【高新科】绿色超级电网展望

　　未来电力网可能成为跨越整个地球、连接世界上大部分大型发电厂的电网

　　全球绿色超级电网将各地区电力系统连接成为一个跨越全球的电力输送系统

　　具体情况：

　　苏黎世联邦理工学院和比利时烈日大学的教授于2013年年初发表文章，提出将风电场和太阳能发电站作为负荷中心远距离供应绿色环保的电力，以解决全球风电、太阳能发电并网，并向遥远电力用户输电的构想。此构想认为，未来电力网可能成为跨越整个地球、连接世界上大部分大型发电厂的电网：这就是“全球绿色超级电网”。全球绿色超级电网背后的主要驱动力将是采集偏远地区可再生能源，其关键基础设施要素为大容量长途输电线路。

　　全球绿色超级电网电力供应依赖于可再生能源，环境意识及不断增加的电能消耗将促进更多的投资投向偏远地区(海上或沙漠中)的可再生能源，比如，离岸地区会有巨大的风力发电潜力，沙漠地区可能为太阳能发电厂提供了巨大机遇。偏远地区可再生能源发电厂被称为“极端可再生能源(Extreme RES)”，即位于安装难度大于目前项目的地区的可再生能源发电厂，或技术尚不成熟的可再生能源发电厂。有了全球绿色超级电网，连接这些偏远地区与终端消费者将具有可行性。

　　为实现全球绿色超级电网，该研究提出，应修建超级电网作为输电网架，新建电网会将所有区域电力系统合为一体。构成这个大型网络的大部分线路为高压直流(HVDC)输电线路或电缆，这主要基于三个原因：高压直流输电电缆目前是海底长距离输电的唯一解决方案;长距离高压直流输电线路的热损失比交流线路低;不同地区的电力系统的工作电压频率不同，高压直流输电线路可在本地解决动态安全问题，并作为互联电网之间的干扰防火墙，以实现与非同步区域电网连接。不过，在陆地和同步系统内——或希望同步的系统内——也可能会使用特高压交流线路(UHVAC)以及较短的气体绝缘输电线路段。

　　研究人员认为，在寻求绿色电力的同时将开发新的站点，甚至会进一步从负荷中心和当前电网中进行开拓。可再生能源发电厂与不同洲内的两个电力系统的距离相等，这点将会逐步得到满足。据此，研究人员拟在格陵兰海岸建立一座海上风场，将其作为全球绿色超级电网规划的第一步。之所以选择格陵兰是因为其可再生能源潜力较大，位置靠近冰岛，且与欧洲和北美的距离相等。还应注意的是，该路线沿线所有互联段的长度或水深与目前已有的项目不相上下，具有极大可行性。那里的平均风速可达30公里/小时以上，而且海水也并不太深，是建设大型风电场的理想场所。此外，他们假定海上风场的发电能力是300万千瓦。电能经由冰岛和法罗群岛输送至英国，再到欧洲大陆，进而由英国北部—加拿大输电路径输送至北美。

　　研究人员表示，借助海底电缆、海上浮动石油钻井平台、特高压技术等技术的发展，建立全球绿色超级电网以及相应的发电站在技术上是可行的。同时，研究人员测算后认为此项目是高投资高回报。

　　全球绿色超级电网可利用洲际的时差来平衡电力供需，在欧洲夜幕降临其用电量下降时，美洲仍是中午，耗电量还处于高峰期，两大洲的互联可有效利用其中的可用电力，并适时将电力传递给有需要的一方，这样全年可再生能源潜力的开发可达到100%。全球绿色超级电网将使备用电力最小化，对于欧洲和可能的全球绿色超级电网而言，研究结果均表明通过互联电网，调度常规发电厂的必要性可降低两到八倍。全球绿色超级电网的高压直流输电线路有可能通过吸收富裕电力(即低价)并将这些电力输入更需要的地区，缓解未来电力系统的储能问题，并且采用目前技术的高压直流输电线路具有比抽水蓄能或压缩空气储能更高的效率。与此同时，互联线路可在高需求时供应短缺的电力，或将富裕电力输送到能够吸收的地方，这样可尽量减少电力波动，消费者也可从中获益，享受到相对恒定且平均而言较低的电价。在提高全球绿色超级电网的安全性方面，研究者认为除了技术因素还存在着政治和经济相关因素的影响。

　　全球绿色超级电网将各地区电力系统连接成为一个跨越全球的电力输送系统。目前，电力系统正在形成越来越大的互联，全球绿色超级电网将成为把“绿色”电能传输至各负荷中心的骨干。