大电网发展形势及“十三五”特高压电网发展展望

　　1.大电网发展形势和任务

　　大规模新能源并网对电网发展的需求

　　我国新能源资源的分布特点，以及集中式新能源发电出力特性对电网运行的影响，客观上决定了大电网是我国新能源规模化发展的重要推动因素，我国大规模新能源并网尤其需要大电网的支撑。

　　我国风能、太阳能资源丰富，现有技术水平可开发资源分别超过24亿、45亿kW，未来随着技术进步可开发规模更大。目前我国风电装机位居世界、太阳能发电装机年底有望超过德国跃居世界;风电和光伏发电设备产能充足，均占产能的一半以上，具备大规模开发的有利条件。破解当前的弃风、弃光等问题，迫切需要加强电网，通过在全国范围配置资源加以解决。

　　电源、负荷、电网是影响新能源消纳的三个方面因素。国内外经验表明，在电网环节扩大电网范围，在电源环节提高电源灵活性，在负荷环节实施需求侧响应、增加用电需求，是实现新能源高比例消纳的三大重要途径。

　　《大气污染防治行动计划》

　　2014年5月16日，国家能源局印发《关于加快推进大气污染防治行动计划12条重点输电通道建设的通知》，其中，在国家电网规划建设“四交四直”特高压工程和3项500kW工程。新建特高压变电站14座、换流站8座，线路1.2万公里，变电容量1.4亿kW˙h，投资超过2000亿元。

　　能源互联网构建

　　9月26日，***总书记在联合国发展峰会上宣布“中国倡议探讨构建能源互联网，推动以清洁和绿色方式满足电力需求”。

　　发挥我国特高压、智能电网、新能源发展的优势，以“一带一路”沿线国家的电网互联互通为突破口，推动能源互联网建设，有利于我国在气候变化谈判和能源转型中占领制高点，赢得能源治理的话语权和主动权。构建能源互联网，总投资100万亿美元左右，可以带动我国特高压、智能电网相关技术、装备和标准输出。

　　2.电网发展现状

　　目前，国家电网已建成特高压试验示范工程、皖电东送工程、浙北-福州3项特高压交流工程，建成特高压线路3143.4公里，特高压变电站10座、变电容量5100万千伏安。在建的有锡盟-山东、淮南-南京-上海、蒙西-天津南、榆横-潍坊4项特高压交流工程。

　　这些工程带动我国电工装备业整体升级。我国已研制了特高压变压器、开关、高抗、串补等全部关键设备，均一次投运成功。在特高压带动下，我国电工装备企业不仅主导了国内高端市场，而且进军国际市场，出口额连年大幅增长。巴西已采用我国特高压技术和装备建设大型水电送出工程。

　　3.大电网发展格局及“十三五”特高压电网发展展望

　　统筹考虑能源基地开发、受端地区用电需要，为满足我国能源需求和西部大开发需要，解决能源安全、电网安全、严重雾霾等问题，拉动国家内需和经济增长，还需加快实施“五交八直”特高压交直流工程。其中扎鲁特～驻马店、呼盟～青州特高压直流工程，汇集东北地区火电和风电，打捆送电华北、华中负荷中心，解决东北电网“窝电”问题，满足煤电和风电基地开发、外送需求。

　　电网发展格局优化的思路：在“十三五”将国家电网优化为西部、东部两个特高压同步电网，形成送、受端结构清晰，交、直流协调发展的格局，将国家电网跨区输电规模从目前的1.1亿千瓦提高到3.7亿千瓦。

　　“十三五”期间，电网建设投资2.7万亿元，带动电源投资3.2万亿元，总投资近6万亿元。

　　“十三五”分布式电源及配电网发展形势及展望

　　1.分布式电源发展趋势

　　目前国家已明确了2015和2020年分布式光伏发电和分布式天然气的发展目标，虽然对小水电也明确了发展目标，但是小水电一般不作为严格意义的分布式电源，对其他类型分布式电源并未明确具体的发展目标。

　　根据发展现状和发展条件，确定预测情境下分布式电源发展规模：2020年分布式电源装机容量可达到1.87亿千瓦，占同期全国总装机的9.1;2030年分布式电源装机容量达到5.05亿千瓦，占同期全国总装机的17.3。从发展趋势来看，分布式电源占比逐年增加，年均增加近1个百分点。

　　2.高渗透率分布式电源接入对配网发展需求

　　分布式电源发展需要依托坚强电网支撑，才能充分发挥技术经济优势，实现快速发展。

　　发挥电网余缺调剂作用。在用户的用电高峰时期，分布式电源很有可能无法完全满足用户的用电需求，或在用户的用电低谷时期，分布式电源电量过剩，此时需要大电网为分布式电源和用户提供电量调剂余缺;发挥电网备用服务作用。除了少数偏远地区独立运行的分布式电源外，分布式电源一般均接入电网，正常运行时由电网为其提供电压频率支撑、系统备用等服务，发生故障或检修退出时，由电网继续为其用户提供可靠的电力服务，以满足电力用户的可靠供电要求。

　　分布式电源的大量接入将出现局部地区潮流返送输电网、双向潮流大幅变化等情况，进一步驱动电网的更广泛互联，实现全网范围内进行优化配置和保障电网安全运行。

　　德国经验：分布式电源大量接入将导致配电网潮流双向流动，成为有源网络，进而出现本地分布式电源发电过剩而频繁向主网送电情况。目前德国大量分布式光伏接入，每年约有四百小时向主网送电，对德国主网有功平衡带来较大影响。依靠大电网调节成为德国分布式光伏消纳重要手段。

　　我国情况：2020年前，将出现局部地区的可再生能源渗透率高达200的情况，潮流将返送至220千伏电网。要求主网与配电网建立起更加紧密的联系，将分布式电源纳入到主网监控范围内，在全网范围内优化配置分布式电源。

　　3.“十三五”配电网发展展望：《配电网建设改造行动计划》

　　配电网向各类用户配送电能，是电网的重要组成部分，一般指110千伏及以下电网;部分偏远和农村地区电网相对薄弱，110千伏仍承担输电功能，在这些地区配电网指35千伏及以下电网。

　　2015-2020年与2011-2014年配电网建设改造规模比较

　　2.高渗透率分布式电源接入对配网发展需求

　　分布式电源发展需要依托坚强电网支撑，才能充分发挥技术经济优势，实现快速发展。

　　发挥电网余缺调剂作用。在用户的用电高峰时期，分布式电源很有可能无法完全满足用户的用电需求，或在用户的用电低谷时期，分布式电源电量过剩，此时需要大电网为分布式电源和用户提供电量调剂余缺;发挥电网备用服务作用。除了少数偏远地区独立运行的分布式电源外，分布式电源一般均接入电网，正常运行时由电网为其提供电压频率支撑、系统备用等服务，发生故障或检修退出时，由电网继续为其用户提供可靠的电力服务，以满足电力用户的可靠供电要求。

　　分布式电源的大量接入将出现局部地区潮流返送输电网、双向潮流大幅变化等情况，进一步驱动电网的更广泛互联，实现全网范围内进行优化配置和保障电网安全运行。

　　德国经验：分布式电源大量接入将导致配电网潮流双向流动，成为有源网络，进而出现本地分布式电源发电过剩而频繁向主网送电情况。目前德国大量分布式光伏接入，每年约有四百小时向主网送电，对德国主网有功平衡带来较大影响。依靠大电网调节成为德国分布式光伏消纳重要手段。

　　我国情况：2020年前，将出现局部地区的可再生能源渗透率高达200的情况，潮流将返送至220千伏电网。要求主网与配电网建立起更加紧密的联系，将分布式电源纳入到主网监控范围内，在全网范围内优化配置分布式电源。

　　3.“十三五”配电网发展展望：《配电网建设改造行动计划》

　　配电网向各类用户配送电能，是电网的重要组成部分，一般指110千伏及以下电网;部分偏远和农村地区电网相对薄弱，110千伏仍承担输电功能，在这些地区配电网指35千伏及以下电网。

　　2015-2020年与2011-2014年配电网建设改造规模比较

　　《配电网建设改造行动计划》之十大行动

　　《配电网建设改造行动计划》重点任务中提出十大行动，分别为配电网统筹规划行动、配电网技术标准体系构建及宣贯行动、城市配电网供电可靠性提升行动、配电网统筹规划行动、边远贫困地区供电行动、配电网网架优化行动、配电网装备提升行动、电能替代行动、配电自动化建设行动和新能源及多元化负荷接入畅通行动。其中推动单位新增配网规模投资上升的主要因素在以下三大行动。

　　配电网装备提升行动：一是优化升级配电变压器，推动非晶合金变压器、高过载能力变压器、调容变压器等设备的应用;二是更新改造配电开关，2020年全面完成开关无油化改造，开关无油化率达到100;三是提高电缆化率，2020年，中心城市核心区新建线路电缆化率达到60。

　　配电自动化建设行动：在中心城市及城镇地区推广集中式馈线自动化方式，在网络关键性节点采用“三遥”终端，在分支线和一般性节点采用“二遥”终端;在乡村地区推广以故障指示器为主的简易配电自动化。2020年，配电自动化覆盖率达到90。

　　新能源及多元化负荷接入畅通行动：一是满足新能源和分布式电源并网。推广应用新能源发电功率预测系统、分布式电源“即插即用”并网设备等技术，有序建设主动配电网、分布式多能源互补等示范工程。二是实施用户智能友好互动工程。以智能电表为载体，建设智能计量系统，打造智能服务平台。三是开展微电网示范工程。在城市供电可靠性要求较高的区域和偏远农村、海岛等不同地区，有序开展微电网示范应用。

　　作者：李琼慧工程师，国家注册咨询工程师，国网能源研究院新能源与统计研究所所长，主要从事能源战略规划、能源电力供需分析预测、新能源规划、新能源发电及并网、新能源发展产业政策及经济性分析等方面的研究工作。