接成為一個(gè)跨越全球的電力輸送系統(tǒng)

　　具體情況：

　　蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和比利時(shí)烈日大學(xué)的教授于2013年年初發(fā)表文章，提出將風(fēng)電場和太陽能發(fā)電站作為負(fù)荷中心遠(yuǎn)距離供應(yīng)綠色環(huán)保的電力，以解決全球風(fēng)電、太陽能發(fā)電并網(wǎng)，并向遙遠(yuǎn)電力用戶輸電的構(gòu)想。此構(gòu)想認(rèn)為，未來電力網(wǎng)可能成為跨越整個(gè)地球、連接世界上大部分大型發(fā)電廠的電網(wǎng)：這就是“全球綠色超級電網(wǎng)”。全球綠色超級電網(wǎng)背后的主要驅(qū)動力將是采集偏遠(yuǎn)地區(qū)可再生能源，其關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施要素為大容量長途輸電線路。

　　全球綠色超級電網(wǎng)電力供應(yīng)依賴于可再生能源，環(huán)境意識及不斷增加的電能消耗將促進(jìn)更多的投資投向偏遠(yuǎn)地區(qū)(海上或沙漠中)的可再生能源，比如，離岸地區(qū)會有巨大的風(fēng)力發(fā)電潛力，沙漠地區(qū)可能為太陽能發(fā)電廠提供了巨大機(jī)遇。偏遠(yuǎn)地區(qū)可再生能源發(fā)電廠被稱為“極端可再生能源(Extreme RES)”，即位于安裝難度大于目前項(xiàng)目的地區(qū)的可再生能源發(fā)電廠，或技術(shù)尚不成熟的可再生能源發(fā)電廠。有了全球綠色超級電網(wǎng)，連接這些偏遠(yuǎn)地區(qū)與終端消費(fèi)者將具有可行性。

　　為實(shí)現(xiàn)全球綠色超級電網(wǎng)，該研究提出，應(yīng)修建超級電網(wǎng)作為輸電網(wǎng)架，新建電網(wǎng)會將所有區(qū)域電力系統(tǒng)合為一體。構(gòu)成這個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)的大部分線路為高壓直流(HVDC)輸電線路或電纜，這主要基于三個(gè)原因：高壓直流輸電電纜目前是海底長距離輸電的唯一解決方案;長距離高壓直流輸電線路的熱損失比交流線路低;不同地區(qū)的電力系統(tǒng)的工作電壓頻率不同，高壓直流輸電線路可在本地解決動態(tài)安全問題，并作為互聯(lián)電網(wǎng)之間的干擾防火墻，以實(shí)現(xiàn)與非同步區(qū)域電網(wǎng)連接。不過，在陸地和同步系統(tǒng)內(nèi)——或希望同步的系統(tǒng)內(nèi)——也可能會使用特高壓交流線路(UHVAC)以及較短的氣體絕緣輸電線路段。

　　研究人員認(rèn)為，在尋求綠色電力的同時(shí)將開發(fā)新的站點(diǎn)，甚至?xí)M(jìn)一步從負(fù)荷中心和當(dāng)前電網(wǎng)中進(jìn)行開拓。可再生能源發(fā)電廠與不同洲內(nèi)的兩個(gè)電力系統(tǒng)的距離相等，這點(diǎn)將會逐步得到滿足。據(jù)此，研究人員擬在格陵蘭海岸建立一座海上風(fēng)場，將其作為全球綠色超級電網(wǎng)規(guī)劃的第一步。之所以選擇格陵蘭是因?yàn)槠淇稍偕茉礉摿^大，位置靠近冰島，且與歐洲和北美的距離相等。還應(yīng)注意的是，該路線沿線所有互聯(lián)段的長度或水深與目前已有的項(xiàng)目不相上下，具有極大可行性。那里的平均風(fēng)速可達(dá)30公里/小時(shí)以上，而且海水也并不太深，是建設(shè)大型風(fēng)電場的理想場所。此外，他們假定海上風(fēng)場的發(fā)電能力是300萬千瓦。電能經(jīng)由冰島和法羅群島輸送至英國，再到歐洲大陸，進(jìn)而由英國北部—加拿大輸電路徑輸送至北美。

　　研究人員表示，借助海底電纜、海上浮動石油鉆井平臺、特高壓技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，建立全球綠色超級電網(wǎng)以及相應(yīng)的發(fā)電站在技術(shù)上是可行的。同時(shí)，研究人員測算后認(rèn)為此項(xiàng)目是高投資高回報(bào)。

　　全球綠色超級電網(wǎng)可利用洲際的時(shí)差來平衡電力供需，在歐洲夜幕降臨其用電量下降時(shí)，美洲仍是中午，耗電量還處于高峰期，兩大洲的互聯(lián)可有效利用其中的可用電力，并適時(shí)將電力傳遞給有需要的一方，這樣全年可再生能源潛力的開發(fā)可達(dá)到100%。全球綠色超級電網(wǎng)將使備用電力最小化，對于歐洲和可能的全球綠色超級電網(wǎng)而言，研究結(jié)果均表明通過互聯(lián)電網(wǎng)，調(diào)度常規(guī)發(fā)電廠的必要性可降低兩到八倍。全球綠色超級電網(wǎng)的高壓直流輸電線路有可能通過吸收富裕電力(即低價(jià))并將這些電力輸入更需要的地區(qū)，緩解未來電力系統(tǒng)的儲能問題，并且采用目前技術(shù)的高壓直流輸電線路具有比抽水蓄能或壓縮空氣儲能更高的效率。與此同時(shí)，互聯(lián)線路可在高需求時(shí)供應(yīng)短缺的電力，或?qū)⒏辉ｋ娏斔偷侥軌蛭盏牡胤?，這樣可盡量減少電力波動，消費(fèi)者也可從中獲益，享受到相對恒定且平均而言較低的電價(jià)。在提高全球綠色超級電網(wǎng)的安全性方面，研究者認(rèn)為除了技術(shù)因素還存在著政治和經(jīng)濟(jì)相關(guān)因素的影響。

　　全球綠色超級電網(wǎng)將各地區(qū)電力系統(tǒng)連接成為一個(gè)跨越全球的電力輸送系統(tǒng)。目前，電力系統(tǒng)正在形成越來越大的互聯(lián)，全球綠色超級電網(wǎng)將成為把“綠色”電能傳輸至各負(fù)荷中心的骨干。