工業(yè)安全

電力工業(yè)發(fā)展在創(chuàng)新局面

ainet.cn   2009年07月24日

  當(dāng)全球經(jīng)濟深陷金融危機,經(jīng)濟形勢用“嚴(yán)峻”、“困難”來形容時,我國的電力工業(yè)也同樣面臨諸多挑戰(zhàn)。

  但塞翁失馬,焉知非福?如何緊緊抓住此次國際金融海嘯的影響,國內(nèi)經(jīng)濟增速放緩的時機,加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,加大結(jié)構(gòu)調(diào)整力度,成為我國轉(zhuǎn)危為安、綠色發(fā)展的重要突破口。然而我國電力工業(yè)的潛力在哪里?究竟如何在此次逆境中成功轉(zhuǎn)型?帶著這樣的疑問,記者采訪了中國科協(xié)副主席、中國電機工程學(xué)會理事長陸延昌,試解我國電力工業(yè)現(xiàn)狀的來路與歸途。

  記者:作為中國經(jīng)濟重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),近年來我國電力工業(yè)實現(xiàn)了突破式的發(fā)展。盡管時下金融危機尚在蔓延,但我國電力工業(yè)的發(fā)展并未止步,甚至是依托特高壓等一批大型工程的建設(shè)實現(xiàn)了更為快速的發(fā)展。

  陸延昌:的確如此,近年來,我國電力工業(yè)進入了新一輪的快速發(fā)展期,到2008年末,全國發(fā)電裝機容量超過了7.9億千瓦;當(dāng)年新增近億千瓦,發(fā)電量超過3.4萬億千瓦時;220千伏及以上的輸電線路長度達到36.5萬公里,變電容量超過13.9億千伏安;我國電網(wǎng)已基本實現(xiàn)了以500千伏交流和±500千伏直流為骨干輸電網(wǎng)架的全國聯(lián)網(wǎng)。

  同時,在很多技術(shù)領(lǐng)域我國也已進入國際先進行列,部分領(lǐng)域走在世界的前列。具體而言,西北電網(wǎng)750千伏的示范工程經(jīng)過實際運行的考驗,證明一二次系統(tǒng)和設(shè)備運行安全可靠,性能良好;1000千伏交流輸變電試驗示范工程已投入商業(yè)運行,四個多月來,運行安全平穩(wěn)。云南—廣東、金沙江上游—上海的±800千伏特高壓直流輸電工程正在順利建設(shè),它們所采用的很多技術(shù)都是引領(lǐng)國際電力發(fā)展方向的新技術(shù);葛南直流控制保護系統(tǒng)自主創(chuàng)新改造獲得成功;柔性交流輸電技術(shù)的應(yīng)用也日益廣泛。

  在發(fā)電領(lǐng)域,一級再熱超超臨界發(fā)電技術(shù)、大容量循環(huán)流化床技術(shù)、大型直冷和間冷型空冷機組都已批量生產(chǎn);二氧化碳捕獲和封存技術(shù)的工業(yè)性試驗取得了突破性進展并正在積極推廣應(yīng)用;高效燃機技術(shù)已引進并逐步擴大應(yīng)用;自主研發(fā)了70萬千瓦全空冷水輪發(fā)電機;先進的三代核電技術(shù)順利引進;風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源發(fā)電技術(shù)也蓬勃發(fā)展。在此期間,科技進步和自主創(chuàng)新不斷為我國電力工業(yè)的發(fā)展注入新的活力和動力,并進一步推動了我國電力工業(yè)的持續(xù)、快速發(fā)展。

  記者:未來我國電力工業(yè)發(fā)展的方向?qū)⑹鞘裁矗?/FONT>

  陸延昌:綜合國際電力工業(yè)發(fā)展經(jīng)驗,未來我國的電力工業(yè)也將進入了一個以依靠科技創(chuàng)新,節(jié)約資源,保護環(huán)境,建立可持續(xù)性電力(能源)供應(yīng)為目標(biāo)的新的發(fā)展階段。

  所謂“可持續(xù)性電力(能源)供應(yīng)”就是能夠不斷得到各種形式,數(shù)量充足、價格便宜的能源,也可理解為能夠滿足當(dāng)代人的能源需求而不以犧牲后代對能源的需求為代價。這是能源安全的關(guān)鍵。

  記者:相信您所說的這種新的階段并非可以一蹴而就,依照我國電力工業(yè)目前的現(xiàn)狀,您認(rèn)為需要做哪些具體的工作實現(xiàn)這樣的目標(biāo)?

    陸延昌:我認(rèn)為,要實現(xiàn)這個目標(biāo),我國電力工業(yè)的發(fā)展有兩個重要的任務(wù),一是加快調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu);二是加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式。具體體現(xiàn)在技術(shù)方向上,可以從以下五個方面進行:

  第一,形成以大型清潔高效燃煤發(fā)電、大型水電、大型核電、多種形式的可再生能源發(fā)電和分布式電源構(gòu)成的多元化發(fā)電結(jié)構(gòu)。在此方面,應(yīng)優(yōu)先發(fā)展清潔火電、大力發(fā)展水電、加快發(fā)展核電并積極發(fā)展可再生能源發(fā)電。

  第二,形成以特/超高壓交直流輸電為骨干,區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián),各級電壓電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強智能電網(wǎng)。由于我國能源秉賦與電力負(fù)荷高度密集區(qū)成逆向分布的特征十分明顯,既要適應(yīng)能源資源和電力需求的特點,又要滿足環(huán)境承載能力有限的條件,實現(xiàn)在全國范圍內(nèi)優(yōu)化資源的利用,在此方面500千伏電網(wǎng)面臨著難以克服的困難。在可預(yù)見的時間內(nèi),發(fā)展特高壓輸電和建設(shè)特高壓電網(wǎng)成為最現(xiàn)實最可行也是最有利的選擇,和500千伏輸電相比,1000千伏輸電距離是其4倍,輸電功率是其4~5倍,還可以有效節(jié)約線路走廊占地和降低輸電損耗。

  同時,建設(shè)中的電網(wǎng),不僅應(yīng)當(dāng)有堅強的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),而且應(yīng)當(dāng)具有自動化、信息化、數(shù)字化、互動化的特征。通過新的通信、信息、傳感、測量及控制技術(shù),實現(xiàn)電網(wǎng)運行的主動性、靈活性和互動性,從而更有利于吸納各種清潔的可再生能源,使電力用戶得以更高效、更節(jié)約地使用電能,為可持續(xù)發(fā)展提供更有力的電力支撐,這就是堅強的智能電網(wǎng)。

  第三,形成以電網(wǎng)集中供電和分布式電源的分散式供電共存互補的供電系統(tǒng)。目前,95%以上的電力用戶都是通過大電網(wǎng)集中供電,這是主要的供電方式。但我國幅員遼闊,不同地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展差異較大,特別是有大量農(nóng)牧地區(qū)、海島和偏遠(yuǎn)山區(qū),若全部采用大電網(wǎng)集中供電需要很大的投資和很長的時間,而采用分布式電源、利用分散式供電則可彌補這種不足。

  分散式供電可以利用多種能源,如潔凈能源(天然氣、沼氣等)和可再生能源(風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、小水電等),熱電聯(lián)產(chǎn)電廠和微型燃機,還可以減少線路走廊占地,減少遠(yuǎn)距離輸電的電能損耗。同時,隨著各種可再生能源技術(shù)的不斷發(fā)展,各類分布式發(fā)電設(shè)備性能的改善,其供電成本也會不斷降低。隨著分布式供電不斷擴大應(yīng)用,將可能出現(xiàn)分布式電源并入電網(wǎng)和分布式電源組網(wǎng)供電兩種方式。

  第四,建立更高水平的廣域動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng),包括大電網(wǎng)動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)和發(fā)電廠過程自動化控制系統(tǒng)。隨著我國同步、異步互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大,交直流輸電電壓等級不斷提高,電力系統(tǒng)中的各種控制器不斷增多,電力市場化改革逐步深入,影響電力安全的因素越來越多,使電力系統(tǒng)的動態(tài)特性日趨復(fù)雜,大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定問題日益突出。而基于同步相量技術(shù)的廣域動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),可以在時空坐標(biāo)下監(jiān)測電力系統(tǒng)動態(tài)運行特性,彌補現(xiàn)有EMS系統(tǒng)的不足,為實現(xiàn)全網(wǎng)實時控制、提高大電網(wǎng)安全穩(wěn)定性和傳輸能力提供新的途徑。

  第五,繼續(xù)依靠科技進步圍繞“節(jié)能、減排”兩大主題實現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展。“節(jié)能、減排”應(yīng)該是今后幾十年我國經(jīng)濟社會發(fā)展的主題,更是電力工業(yè)發(fā)展的主題,同樣也是世界范圍內(nèi)的重大課題。

  記者:就我國電力工業(yè)目前的現(xiàn)狀而言要實現(xiàn)這樣的目標(biāo),還需要在哪些方面進行改善?

  陸延昌:不容否認(rèn),近年來我國電力工業(yè)取得了重大的進步,但是在高速發(fā)展的同時,我們還需要正視幾個問題。首先,是我國電力工業(yè)結(jié)構(gòu)上的不合理,關(guān)鍵是煤電比重過大,而且?guī)资陙磉@個比例不降反升。雖然煤電的快速發(fā)展與為了盡快解決缺電矛盾,發(fā)展經(jīng)濟,改善民生的迫切需求密切相關(guān),但同時也說明一個問題,就目前的資源和技術(shù)狀況,似乎舍發(fā)展煤電別無他策可尋。隨著資源和環(huán)境的制約越來越剛性化,這種能源(電力)的供應(yīng)顯然是不能持續(xù)的。因此必須加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,一方面以科技進步為動力,實現(xiàn)技術(shù)的突破,加快核電和可再生能源的發(fā)展;一方面在煤的氣化及多聯(lián)產(chǎn)、多聯(lián)供方面(即IGCC)走出新路,為實現(xiàn)二氧化碳的捕獲和封存處理創(chuàng)造有力條件;再一方面就是加大需求側(cè)管理的研究和實施力度,提高電力(能源)利用效率,在全社會厲行節(jié)能節(jié)電,建立節(jié)能的生產(chǎn)方式、消費模式和生活習(xí)慣。

    其次,我國發(fā)電、輸電設(shè)備在利用上不盡合理。主要表現(xiàn)在兩個方面,一是高效大機組經(jīng)常在低效率區(qū)運行,因而運行效率大大低于設(shè)計值,運行供電煤耗大大高于設(shè)計值,沒有充分發(fā)揮高效大機組的節(jié)能作用,其中以百萬千瓦的超超臨界機組為甚;二是對于全網(wǎng)來講(包括區(qū)域電網(wǎng)和跨區(qū)電網(wǎng)),統(tǒng)計表明電網(wǎng)的運行負(fù)荷率和全網(wǎng)平均供電煤耗有著明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系,負(fù)荷率下降1%,供電煤耗可能上升4g/千瓦時。

  我國電網(wǎng)中由于深度調(diào)峰的機組很少,基本上是并網(wǎng)機組平均負(fù)擔(dān),因此負(fù)荷率比較低。在全年的電網(wǎng)負(fù)荷曲線上5%尖峰負(fù)荷區(qū)的全年運行時間只有50~100小時,10%尖峰負(fù)荷區(qū)的運行時間只有100~200小時,且基本上全部由承擔(dān)基荷的機組承擔(dān),所以負(fù)荷率較低,運行效果是不利的。如果根據(jù)各電網(wǎng)的不同負(fù)荷情況適當(dāng)建設(shè)和運行部分燃用天然氣的燃?xì)廨啓C機組進行調(diào)峰,電網(wǎng)的平均負(fù)荷率會明顯改善。同時在規(guī)劃和建設(shè)上要在保持電力發(fā)展適度超前的條件下,亦要保證不能過度超前,以免過多的發(fā)輸電設(shè)備處于閑置狀態(tài)。

  最后,電力體制改革以后出現(xiàn)的全國性電力規(guī)劃缺乏統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的現(xiàn)象仍在延續(xù),機網(wǎng)之間缺乏協(xié)調(diào),同一地區(qū)不同企業(yè)項目之間缺乏協(xié)調(diào),這種現(xiàn)象不利于電力工業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

  記者:在此次金融危機的影響下,各國積極開發(fā)新能源及可再生能源,并將此作為新的經(jīng)濟增長點。我國目前在此方面呈現(xiàn)怎樣的現(xiàn)狀?

  陸延昌:目前我國政府也高度重視新能源的發(fā)展,但若要實現(xiàn)規(guī)?;倪\用有一段很長的路要走。就核電而言,目前我國核電裝機容量僅有910萬千瓦,不到全國總裝機容量的1.1%,即使到2020年,按照規(guī)劃發(fā)展到4000萬千瓦,核電裝機比重也不到3%,按照2020年投產(chǎn)容量7000萬千瓦計算也僅有5%??上驳氖恰笆晃濉币?guī)劃當(dāng)中明確提出積極發(fā)展核電的原則和方向,為我國核電的新發(fā)展增添了動力。當(dāng)前發(fā)展核電應(yīng)當(dāng)考慮,一、明確技術(shù)方向和技術(shù)路線;二、實現(xiàn)核電設(shè)計、建設(shè)和設(shè)備制造的標(biāo)準(zhǔn)化;三、允許有資質(zhì)的電力集團公司投資建設(shè)和經(jīng)營管理核電廠;四、推進核電廠址的前期工作;五、逐步實現(xiàn)先進核電廠的設(shè)計、制造、建設(shè)和運營自主化。

  與此同時,我國積極發(fā)展可再生能源發(fā)電,重點是風(fēng)電。在國家政策的引導(dǎo)下,近年來,我國風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展及其迅猛。截至2008年底已建成風(fēng)力發(fā)電機組上萬臺,風(fēng)電場200多個,風(fēng)電機組累計裝機容量超過1200萬千瓦,成為僅次于美國、法國、西班牙的風(fēng)電裝機超千萬千瓦的風(fēng)電大國,2008年的發(fā)電量為128億千瓦時。這種快速增長得益于我國風(fēng)電技術(shù)的自主研發(fā)和風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化水平的提高,自2005年以來新疆金風(fēng)公司、大連華銳風(fēng)電、東方集團等公司通過聯(lián)合設(shè)計或技術(shù)引進,陸續(xù)推出了國產(chǎn)化率達70%以上的兆瓦級風(fēng)電機組,并逐步采用變槳變速技術(shù),提高了風(fēng)電機組的發(fā)電效率。2009年,我國首臺2.5兆瓦直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組總裝下線,這將對我國風(fēng)電裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。

  除風(fēng)電外,我國太陽能光伏發(fā)電和熱發(fā)電的發(fā)展同樣喜人,生物質(zhì)能源也有較大發(fā)展。

  記者:未來我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展若要實現(xiàn)規(guī)?;?、商業(yè)化發(fā)展,哪些問題還需要進一步解決?

  陸延昌:我認(rèn)為,高速發(fā)展的同時我國可再生能源規(guī)?;l(fā)展還面臨諸多挑戰(zhàn),在開發(fā)、輸送、入網(wǎng)和利用過程中所遇到的技術(shù)障礙,當(dāng)前還很難克服,這已成為大規(guī)模風(fēng)電、太陽能光伏發(fā)電進一步發(fā)展的最大障礙?,F(xiàn)階段,必須通過技術(shù)手段解決風(fēng)電、太陽能光伏發(fā)電過程的間歇性、不穩(wěn)定性、不可調(diào)性和不可控性與用戶連續(xù)不間斷用電之間的矛盾,開發(fā)大容量的儲能裝置(除抽水蓄能機組外),否則這些能源形式很難以成為商業(yè)化的主體替代能源。

 

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