中國儲能網訊：能源危機和氣候變化問題，都將使得未來全球的能源供應形勢，從現在的區(qū)域內供應轉變?yōu)楦蠓秶?、更多形式的能源供應。以風電為代表的可再生能源迅猛發(fā)展，極大了減少大量化石能源的使用，其引發(fā)的能源結構與布局的調整也將引起能源在全球范圍內更加優(yōu)化配置。因此，構建能源互聯(lián)網，形成一個服務范圍廣、配置能力強、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺正逢其時。
為了促進可再生能源利用、保障能源供應安全、構建歐洲統(tǒng)一能源市場，歐洲電力系統(tǒng)進行了一系列調整，提升了其在能源供應體系中的地位。
歐洲輸電網系統(tǒng)運營機構于2012年發(fā)布了研究與發(fā)展路線圖的征求稿。2013年，歐盟提出了2013~2022年10年研究與創(chuàng)新路線圖。2014年，歐洲輸電網系統(tǒng)運營機構公布了到2030年的 10年電網發(fā)展規(guī)劃，展望了未來歐洲電網可能的發(fā)展方向?？梢灶A見到的是，在未來的能源結構中，互聯(lián)電網將在實現能源供應、保障能源安全等方面發(fā)揮越來越重要的作用。
歐洲電網不僅是世界上最大的區(qū)域互聯(lián)電網、電源裝機總量最大的電網，世界上少見地實現了多國互聯(lián)的電網，也是世界范圍內推進以高比例可再生能源為特征的能源轉型典范。其區(qū)域內互聯(lián)現狀和各國電源結構的研究，對我國能源互聯(lián)網的建設，及全球范圍內能源互聯(lián)網的建設都具有重要的借鑒作用。
歐洲主要國家能源與電力現狀
德國是可再生能源大國，截至2014年年底已連續(xù)第 9年保持世界光伏發(fā)電第一，也是世界工業(yè)化大國中唯一的光伏發(fā)電裝機容量超過風電的國家。德國電網中，新能源（太陽能與風能）的裝機容量比例約 38%，煤電裝機的裝機容量約占 25%的比例，氣電裝機占 16%，抽水蓄能電站裝機容量約占 4%。氣電、煤電和抽水蓄能這 3種機組的裝機總容量與新能源機組裝機容量的比例約為 1.18:1。這表明，在目前德國電網系統(tǒng)中，每 1兆瓦的新能源機組（風電和太陽能機組），相應的配備有 1.18兆瓦的傳統(tǒng)的發(fā)電機組（氣電、煤電和抽水蓄能）作為配合。
德國電網位于歐洲大陸的中心，與周圍許多國家，尤其是法國、荷蘭、丹麥和捷克的電網聯(lián)系非常緊密。德國電網與周圍電網的互聯(lián)傳輸能力，受入容量可以達到 17295兆瓦。如果以新能源裝機容量作為基數，其傳統(tǒng)機組為 1.18倍，最大負荷為 1.06倍，互聯(lián)電網的傳輸能力為 0.23倍。傳統(tǒng)機組加上互聯(lián)網的支撐能力，比最大負荷高出約 35%，這高出了電源規(guī)劃中對于電源需高出負荷 15%~20%的裕度要求。這正是德國電網在高比例可再生能源并網的情況下，仍能夠保持安全穩(wěn)定運行的一個重要基礎。
法國的電源結構以核電為主，在全部裝機容量中的比例超過了60%，居世界首位。而其他新能源裝機容量較低，風電和太陽能均低于1%。煤電、氣電以及抽水蓄能這3種發(fā)電類型是電網中重要的調節(jié)電源。煤電占比為4%，氣電占比6%，抽蓄的比重為5%，分別是新能源機組裝機容量的 11.8倍、15.1倍和12.2倍。
法國電網東接德國電網，北接英國電網，南接伊比利亞半島西班牙電網。法國電網與周圍電網的互聯(lián)傳輸能力，受入容量可以達到 12395兆瓦，其中有 1400兆瓦剛剛于 2015年 2月建成。這一互聯(lián)容量如果全部使用的話，可以滿足約全年最大負荷 84343兆瓦的 15%的供應，能夠很好地平衡法國電網由于核電可調能力不足所造成的電網安全穩(wěn)定問題。
丹麥是世界上可持續(xù)發(fā)展水平最高的國家之一，也是僅有的幾個可再生能源裝機容量接近化石能源裝機的國家之一。丹麥沒有核電機組，常規(guī)水電與抽水蓄能電站裝機容量也幾乎為0，但其風電與太陽能發(fā)電的發(fā)展非常迅猛，技術居于世界領先地位，是僅有的新能源裝機超過 35%的國家。其風力發(fā)電機組的裝機容量達到了4845兆瓦，太陽能發(fā)電機組達到了601兆瓦。而煤電機組的裝機容量為4847兆瓦，氣電機組的裝機容量為2941兆瓦，與新能源機組裝機容量的比值分別為0.92倍和0.56倍。
丹麥電網位于歐洲大陸的北部，南鄰德國電網，北靠北歐電網。丹麥電網與周圍電網的互聯(lián)傳輸能力，受入容量可以達到5820兆瓦，與挪威電網互聯(lián)容量1000兆瓦，與德國電網為 1780兆瓦，與瑞典電網為2440兆瓦。丹麥電網2014年的最高負荷僅為5744兆瓦，與鄰國電網互聯(lián)的容量已經超出了本國的最大負荷。加上丹麥電網內部2941兆瓦的氣電容量以及4847兆瓦的煤電容量，丹麥電網調節(jié)能力巨大，尤其是在應對可再生能源所引起的波動性問題上。這也是丹麥電網在一段時期風電機組所發(fā)電量超出區(qū)內最大負荷運行的一個重要條件和原因。
構建國家間同步電網的平臺需求
由歐洲這些主要國家的能源及互聯(lián)狀況可以看到，構建國家間互聯(lián)電網，需要有相應的平臺和機制支持。
首先要做好物理平臺建設。各電網之間互聯(lián)傳輸能力的提升，是構建能源互聯(lián)網最重要的物理基礎，這也是歐洲電網下一階段建設最為重要的一項內容。目前，歐盟成員國中有 12個國家的互聯(lián)比——互聯(lián)容量除以本國裝機容量——低于10%。歐盟所制定的電網建設規(guī)劃目標是，到2020年，歐盟成員國的互聯(lián)比都普遍達到10%~15%，一些可再生能源裝機比例較高的地區(qū)達到15%以上。這些電網物理平臺的建設需求，亟需先進輸電技術的研發(fā)和應用，以保證長距離、大負荷輸電情況下電網的穩(wěn)定性。
其次是要有信息平臺支持。隨著歐洲各國電網之間互聯(lián)的增強和各國之間電能交換的增加，迫切需要一個一體化的信息交互平臺，以實現互聯(lián)電網的信息交換需求。這一信息平臺應當能夠實現實時的電網監(jiān)測和數據傳輸，以確保電網的安全穩(wěn)定；能夠實現可再生能源發(fā)電數據的快速分析與共享，以支撐電力在歐洲范圍內的實時平衡；還應滿足電力市場運行和實時電價建立的信息通信需求，以保證市場價格機制發(fā)揮作用、實現資源的優(yōu)化配置。
最后還要有配套的融資機制?；ヂ?lián)電網的建設涉及巨額的資金投入，需要建立相應的融資機制，以保障建設的順利進行。為此，歐盟通過設立連接歐洲設施、歐盟結構和投資基金和歐洲戰(zhàn)略投資基金等3項資助基金，對歐洲互聯(lián)電網的建設進行支持，保障電網建設的順利完成。
從歐洲同步電網的建設可以看到，構建能源互聯(lián)網，首先應保證大電網優(yōu)勢的發(fā)揮，實現互聯(lián)區(qū)域內的互濟互供。隨著新能源接入比例的增加，發(fā)揮大電網的優(yōu)勢，備用等輔助服務的作用將更加重要。例如丹麥電網發(fā)電裝機容量已經超出了最大負荷，在丹麥風電出力不足的情況下，如果沒有鄰國電源的支撐，電網的安全穩(wěn)定運行將難以保障。
此外，還要實現電源結構的合理配置，保障充足的可調度資源。這需要在規(guī)劃階段，協(xié)調好調度電源容量與波動性新能源發(fā)電容量的優(yōu)化規(guī)劃，保證系統(tǒng)具有充足的可調度資源，還要應用如大容量儲能技術等新型電力技術。同時，要適時提高對風能、太陽能等波動性新能源的控制能力，使其成為可調度電源。在這一點上，德國電網中的傳統(tǒng)機組加上互聯(lián)網的支撐，保證了德國電網在高比例的可再生能源并網的情況下，仍然能夠保持安全穩(wěn)定運行。
構建能源互聯(lián)網還應重點加強各區(qū)域電網之間的互聯(lián)程度，加強主干網架的建設。歐洲各國電網的安全穩(wěn)定運行，在很大程度上得益于電網互聯(lián)所提供的備用容量。也正是有了電網的互聯(lián)，使得各國的資源能在全歐洲范圍內進行優(yōu)化配置。加強電網的互聯(lián)，構建跨區(qū)域的互聯(lián)能源網，已逐步成為歐洲電網發(fā)展的一個共識。
