多種電力資源組合“養(yǎng)育”未來電網(wǎng)

　　能源結構的重大變革，將給未來電網(wǎng)帶來一系列重大挑戰(zhàn)。如何從改變電網(wǎng)的結構和運行模式等方面入手，解決未來電網(wǎng)發(fā)展中的關鍵技術問題，就成為一個值得深入研究和探討的問題。如果將大量的多種電力資源“打包”在一起，則資源的互補性可以使得“電力包”成為相對穩(wěn)定和可控的資源。

　　未來電網(wǎng)各種電力資源的互補性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

　　時間上的互補性

　　一些資源只在某一時段可獲得，而另外一些資源則在另一些時段顯得更加充足或在另一些時段根據(jù)需求被利用起來。由于時差的原因，東西部地區(qū)的太陽能就具有時間上的互補性。水電資源具有一定的可控性，可以通過調(diào)節(jié)水電站的發(fā)電功率和庫容量來實現(xiàn)對太陽能或風能的補償作用。例如，在24小時之內(nèi)，可在風能和太陽能等充足的時候，適當減少水電功率并增加庫容量；而在太陽能和風能減少的時候，適當增加水電功率。生物質(zhì)能相對于其他可再生能源而言，具有更好的時間上的互補性，因為生物質(zhì)能是一種可以大量儲存的能源資源，只要任何時候缺少來自太陽能和風能的電力，均可以啟動生物質(zhì)能發(fā)電來予以補充。

　　我國水電資源的理論儲量為6.88億千瓦，技術上可以開發(fā)利用的水電資源總量達到5.4億千瓦，經(jīng)濟上可開發(fā)量達到4億千瓦（相當于2010年發(fā)電總裝機的40%），目前已開發(fā)的水電總裝機超過了2億千瓦，仍有很大的開發(fā)潛力。2010年，我國可以利用的各種生物質(zhì)資源相當于3億噸標準煤。據(jù)估計，到2050年，可利用的生物質(zhì)能將達到10億噸標準煤。按照年滿發(fā)5500小時計算的話，就可以發(fā)電約5億千瓦；如果只作為旋轉(zhuǎn)備用的話，可以安裝的生物質(zhì)發(fā)電裝機將大大高于5億千瓦。據(jù)嚴陸光院士等研究報告的預測，到2050年，我國的總發(fā)電裝機將達到24億千瓦。即使2050年我國太陽能發(fā)電與風力發(fā)電的裝機分別達到5億千瓦和4億千瓦，水電和生物質(zhì)能在時間上可以與太陽能和風能等形成很好的互補，實際上可以起到大容量儲能系統(tǒng)的作用。

　　空間上的互補性

　　所謂空間上的互補性，是指在同一時刻不同地點的能源資源具有互補性。在可再生能源中，風能是最不穩(wěn)定的能源。德國的有關研究表明：對單個風電場的24小時預測誤差達到15%，單個控制區(qū)（400×400km）的誤差則為7.5%~10%，而全德國（650×800km）的誤差僅為5%~6.5%，這說明范圍越大則資源互補性越強。美國特拉華大學和紐約石溪大學最近發(fā)表了有關不同地點風力的研究數(shù)據(jù)，美國東部沿海跨度達2500公里的11個氣象站近5年的風力統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：盡管每一個觀測點的風力出現(xiàn)很大的不穩(wěn)定性，但如果利用輸電線路將建立在這11個地點的風電場全部連起來作為一個統(tǒng)一的風電場，則很少會出現(xiàn)低功率或者滿發(fā)的情況。與單個風電場相比，11個風電場的總功率變化會顯得比較緩慢，而且永遠不會出現(xiàn)沒有風電的情況。由此可見，如果將大范圍內(nèi)的風電場聯(lián)成一個統(tǒng)一的整體，其發(fā)電功率具有顯著的互補性。

　　不同發(fā)電方式之間的互補性