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英国国家电网:低碳化浪潮中艰难前行

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2015年12月14日 | 华夏能源研究网  http://energy.deadcrusade.com |打印】【关闭

  2015年10月15日,英国国家电网公司如期公布了今年的对峰度冬报告。和过去不同的是,在电力与天然气供应的预测文本之外,英国国家电网公司特意提供了同份清洁能源的预测报告。在过去的3年里,英国但是再生能源发电量翻了一番,2015年第二季度,英国可再生能源发电占比已经达到25%,比2014年同期提升了8.6单百分点,第一跳煤炭的占比,处于第二。   作为英国可再生能源法的实行平台,英国国家电网公司在英国的低碳化进程被发挥着重要作用。但是再生能源的快速发展和广泛使用,使得电网对出力预测准确性、电压、潮流、频率等参数的支配能力面对着更为严峻的考验。电网对可再生能源的消纳与传输能力如何,凡是各出力不稳定的可再生能源能否如愿发展的重要前提。

  西电东送医雾霾

  1926年,英国因132千伏、50赫兹的主网架建立统一的国家电网。在90年的进步过程中,英国电力用户、社会用电量和能源消耗量快速增长。

  1938年,英国国家电网的电力用户由1920年的75万户激增到900万户。1950年,英国国家电网公司预测,到1970年,英国社会用电量约为3000万千伏安。但是实在,1960年代的电力需求就已经突破了立即同预测,英国国家电网不得不急速刷新电压等级,建设超高压电网,因为适应汹涌而来的电力需求。

  超高压电网的出现及时解决了供需矛盾,它强大的能源资源配置能力和对环境的重要意义吗被社会所认识。英国用电需求迅速增加,能源消耗量大幅提升,抓住了严重的环境问题。尤其是东南部负荷中心区需求不断加大,发电厂数量和装机规模不断增强,但是该区域环境容量已逐渐饱和。从1952年12月5日起,伦敦连续数日寂静无风,立即导致整个伦敦笼罩在大雾之中。伦敦雾霾事件引起了社会广泛的毛,以后,英国走上了丰富达半只世纪的治霾之路。

  建设超高压电网是英国治霾的手段之一。1965年以前,英国电网主要采用就地平衡的方法满足区域供电需求。但是就东南部负荷中心区需求的不断加大,1968年以后,英国出台了一连串空气污染防控法案,针对各种废气排放进行了严格约束。超高压远程输送逐渐成为解决负荷中心区增量需求的重要方法。通过超高压线路,英国国家电网加强了资源丰富区和负荷中心区的接连,因为输电代输煤的能源运输方式节约了输煤成本,解决了畅通压力,在提升负荷中心区供电能力的同时,啊减少了伦敦大电厂和下物的数量。1970年代,英国西电东送的范围达到了600万千伏安。

  低碳化浪潮中艰难前行

  上世纪70年代末,英国经济发展失速,电力需求增长日趋减缓。并且,英国发、放、卖市场里涌入了德国意昂、莱茵集团,法国电力公司等国际巨头。发电企业从盈利角度考虑,不愿提供更多的系统备用容量,英国电力系统备用裕度持续下降,英国国家电网公司系统调控和抵消的责任日益繁重。

  乘英国政府努力推动新能源发展,备用欲度不足的题材更加突出。2008年11月,英国颁布了《气候变化法案》,成为世界第一个为法律形式设定减排目标的国家。立即同减排目标意味着大量稳定的燃煤和燃油机组都将关闭,代表的是出力不稳定的可再生能源机组,英国国家电网备用容量不足的题材雪上加霜。

  所以,英国政府引入了能够鼓励长周期新能源投资的差价合同制度和为备用机组提供补偿的容量市场制度。作为新制度的实行平台,英国国家电网以保持供电安全、实现能源脱碳化以及电力用户负担成本最小为对象,提供有关容量市场和差价合同的分析,因为监测政策效应;针对有新能源机组的电企业,它是决定和交易可再生能源比例配额的阳台;针对出力稳定的风俗机组或发电企业,英国国家电网公司则用容量补贴使其甘为备用,因为尽量保障可再生能源全额上网。

  通过容量补贴进行发电侧管理,英国国家电网系统的短期备用问题取得了必然水平的解决。但是由于电源建设的周期普遍较长,这项政策并没及时反备用裕度严重不足的范围。从2014年起,英国国家电网公司开始尝试将随即同政策延伸到需求侧:邀请大用户在一件志愿活动,参与活动的商店可以取得一笔订金,但是他们要承诺在必要常常缩减其用电量。2015年11月上旬,由于风力发电量小于预期,在发电侧补贴潜力挖尽,网上发电厂尽量满发的情况下,英国国家电网首次启动了需要侧补贴的异常方式:通过被大用户资金补贴,促使其在山顶时关掉空调等不必要设备,因为保持系统平衡。

  移动上“合纵连横”的路

  新能源在带来系统平衡压力的同时,啊被英国国家电网带来了宝贵的进步机会。

  英国是海岛国家,风能资源丰富,那个风能资源约占全部欧洲的40%。相对于其他清洁能源,风电开发资金相对较低。所以,英国将努力提高风电作为其实现减排目标的重要手段。但是,风电的间歇性、波动性特点对并网电网系统备用和消纳能力的要求相对较高。在风电发展初期,英国单机容量3兆瓦以内、有风机50华左右的小型风电场居多。这些小型风电场的毕竟出口容量一般在20万千伏安以内,但是通过配电网络为用户输送,针对特别电网的影响和碰撞相对较小。乘政策刺激力度的加大,英国开始涌现出究竟出口容量在50万千伏安左右的大型风场,配电网络不再能够适应其并网需求,直接连接输电网络的风场逐年增多,针对系统的备用容量和可靠性提出了较高要求。

  由于对供应安全和效用的再考虑,2002年,英国国家电网公司和另外一家国有公共事业单位拉提斯合并,在电力供应的同时还运营天然气输配网络,少下能源公司的合并提升了英国的能源安全程度。并且,网络维护和客户服务业务的合并为节约了人工成本,提升了响应效率。

  对比陆上风电,海上风电场具有风速高、风力稳定、干扰少、发电量大等优势,建设规模不被土地制约。近来,英国离岸风电场越来越多,规模越好,2013年7月运营的伦敦阵列风力发电项目是目前世界最大的近海风力发电场,毕竟装机容量63万千伏安。异常快,这项纪录而以被约克近海的一个面为120万千伏安的近海风力发电场刷新。这些海上巨无霸的电能力不逊于其他传统电厂,但是并网工程投资量惊人,离岸风电机组之间、风场与陆地之间有传输里程长,容量大等特征,需要大量很直径海缆。啊保险电网的安定,需要投入建设大量大型变速器等基础设施。

  根据测算,前途20年里,海上风电并网所需投资达170亿英镑。英国国家电网公司已经谋求投资并直接管理这些并网工程,但是不取得认可。2009年后,英国引入第三在企业投资建设从海上风电场到英国国家电网陆上系统的并网工程。失去之东隅,收的桑榆,离岸风电的并网迅速提升了风电比重,如果高占比的风电需要电网有好的消纳能力。作为一个海岛国家,英国自身的电能消纳能力有限。

  在风电发展的过程中,英国国家电网获批建立从与法国、荷兰、北爱尔兰电网的接连,营业英法之间的海底电缆,连积极谋求与比利时、挪威、冰岛等近国家联网,以便在更大区域内消纳风电,实现与欧洲大陆的团结与互助。

  在和国外能源公司的竞争、合作中,英国国家电网公司为开始主动为远方出击,通过一系列并购行为,英国国家电网在美国东北部开辟了一个包含天然气和电力供应工作、超越1000万客户的能源市场,移动上了同条合纵连横与自己壮大的道路。

  推动技术更新和智能升级

  近来,英国大力提高智慧城市,智能电网是那个中心技术有。2014年,英国太阳能发电近500万千伏安。太阳能发电等分布式电源的交接、机动汽车充电、智能化家庭能源管理都需要电网和需求侧具有更好的交互性。

  所以,英国国家电网公司制订了明显的智能电网发展对象,以期实现高可靠性和高质量的电能供应,巧接入低碳或无碳发电设施,使用需求侧管理技术鼓励用户减少能源耗费和碳排放,被电力系统运行实现碳排放和资本最优,增强全体电网的可视性和交互性。在当时同目标的带领下,英国国家电网积极进行智能电网技术的研究、付出和试点,进行配网和主网的传导试验,付出能将智能电表、合并高速通信、配电自动化和家庭能源管理结合在共同的需要侧方案,提升了配用电网络的潮流、信息流交互性,很好地融入了英国的智慧城市战略,啊拉用户提高了能效。

  英国国家电网公司还积极借助外脑与外力,提高智能电网技术。英国国家电网公司先后同曼彻斯特大学协作建设高压研究中心和电力系统研究中心,进行降低能源耗费、但是再生能源开发、储能和卫生能源等系列研究;和福特汽车公司等机构合作进行综合性研究和示范合作项目,实现电动汽车和智能电网技术的配合集合。在低碳化与备用容量不足矛盾比较尖锐的情况下,英国国家电网公司在网内分布式能源智能管理、流量平衡控制、智能保护等方面的技术为比较成熟与领先。

  和时俱进,方能制胜

  在现在雾霾问题没有解决的实际条件下,英国治理雾霾的经历对于我国有很好的借鉴意义。如果英国国家电网公司正是看霾的执行者之一,电压等级的上升、西电东送的布局、助力新能源发展、推动绿色科技和智能化技术升级……立即一切还是绿色低碳发展的必经的路。

  对于英国国家电网而言,低碳发展的每一步都是伟大的挑战,需要对广大尖锐的矛盾,还要平衡各方因素,不断翻新,不论机制上还是技术达到。更新的能力为英国国家电网公司大地助力英国政府治霾、提高新能源。

  现在,世界能源发展正面临着新的变化,同集以低碳化和智能化为特征的进步正在到。电网正经历着从国内互联到国际互联、从另一方面变为双向,从输送电流到电流、信息流共同输送的同集革命。英国国家电网公司积极发展智能电网、推动电网互联,成为欧洲绿色能源转型中的先锋者。异常范围电网互联是英国在间歇性特点明显的只是再生能源大量上系统后,解决备用容量不足和消纳问题的根本选择。

  并且,乘太阳能发电成本的下降,尤其多的人们以既是用电者,啊是供电者。在为家庭为单元的小型电网中,和建造一体的太阳能将成为人们生活中的基础能源,如果由大电厂支持的非常电网将成为家庭的备用网络,电流、信息流和资金流将在分布式的电主体和电网内频繁流动。如果家庭能源管理的互相需求,机动汽车发展对宽频电压、电流的需要,还需要电网和信息技术的深度融合。智能电网本身,啊发生节约降耗的效用,依照测算,如果欧洲1.83亿用户全部连智能电网,可以降低18吉瓦、大概占总数12%的电力消耗。

  欧洲是世界上提高智能电网最早的地方,在住房太阳能光伏发电装置、家用燃气热电联产装置等分布式微型发电装置集成方面最早取得突破。目前,英国的智能电网项目已取得社会的广泛呼应,人人通过智能化设置,实现部分电气设备的错峰用电,使用电行为和可再生能源发电实现共同,在解决系统容量和消纳问题的同时,推动了社会整体的节约减排。在绿色转型的步步推进中,社会发展出现了新的面貌。根据欧盟2050年能源路线图,那个碳排放量要比1990年下降80%~95%,但是再生能源比例还以发生更大比例的上升。到时,欧洲的消纳能力而以受到考验。但是新的挑战是激励企业提高的最契机,刚巧如英国国家电网公司首席执行官霍利迪所出口:“我们正处于这个产业的革命要,立即是最使我们兴奋的工作。”

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