大規(guī)模海上風電送出是一個系統(tǒng)性問題,不僅依靠電力交易市場化機制,更重要是配套適應(yīng)性的輸電網(wǎng)絡(luò),使規(guī)劃、投資、接入、傳輸、交易各環(huán)節(jié)聯(lián)通互動。
(來源:微信公眾號“歐洲海上風電”ID:EU_offshore )
阻礙英國實現(xiàn)2030年海上風電目標的7個問題
在英國,自首相鮑里斯·約翰遜承諾“到2030年將海上風電裝機容量提升至40GW”的目標后,幾家風電開發(fā)商與地方議員對現(xiàn)有英國輸電系統(tǒng)應(yīng)對能力表示擔憂,稱其“綠色工業(yè)革命”計劃脫離現(xiàn)實,一切都不樂觀!
他們從能源政策、監(jiān)管漏洞,到天然氣和電網(wǎng)應(yīng)對等細節(jié),提出了一系列懸而未決的問題,總結(jié)如下:
英國政府仍未發(fā)布期待已久的《能源白皮書》,未在更實質(zhì)性的能源政策和立法意圖聲明中概述了優(yōu)先事項的細節(jié);
將氫氣引入燃氣網(wǎng)絡(luò)、將氣網(wǎng)與電網(wǎng)結(jié)合、如何協(xié)同發(fā)展,是關(guān)注的焦點也是實現(xiàn)的難點;
鑒于目前電網(wǎng)現(xiàn)狀,英格蘭、威爾士與蘇格蘭的電網(wǎng)需要進行極為復(fù)雜的數(shù)字化升級;
目前的海上輸電網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)支撐不了大規(guī)模海上風電的傳輸,需要電網(wǎng)規(guī)劃和體系的改革;
需要采取更具戰(zhàn)略性和協(xié)調(diào)性的方法,重新規(guī)劃、設(shè)計和交付輸配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);
最遲在2023年之前建立新的離岸監(jiān)管制度,且與所需的在岸投資進行協(xié)調(diào),允許對陸上電網(wǎng)進行“預(yù)期投資”,與規(guī)劃建設(shè)的海上風電場和電纜登陸位置;
海上風電基礎(chǔ)設(shè)施集群中心,如東英吉利亞的諾福克郡,應(yīng)高度關(guān)注其并網(wǎng)電能質(zhì)量,發(fā)展多種方案以減小對國家電網(wǎng)的危險,避免類似2019年倫敦大停電的破壞性案例。
輸電網(wǎng)絡(luò)是核心,是關(guān)鍵
眾多問題的核心仍是離岸電力網(wǎng)絡(luò),包括海上升壓站、換流站、海纜傳輸和能源島等。
歐洲海上風電經(jīng)過30年的發(fā)展,在北海區(qū)域已形成了多個集群離岸電力網(wǎng)絡(luò),“點對點”連接陸上環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)。而陸上電網(wǎng)系統(tǒng)是高壓輸送線路和設(shè)備不足、網(wǎng)絡(luò)運營商多樣化的輸電網(wǎng)絡(luò),未來十年能否承受大規(guī)模并網(wǎng)的能源,是個系統(tǒng)性難題。
RWE、Iberdrola兩家海上風電投資企業(yè)曾對過時的行業(yè)法規(guī)表示不安,輸電網(wǎng)可能成為阻礙英國快速發(fā)展海上風電的最大投資風險。
解決如何將40GW的海上風電引入現(xiàn)有未能匹配的電網(wǎng)系統(tǒng),正考驗著當局和監(jiān)管者。
多方案齊頭并進
英國能源部長Kwasi Kwarteng親自帶隊開展了海上輸電系統(tǒng)的研究,表明了鮑里斯政府對離岸電力一體化環(huán)網(wǎng)的支持和重視。
該研究內(nèi)容包括當前的點對點連接規(guī)劃、海上輸電設(shè)施OFTO制度、現(xiàn)有海上輸電制度中需要變更的法規(guī)、能夠支持共享連接的全新HVDC方案、與周邊國家實現(xiàn)更多功能的電力市場互聯(lián),最終在年底前提出處理海上輸電問題的新方法。
其中,最受人關(guān)注的是支持共享連接的全新HVDC方案。
英國最大的電力系統(tǒng)運營商National Grid ESO的一份研究表明,到2050年,通過使用共享的輸電基礎(chǔ)設(shè)施將海上風電場連接到英國陸上電網(wǎng),可以節(jié)省約60億英鎊。
這種共享接入方案通過建立集中式的大型海上換流平臺,同時連接多個風電場,使用HVDC系統(tǒng)將電力傳輸?shù)桨渡?,可減少50%基礎(chǔ)設(shè)施投入。這種海上風電共享接入方案在國際上比較少見,英國仍需投入資金進行開發(fā)。
而對于風電開發(fā)商,其投資的關(guān)鍵因素則是到2023年能否建立新的輸電網(wǎng)規(guī)劃制度,這將影響未來投產(chǎn)項目的規(guī)劃批準。
借海上風電之東風,HVDC或迎來黃金時代
為解決陸上高壓直流輸電的困局,SSE、ScottishPower和NationalGrid UK于去年底達成”蘇電英送”計劃,規(guī)劃了一條HVDC海底輸電線路??偼顿Y高達數(shù)十億英鎊,起點位于蘇格蘭的Peterhead和Torness,終點在英格蘭東北部的Selby和HawthornPoint。輸送容量4GW,最遠輸送距離達到440km。
目前英國國家電網(wǎng)系統(tǒng)包含約7200公里的架空線、1400公里的地下電纜和約330個變電站。在英格蘭和威爾士有高壓輸電系統(tǒng),系統(tǒng)電壓為275kV和400kV。擁有2000MW英法輸電系統(tǒng)、1000MW BritNed英荷輸電系統(tǒng)兩條典型HVDC線路。
高壓直流輸電HVDC(High Voltage Direct Current)即整流側(cè)將高壓的交流電變成高壓的直流電,通過高壓直流線路傳輸,逆變側(cè)將高壓的直流再變成高壓的交流電。
盡管HVDC有一些缺點,但在遠距離輸電時,成本上較交流方案有一定優(yōu)勢,還具備以下能力:
互連異步或以不同頻率運行的網(wǎng)絡(luò)的能力;
不受技術(shù)限制的長距離傳輸功率的能力;
在所有系統(tǒng)背景下控制HVDC連接上的潮流的能力;
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運營商的要求,具備雙向傳輸功率的能力;
在某些情況下,提高交流系統(tǒng)穩(wěn)定性的能力。
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