刘开俊
目前，我国经济持续稳健发展，能源和电力需求持续增长，发展空间巨大。电力作为清洁能源利用的主要载体，如何加快转变发展方式、落实国家政策要求，如何加强电网建设、提高供应保障能力，成为当前我国电力企业亟待研究解决的重要问题。
电力需求仍将持续快速增长
“十一五”以来，尽管遭遇国际金融危机的严重冲击，我国国民经济保持平稳较快发展，用电需求呈现较快增长态势，电网负荷屡创新高。电力行业依靠自主创新提高技术装备水平，保障了电力安全可靠供应，有力支撑了经济社会发展。全国全社会用电量从2005年的2.48万亿千瓦时，增加到2010年的4.19万亿千瓦时，年均增长11%；电源装机从2005年年底的5.17亿千瓦，增加到2010年年底的9.62亿千瓦，年均增长13%；“十一五”累计新增220千伏及以上线路19万千米、变电容量11.7亿千伏安。
从现在到2020年，是我国全面建设小康社会的重要时期，经济社会持续快速发展，能源需求大，电气化水平不断提高，电能占终端能源消费比重呈上升趋势。目前我国装机已接近美国，连续多年位居世界第二，2010年发电量首次超过美国，居世界第一位。但人均装机和电量水平与世界发达国家相比仍有很大差距，电力发展存在较大的空间和潜力。预计到2020年，我国用电需求将达到7.67万亿千瓦时，需发电装机17亿千瓦以上，“十二五”、“十三五”期间需新增装机超过7亿千瓦，保障电力充足可靠供应任重道远。
在快速发展的同时，也必须看到，当前电力工业发展中一系列深层次矛盾和问题亟待解决。一是煤电比重大，清洁能源利用水平相对较低。为确保减排目标的实现，国家已经认识到，“要完成2020年非化石能源占15%的目标，不控制煤炭消费过快增长的势头，是难以完成的”。二是电源区域布局不尽合理，一次能源生产和消费区域跨距大，煤电运综合平衡矛盾突出。火电布局优化调整势在必行。
电源结构调整的核心是加大清洁能源开发力度
我国电力发展面临的首要任务是保障电力供应和实现清洁可持续发展。为落实减排承诺，清洁能源发电装机容量占总装机容量的比重需达到三分之一以上。根据国家能源战略，未来我国将在“保护生态和做好移民工作的前提下积极发展水电”，“在确保安全的基础上高效发展核电”，“积极发展风电”，尽可能利用清洁能源、可再生能源，同电力需求相比不足的部分通过“优化发展火电”的方式予以补充。
首先是优先发展水电。我国具有丰富的水能资源，是仅次于煤炭的第二大能源资源。从提高非化石能源比重、优化能源结构的战略出发，制定扶持水电开发政策，加大金沙江、雅砻江、大渡河、怒江、澜沧江、雅鲁藏布江干流等重点流域水电开发力度，力争2020年实现水电装机3.5亿千瓦，比2010年增加1.3亿千瓦。
其次是安全高效发展核电。核电发展 要把安全放在第一位，加快发展核电是提高清洁能源发电比重的有效途径。我国铀矿资源勘察程度较低，探明有限，潜在总量较大，前景广阔。目前我国核电装机占发电总装机的比重仅为1%，要坚持以我国为主，中外合作，采用先进技术，统一发展路线，尽快掌握新一代百万千瓦级压水堆工程设计和设备制造技术，加大核电规划布局和建设力度，力争2020年核电装机达到8000万千瓦左右。
再次是积极发展风电等可再生能源发电。近年来，我国新能源迅猛发展，风电规模已连续三年翻番。国家规划在甘肃、新疆、河北、内蒙古、吉林、江苏等省区建设千万千瓦级风电基地，太阳能发电也正步入发展的快车道。预计到2020年，风电、太阳能发电装机将超过1.5亿千瓦。
最后是根据电力负荷需要，优化发展火电。根据预测，预计“十二五”、“十三五”期间，水电、核电以及清洁能源合计新增约3.6亿千瓦，其余部分需由火电补充，还需新增火电约3.3亿千瓦。按此测算，2020年全国电源装机将达到17.56亿千瓦，经过结构调整，清洁能源装机比重由目前的26.6％提高到34.9％，清洁能源发电量占全国发电量的比例将达到27.6%，将为实现非化石能源占一次能源比重达到15％的目标提供有力支撑。
电源布局调整重点是煤电的集中规模开发
水电、风电随资源分布，主要集中在西部和北部地区。我国水力资源主要集中在西南川滇藏地区，按照“流域开发”原则，未来水电将重点开发金沙江、雅砻江、大渡河等大型水电站。风电资源主要集中在西部、北部地区以及沿海地区，国家已经确定的千万千瓦级风电基地，除江苏、山东沿海外全部集中在“三北”地区。水电和风电资源富集区目前经济还在发展阶段，负荷水平相对较低，以上地区可再生能源的利用，主要是转换为电能，向中东部负荷中心送电。核电发展将以沿海为主、中部地区为辅。国家从安全的角度考虑，将“优先安排沿海核电建设，稳步推进内陆核电项目”。新增的7000万千瓦核电装机将主要分布在浙江、江苏、福建、山东、广东等沿海地区，少量机组布局湖北、湖南、江西等中部地区。
布局调整的关键是煤电项目，燃煤新建项目将进一步向西部、北部集中。“十二五”时期，火电仍然是我国的主力电源，按照国家能源发展战略思路，未来“在西部煤炭富集地区，按照集约化开发和煤电一体化模式，采用先进节水技术，建设大型煤电基地电站项目”；在东部地区，“将严格控制新、扩建除‘上大压小’和热电联产以外的燃煤电厂”。新建燃煤项目将集中在西部和北部地区的大型煤炭基地。
回顾电力工业发展历史和规划，我国电力发展的轨迹可以总体概括为：“十一五”期间是以各省自我平衡为主，跨区送电为辅；“十二五”期间，东部省份将以跨大区送电为主、省内补充为辅。
保障电力大规模传输及可靠供应电网建设任重道远
西电东送的规模和距离大幅提升，对电网发展提出了更高要求。随着能源产地与能源消费地区之间的能源输送距离越来越远、规模越来越大，未来我国将自然形成大规模的“西电东送”、“北电南送”的电力流，电力资源配置呈大规模、长距离、高效率的发展态势。按照上述电源结构和布局的调整，根据京津冀鲁、华中东四省和华东地区经济发展，初步估算，2015年京津冀鲁、华中东四省和华东地区外受电力将分别达到约7100、4600、7200万千瓦，2020年将达到10100、9300、12100万千瓦。其中，2015年、2020年京津唐地区外受电力分别为3400、5150万千瓦，山东省为2500、3650万千瓦，河南省为2100、3600万千瓦，湖北省为900、2200万千瓦，江苏省为3500、5200万千瓦，浙江省为2700、4400万千瓦。如此大规模、远距离的电力输送，成为摆在电力行业和电网企业面前的一项重大而艰巨的任务。全国“两会”刚刚通过的《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中，也及时提出了“加强能源输送通道建设”的要求，要求电网建设“适应大规模跨区输电和新能源发电并网的要求，加快现代电网体系建设，进一步扩大西电东送规模，完善区域主干电网，发展特高压等大容量、高效率、远距离先进输电技术，依托信息、控制和储能等先进技术，推进智能电网建设，切实加强城乡电网建设与改造，增强电网优化配置电力能力和供电可靠性。”加快推进特高压直流工程建设，是电网进一步扩大西电东送规模的重要手段和紧迫任务。水电、风电开发地区远离负荷中心，开发集中度高，需要规模化外送。西南水电基地，主要考虑通过直流主送华北、华东、华中负荷中心；酒泉、哈密、准东等大型风电、煤电基地位于我国的西北地区，与负荷中心地区是非同步电网，适宜采用特高压直流外送。我国具有丰富的直流建设经验，±800千伏云广、向上直流输电工程亦顺利建成投运，目前正积极研究±1100千伏直流技术，未来西部地区的清洁能源直流外送技术上是可行的。
“十二五”期间国家电网规划跨大区西电东送的新增直流工程达到13条，其中特高压直流10条，送电能力8500万千瓦左右，“十三五”期间新增直流工程的数量和送电规模同比“十二五”还将显著提升。
保证新增直流电力大规模安全受入和可靠供应，需要构筑坚强的特高压受端电网。直流外送是能源基地外送的有效途径，但当前受端电网还无法支撑如此大规模的直流受入和消纳。按照上述受电规模，研究机构对华北、华东、华中地区开展的仿真计算表明，通过500千伏交流继续构建区域网架，由于系统容量较小、电压支撑不足以及潮流转移能力较弱等因素影响，无法支撑大规模直流受入。部分直流单极闭锁时需要采取切机措施，并将导致500千伏线路超过热稳，在交流线路“N―2”故障、直流双极闭锁等严重故障情况下，导致大量损失负荷，严重时导致系统崩溃。同时，从安全稳定角度来看，当前采用500千伏交流技术构建受端网架，难以解决多馈入直流需要强交流短路比与交流系统需要控制短路电流之间的矛盾，也难以克服500千伏输电通道潮流转移能力不足的本质问题。直流集中落点，要求受端具有足够的系统容量和潮流转移能力，以提高应对严重故障的能力。特高压线路潮流转移能力强，通过特高压交流构建“三华”同步电网，一方面基本解决了潮流转移问题，另一方面，也有效的扩大了系统规模，解决了多馈入直流需要强交流短路比与交流系统需要控制短路电流之间的矛盾，采用特高压同步电网构建坚强受端，是适应未来电网发展的一种有效模式。
适应电力结构和布局优化调整，加快构筑电力跨区域大规模优化配置的现代电网体系，是保障我国未来经济社会可持续发展的重要基础。要实现转变电力发展方式和优化调整电力结构的电力发展目标，电网企业责任重大。一方面，电网企业需要加强规划、加快开展前期工作，为电源建设送出提供必要的工程保障；另一方面，也需要政府有关部门统筹考虑，加大对符合国家能源战略的跨区送电和受端环网项目的支持核准力度，促进送出电源电网项目的协调发展。
相信在政府的大力支持下，通过电网、发电企业的积极工作，必将能够圆满完成我国电力发展任务，为国民经济发展提供充足可靠的电力保障和服务。（作者为国网北京经济技术研究院院长）
