未來電力網可能成為跨越整個地球、連接世界上大部分大型發(fā)電廠的電網
全球綠色超級電網將各地區(qū)電力系統(tǒng)連接成為一個跨越全球的電力輸送系統(tǒng)
具體情況:
蘇黎世聯(lián)邦理工學院和比利時烈日大學的教授于2013年年初發(fā)表文章,提出將風電場和太陽能發(fā)電站作為負荷中心遠距離供應綠色環(huán)保的電力,以解決全球風電、太陽能發(fā)電并網,并向遙遠電力用戶輸電的構想。此構想認為,未來電力網可能成為跨越整個地球、連接世界上大部分大型發(fā)電廠的電網:這就是“全球綠色超級電網”。全球綠色超級電網背后的主要驅動力將是采集偏遠地區(qū)可再生能源,其關鍵基礎設施要素為大容量長途輸電線路。
全球綠色超級電網電力供應依賴于可再生能源,環(huán)境意識及不斷增加的電能消耗將促進更多的投資投向偏遠地區(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)電廠提供了巨大機遇。偏遠地區(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目的地區(qū)的可再生能源發(fā)電廠,或技術尚不成熟的可再生能源發(fā)電廠。有了全球綠色超級電網,連接這些偏遠地區(qū)與終端消費者將具有可行性。
為實現(xiàn)全球綠色超級電網,該研究提出,應修建超級電網作為輸電網架,新建電網會將所有區(qū)域電力系統(tǒng)合為一體。構成這個大型網絡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)電網之間的干擾防火墻,以實現(xiàn)與非同步區(qū)域電網連接。不過,在陸地和同步系統(tǒng)內——或希望同步的系統(tǒng)內——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。
研究人員認為,在尋求綠色電力的同時將開發(fā)新的站點,甚至會進一步從負荷中心和當前電網中進行開拓??稍偕茉窗l(fā)電廠與不同洲內的兩個電力系統(tǒng)的距離相等,這點將會逐步得到滿足。據(jù)此,研究人員擬在格陵蘭海岸建立一座海上風場,將其作為全球綠色超級電網規(guī)劃的第一步。之所以選擇格陵蘭是因為其可再生能源潛力較大,位置靠近冰島,且與歐洲和北美的距離相等。還應注意的是,該路線沿線所有互聯(lián)段的長度或水深與目前已有的項目不相上下,具有極大可行性。那里的平均風速可達30公里/小時以上,而且海水也并不太深,是建設大型風電場的理想場所。此外,他們假定海上風場的發(fā)電能力是300萬千瓦。電能經由冰島和法羅群島輸送至英國,再到歐洲大陸,進而由英國北部—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、特高壓技術等技術的發(fā)展,建立全球綠色超級電網以及相應的發(fā)電站在技術上是可行的。同時,研究人員測算后認為此項目是高投資高回報。
全球綠色超級電網可利用洲際的時差來平衡電力供需,在歐洲夜幕降臨其用電量下降時,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)可達到100%。全球綠色超級電網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而言,研究結果均表明通過互聯(lián)電網,調度常規(guī)發(fā)電廠的必要性可降低兩到八倍。全球綠色超級電網的高壓直流輸電線路有可能通過吸收富裕電力(即低價)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,互聯(lián)線路可在高需求時供應短缺的電力,或將富裕電力輸送到能夠吸收的地方,這樣可盡量減少電力波動,消費者也可從中獲益,享受到相對恒定且平均而言較低的電價。在提高全球綠色超級電網的安全性方面,研究者認為除了技術因素還存在著政治和經濟相關因素的影響。
全球綠色超級電網將各地區(qū)電力系統(tǒng)連接成為一個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),全球綠色超級電網將成為把“綠色”電能傳輸至各負荷中心的骨干。




