特高壓配套“風光火”打捆外送是大趨勢

幾乎是一夜之間，“新基建”的概念迅速流行。

事實上，2018年12月的中央經濟工作會議就明確提出了“要發揮投資關鍵作用，加大制造業技術改造和設備更新，加快5G商用步伐，加強人工智能、工業互聯網、物聯網等新型基礎設施建設”。但近期新冠病毒肺炎疫情導致經濟下行，亟待新動能助力經濟回溫，新基建由此成為投資圈熱度最高的個股。

作為電力系統的重要組成部分，從電網發展的角度看，數字化、智能化的信息技術與電網創新融和發展，將為電力行業賦予新的發展內涵。此番被高調納入新基建的特高壓，在已取得數十年發展成就的當下，如何進一步提高投資效率、帶動經濟發展；配網結構如何主動適應社會經濟結構變化，都是新基建后續建設中值得期待的亮點。

新基建帶來的新契機

隨著我國電力的快速發展和持續轉型升級，大電網不斷延伸，電壓等級不斷提高，大容量高參數發電機組不斷增多，新能源發電大規模集中并網，電力系統形態及運行特性日趨復雜，特別是信息技術等新技術應用帶來的非傳統隱患增多，對系統的支撐能力、轉移能力、調節能力提出了更高要求，給電力系統安全穩定運行帶來了嚴峻考驗。

近年來，多項特高壓交直流輸變電工程的相繼建成投產，標志著我國電網建設已經處于國際領先水平，然而，我國電力系統及電網發展還面臨著諸多挑戰。有業內人士指出，目前，我國電力系統平衡主要面臨兩大挑戰：一是隨著居民生活水平的提高，居民生活用電占比逐步增加，而不同于工業用電相對穩定的負荷水平，居民用電的時段特征顯著，峰谷差總體呈擴大趨勢；二是目前的電源結構，已經由過去以水電、火電、核電為主的電源結構，逐步擴大了新能源的發電裝機占比。但由于新能源發電技術特性所決定，需要有調節性電源來平衡新能源出力的波動。所以從整個電力系統供需兩側來看都在逐步變“輕”，對系統調節能力的要求也比過去高很多。

“如果還是延續過去的發展思維，我們要付出很大的代價去平衡，從電力系統的整體效率來說是不經濟的。在這種形勢下，‘新基建’的提出，為能源電力系統的轉型發展提供了一個很好的契機。通過新技術的應用，帶動整個系統效率和效益的提升，對負荷特性的優化調整、新能源高效消納，以及電力系統的高質量發展來說意義重大?！痹摌I內人士表示。

能源電力行業本身是一個技術密集型、資金密集型的長鏈條行業。從短期來看，“新基建”的提出，可以促進整個電力行業的上下游產業鏈快速恢復，發揮產業鏈條穩增長、保經濟、穩就業的作用；從長期來看，我國目前正處于供給側結構性改革和經濟新舊動能轉換發展的關鍵階段，新基建可以創造更多新業態、新需求，激發新動能。同時，構建清潔低碳安全高效的電力系統，是我國能源轉型的長期目標。新基建對電力行業高質量發展提出了更明確的實施路線。

記者在采訪中獲悉，與舊基建相比，新基建的特點在于支持科技創新、智能制造的相關基礎設施建設，以及針對舊基建進行的補短板工程。當下，新基建勢頭正酣，為能源電力行業構建清潔低碳、安全高效的現代能源體系提供了有力的實施路徑，成為產業加速轉型升級、提質增效的助推器。

“新基建其實更多的是一種對科技前沿領域和方向的引領，以及面向數字化、信息化和智能化的總體趨勢。傳統的能源基礎設施，要適應未來的發展趨勢，必須要作出變革，并且是在數字化、智能化和信息化的趨勢下來推動變革。面向未來，如果能夠把新基建里的技術應用到電網領域，對電網的高質量發展將是一個重要的技術支撐?！痹摌I內人士表示。

千億投資下的特高壓或成新基建亮點

作為發力于科技端的基礎設施建設，特高壓位列新基建七大領域之一。憑借其產業鏈長、科技含量高、帶動力強、經濟社會效益顯著等優勢，特高壓再度成為經濟社會發展和產業提質振興的主攻方向。

特高壓是目前世界上最先進的輸電技術，特高壓的大力發展，在很大程度上提高了我國電網的輸送能力。據悉，在國家電網經營區域，截至2019年底，特高壓變電（換流）容量達4.15億千伏安，同比增長14.96%；特高壓跨省跨區域輸電通道設計容量達2.1億千瓦，2019年跨省跨區域輸送電量同比增長20.11%。

特高壓技術的持續突破改變了我國在電氣設備制造領域長期從發達國家“引進技術、消化吸收”的發展模式，實現了“中國創造”和“中國引領”。而特高壓工程推動的換流閥、電力電子、新材料等高端裝備制造業發展，正代表了國家產業轉換升級的趨勢?！澳壳?，我們已經掌握了特高壓建設的自主產權核心技術，包括成套設備和制造，在世界上都是領先的?！痹摌I內人士說，“特高壓本身的高技術含量，正好契合新基建以技術引領、技術創新和技術進步的核心內涵?！?/p>

記者了解到，目前，國家電網公司覆蓋范圍內的8項特高壓工程已全面開復工，建設總規模高達713億元，并且新開了陜北—武漢±800千伏特高壓直流工程等總投資265億元的新工程。從以往的基建投資來看，電網一直是拉動基建穩增長的主力軍。而此次國家大力投資新基建，特高壓也有望成為其中的亮點。根據國家電網公司測算，“十三五”期間，包括特高壓工程在內的電網工程規劃總投資高達2.38萬億元，帶動電源投資3萬億元，年均拉動GDP增長超0.8個百分點。

從宏觀層面來看，特高壓工程投資規模大，增加就業崗位多，在穩增長與惠民生中發揮了重要作用。記者在采訪中獲悉，青?！幽稀?00千伏特高壓直流輸電工程配套電源超過2300萬千瓦，將增加輸變電裝備制造業產值約148億元，直接拉動電源等相關產業投資超過2000億元，增加7000多個就業崗位。陜北—湖北±800千伏特高壓直流工程是今年國家電網公司首個新開工的特高壓工程，其總投資金額185億元，預計可直接帶動設備產業規模120億元以上，帶動電源等相關產業投資超過700億元，增加就業崗位超過4000個。

從上下游產業鏈來看，特高壓產業鏈包括線纜、變壓設備、高壓開關、電源材料，機械等相關產業，帶動能力極強。特高壓關鍵技術除了特高壓電氣開關設備、換流閥、電力電子、新材料等裝備制造之外，依托5G信息技術可以推動物聯網、芯片、軟件及人工智能等高新技術的發展，符合我國當前的產業轉換與升級。而且特高壓項目的造價很高，由此還可以拉動裝備制造、技術服務、建設安裝等多領域的業績增長。據悉，隨著國家電網公司特高壓工程的開復工，為其供應主設備的骨干設備企業制造企業等也紛紛復工。

特高壓工程促進經濟社會發展不止于建設時期，特高壓的中長期效益明顯，體現在其資源綜合優化配置能力，是高質量發展的典范，也為經濟社會高質量發展提供了支撐。

正確看待特高壓輸電效率不及預期的現象

十年來，特高壓串珠成線、連線成網，逐步形成“西電東送、北電南供、水火互濟、風光互補”的能源互聯網新格局。特高壓工程建成后，對國家建立綠色低碳能源供應體系，實現全國范圍資源優化配置，保證能源供應安全，促進節能減排、改善經濟發達地區空氣質量、加快少數民族地區經濟社會又好又快發展，保持邊疆穩定、民族和睦、實現全面小康具有重要意義。

據該業內人士介紹，在輸變電項目規劃時，均會進行相關電力電量平衡的考慮，例如送端能輸送多少電量，受端的市場空間有多大。特高壓項目本身從前期，包括規劃設計、施工、投運，時間跨度非常大，一般要經歷五年左右的時間。在整個較長的時間周期內，因為社會經濟發展的一些因素，對于特高壓來講，其外部先決條件相對于可研時已經發生了一些變化。特別是近幾年，我國經濟發展進入了新常態，對能源電力的需求也發生了相應的變化，從總量到結構到布局，整體上都發生了改變。

記者在采訪中獲悉，目前已經建成的特高壓輸電線路利用率并不理想。2017年6月23日，我國首條大規模輸送新能源的特高壓工程甘肅酒泉—湖南±800千伏特高壓直流輸電工程帶電投產。該線路投資262億元，全長2383千米，送電負荷800萬千瓦，設計年送電量400億千瓦時。該工程的配套電源規模高達1580萬千瓦，其中風電700萬千瓦、光伏發電280萬千瓦，同時需要600萬千瓦的燃煤火電配套才能運行，由于火電建設受國家政策影響，前10個月僅輸電96.2億千瓦，僅為設計輸電量的24%。

業內人士認為，由于火電、風電等電源的發展與電網發展在時間上的不同步不協調，導致電網安全穩定送出的先決條件未得到滿足，這是影響特高壓輸送能力的主要原因。其次，新能源與火電的打捆外送，需要充分考慮送端的送出能力和受端的承受能力，“跨省跨區輸電要更多承載清潔能源遠距離輸送，送端需提高主網架電力匯集、輸送和支撐能力，受端需統籌考慮區域內電力供需特點和省間互濟能力，擴大輸電通道參與電力平衡范圍?！痹摌I內人士表示。同時，他指出，技術、管理、經濟方面的因素也對特高壓輸送能力產生一定的影響?！皩е履壳疤馗邏狠旊娋€路利用率與設計可研的預期存在偏差，這是一個比較綜合的因素共同作用的結果?！?/p>

此外，導致特高壓不能滿功率運行的原因，與我國電力市場機制、跨區電力交易，以及用電需求起伏等因素有關，但是最重要的原因還是特高壓的相關配套電源的建設規模沒有達到特高壓輸送能力的要求。由于電力系統的發、輸、變、配、用等環節均需要實時平衡，除抽水蓄能外，目前電力還難以大規模儲存。而且電網和電源要配套，才能保證輸電通道高效運行。因此，特高壓項目沒有滿負荷運行只是我國現階段經濟社會發展不平衡的一個表象，并不影響特高壓電網建設的實際需求和前景。

近日，國家能源局印發《關于陜西陜北煤電基地陜北至湖北輸電通道電源建設規劃有關事項的復函》，同意陜北—湖北±800千伏特高壓直流工程正式開工，并安排配套了5個煤電項目?！稄秃分赋?，該項目擬規劃配套的796萬千瓦煤電項目要充分發揮調峰能力，為風、光等新能源外送提供必要支持，保障新能源消納能力。

目前，多條“風光火”捆綁送電的特高壓示范項目相繼并網，均不同程度配套了大容量煤電項目作為調峰電源。記者在采訪中了解到，“風光火”打捆，比單純送風電或者光伏出力更平滑、更可控，搭配煤電、配合儲能，與特高壓線路配套，才能在一定程度上提高經濟性。該業內人士指出，風電和火電按一定的比例來共同送出，這其中有經濟性的原因，更多的還是出于調度安全運行的考慮。

“為配合可再生能源外送而建設的特高壓需要配套大量火電才能運行，是否會因此借機新上馬一批煤電項目”的擔憂，一度隨著特高壓被列入新基建范疇而引起業內的廣泛熱議。

對此，該業內人士認為，在整個電力系統中，煤電有著舉足輕重的作用。目前，煤電的定位是實現清潔高效利用和低碳化發展，煤電發展唯一存在的一個問題就是低碳化?！鞍ㄏ裉馗邏哼@些電力外送通道是國家實施能源轉型的重要抓手，風光火打捆外送，是希望送出電源具有相對穩定性，否則會涉及到安全的問題。電力設備，特別是直流設備，很難去承受這種大范圍的功率波動，所以，不足的部分需要配套一些煤電來進行補足?！痹摌I內人士告訴記者。

事實上，從我國能源結構和能源轉型戰略實施來看，是否新增煤電，與是否新建特高壓并無實質性關聯。能源轉型更多的是要促進清潔能源的利用，如何解決風電、光伏等清潔能源的不確定性問題，如何去保持瞬時平衡，需要整個電力系統有一定的靈活性的資源去滿足、去平衡。

“目前，在系統調節中發揮作用較大的是靈活性改造后的火電，通過靈活性改造來進行深度調峰。水電和氣電也具有很好的調峰作用，并且響應時間也很快，但是由于總量規模有限，所以具有調節作用的煤電機組，發揮了壓艙石的作用?！痹摌I內人士表示，“從電力系統的源網荷儲整個鏈條來講，需要共同協作來解決調峰能力不足和風光的不確定性問題。所以建設以提供調節能力為主的特高壓配套電源，是對整個系統運行、經濟性的一個綜合考慮?！?/p>

配電網建設需要適應我國發展戰略的調整

相比于近十年特高壓的飛速發展，配電網成為了我國電網建設中較為薄弱的環節。一方面，我國配電網發展相對滯后，且存在區域間發展不平衡的問題。盡管近幾年我國配電網投資力度不斷加大，但由于起步晚，配電網尤其是中壓配電網發展仍然滯后，城市與農村、東部與中西部電網發展不平衡問題依然突出，供電可靠性與國際先進水平仍有較大差距。另一方面，我國部分地區配電網仍然存在結構薄弱、自動化水平相對較低的問題，信息化手段相對落后。

該業內人士告訴記者，“十四五”期間，配電網建設將會是電網投資的重點?！芭潆娋W建設更多的是考慮如何適應目前我國經濟發展的大戰略調整?！痹摌I內人士表示，“例如國家產業結構的調整，東西部地區經濟的‘騰籠換鳥’，配電網的結構和布局將如何來配合？在新型城鎮化過程中，如何解決人員輸出和輸入地的配網規劃？再比如配網如何配合區域經濟的發展，如京津冀一體化發展、長三角經濟帶、大灣區建設等，配網如何去滿足這種地域性特色的差異對于能源電力的需求？”

同時，該業內人士指出，從技術層面來講，未來幾年配網的建設將更關注如何解決分布式電源并網的問題，如何滿足用戶參與到電網互動、參與到電網調節的可能性，這些都是目前配網建設的重點。

在新基建發展的熱潮下，未來，應用新理念新技術發展配電網將是配電網發展的重點方向。不難預見，未來配電網中將存在大量分布式可再生能源、多維的隨機系統、海量多元的大數據及動態多時空差異的源與荷。大量新技術、新模式、新業態的出現使配電系統呈現跨學科、跨行業、跨專業的技術融合發展態勢。在技術手段上，將使用新理念、新思維和新技術來建設和發展配電網。在這個過程中，信息化、大數據、云計算、人工智能、區塊鏈等技術不可或缺。

一是開展不同場景下源網荷儲及感知數據接入需求預測。主要包括各發展階段目標要求分析及典型應用場景劃分、典型場景下“源—荷—儲”接入需求及預測方法、典型場景下內外部信息數據的接入需求及預測方法等內容。

二是研究“兩網”融合需求下電力設施的優化布局。如典型場景差異化“兩網”融合發展策略、現有配電網規劃布局方法對“兩網”融合發展的適應性分析、適應不同典型區域差異化融合發展需求的協同規劃布局。

三是研究智能配電系統多層級接入優化規劃技術。這當中主要包含智能配電系統靈活資源風險承載力評估與接入優化策略、面向泛在物聯網的智能配電系統信息接入優化策略和智能配電系統多層級“兩網”協同優化規劃技術等內容。

四是考慮各電壓等級的配電網設備選型、配置方法及典型供用電模式。主要包括現有配電及信息設備對于“兩網”融合發展的適應性、適應“兩網”融合發展的資源綜合共享利用技術、適應“兩網”融合發展的典型供用電模式等。

新基建的時代已開啟，工業互聯網的時代已到來，電力行業已經迎來了數字化變革的新藍海，更靈活、更高效、更具競爭力的電網形態將是未來發展的必然趨勢。數字轉型、智能升級、融和創新，也將成為解鎖能源電力行業轉型升級的密碼。