新能源背景下的电网思考

在大力发展新能源背景下，我们必须积极设想新的电网格局和构建思路，不能再以过往的历史经验来作为判据。

最近媒体上又有很多人开始讨论特高压项目，但是很多人尤其是一些非专业人士在质疑特高压的时候，都会提到分布式新能源，似乎特高压和分布式是死敌，发展了特高压，分布式就没戏了。

这实际是一种误解，甚至在很多电力系统专业人士的认知里，也存在不少模糊的地方。其实，特高压与分布式能源建设如果都放在电网建设这个整体框架下，都是宏观同步、互相促进的手段之一，它们之间既没有水火不容的敌对，也不该有先来后到的亲疏。

分布式的“倒灌”

如果我们深入分析，一定会首先问，什么是分布式?很多人认为分布式就是分散在用户侧的电源，所以认为负荷端如果都能自发自用了，那就不需要远距离大功率输电了，也就不需要特高压了。

有着这样认识的人大多来自新能源领域。实际上，分布式电源的定义非常简单，就是接入在配电网的电源可以视作是分布式电源，与此相对应的就是传统意义上的顺着发输配送这条生产链接入电网的集中式电厂。

那么分布式电源接入电网，究竟有什么样的影响呢?最大的问题，就是因为分布式大量接入，待超过一定比例后，即一定会“倒灌”到输电网层面，如果没有大的储能设备或者可直接利用的抽水蓄能电站，那么这种倒灌产生的盈余就必然只能通过输电线路在区域电网间流动，甚至有可能通过跨国电网卖到国外去。

忽略掉这种倒灌逆潮流对电力设备的物理影响，再假设可再生能源电站不能提供足量无功和短路电流的缺点不远的将来总会解决，那么这种逆潮流对电网最直接也最深刻的影响应该就是由此引发的输电网架内的大规模功率流动了。

之所以会这样，是因为新能源发展最大的问题是不稳定，如果为了真正做到自给自足，需要针对该地区负荷强度，调高安装容量配比，比如风力一般为1比4，光伏要到1比7甚至更高，这样才能在风不那么大、光不那么强的时候依然能满足该地区的电力供应。但如此设计的整体电网一旦遇到自然条件充足或者异常超出时，多余配置的发电容量就会源源不断地生产多余电力，这就需要输电网层面把这些电力从一个地区输送到另一个地区，甚至从一个国家输送到另一个国家，通过“洲际电网”来实现全球风力和光照资源的最佳调控，也许这听上去天方夜谭，但谁又会否认这不是未来的可能?

电网先行已成德国共识

新能源发展带给电网最大的冲击就是必须对电网规划作足够的冗余量设计，以冗余和流动来对付不稳定。这种观念上的转变在任何一个国家都是惊人的，以德国为例，2013年德国整体可再生能源在发电中所占的比例已超过25%，这与10年前制定的2020年达到35%的目标只有一步之遥。德国的能源转型计划与可再生能源发展计划已令世人瞩目，其雄心勃勃的远景目标也被越来越多的人乐见其成——2050年可再生能源要占到电力生产的80%，在总能源消耗中要占到60%。届时，德国将有超过500万部的电动汽车在行驶，智能环保建筑将使得建筑供暖能耗下降一半，而海上风电装机也将达到2500万千瓦。

对于这个8000多万人口，东西南北拓展不过近千公里的国家来说，在这个计划里已经实现的和将要实现的，其实并不简单。德国在能源转型道路上也走了很多弯路，其中一条最重要的，就是在新能源发展之初，对跨区电网输送走廊建设的忽视与迟滞。

人们都还记得2012年年底，德国能源界最震撼的新闻是，德国总理默克尔和副总理罗斯勒前所未有的先后为两根连接东部到西部和南部的高压输电线路建成剪彩，这算是对迟到的电网扩建计划的补偿。其中一条连接柏林和汉堡的高压线路，7年来一直因为居民的反对就只剩下某处的大约1公里尚未修建，终于在政府的大力推动下赶在当年年底前完成。如果不是因为能源转型，不是因为随着可再生能源并网发电比例的增加引发的电网瓶颈，引起了社会各界的重视，这条高压输电线也许还要再等上个几年才能突破这最后的几百米。

可再生能源的这个特点和对电网的影响只有在比例上升到一定程度之后才会被人们发现，而这恰恰是中国在大力提高新能源装机容量之前必须吸取的教训。德国的很多政客近来也在各种场合承认了政策上的一些失误，比如对可再生能源的发展想得过于简单了，对能源尤其是电网运营的专业性研究不够。这主要是来自于新能源发展商不遗余力地在媒体上抨击电网公司，给公众一种错误的印象，即电网公司是新能源并网的阻挠者。殊不知在风光能预测不够精准，电源配置不够恰当，电网线路容量不够足量的情况下，在每一个大风和强光的日子里，德国的电网调度部门像绷紧的弦，他们紧张地祈求上帝，莫要哪里蹦出个故障。

如今，电网先行已经成为德国举国上下的共识，不仅仅是电网本身的建设，更要预先从电网架构设计、电网调度理念、并网技术标准这三方面进行完善的思考和布局，然后再从细节上去推进新能源发展。