多種電力資源組合“養(yǎng)育”未來電網(wǎng)

　　能源結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式等方面入手，解決未來電網(wǎng)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)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(bǔ)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(bǔ)性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

　　時間上的互補(bǔ)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(bǔ)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(shí)現(xiàn)對太陽能或風(fēng)能的補(bǔ)償作用。例如，在24小時之內(nèi)，可在風(fēng)能和太陽能等充足的時候，適當(dāng)減少水電功率并增加庫容量；而在太陽能和風(fēng)能減少的時候，適當(dāng)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(bǔ)性，因?yàn)樯镔|(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(fēng)能的電力，均可以啟動生物質(zhì)能發(fā)電來予以補(bǔ)充。

　　我國水電資源的理論儲量為6.88億千瓦，技術(shù)上可以開發(fā)利用的水電資源總量達(dá)到5.4億千瓦，經(jīng)濟(jì)上可開發(fā)量達(dá)到4億千瓦（相當(dāng)于2010年發(fā)電總裝機(jī)的40%），目前已開發(fā)的水電總裝機(jī)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(dāng)于3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。據(jù)估計，到2050年，可利用的生物質(zhì)能將達(dá)到10億噸標(biāo)準(zhǔn)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(jī)將大大高于5億千瓦。據(jù)嚴(yán)陸光院士等研究報告的預(yù)測，到2050年，我國的總發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到24億千瓦。即使2050年我國太陽能發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)分別達(dá)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(fēng)能等形成很好的互補(bǔ)，實(shí)際上可以起到大容量儲能系統(tǒng)的作用。

　　空間上的互補(bǔ)性

　　所謂空間上的互補(bǔ)性，是指在同一時刻不同地點(diǎn)的能源資源具有互補(bǔ)性。在可再生能源中，風(fēng)能是最不穩(wěn)定的能源。德國的有關(guān)研究表明：對單個風(fēng)電場的24小時預(yù)測誤差達(dá)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(bǔ)性越強(qiáng)。美國特拉華大學(xué)和紐約石溪大學(xué)最近發(fā)表了有關(guān)不同地點(diǎn)風(fēng)力的研究數(shù)據(jù)，美國東部沿海跨度達(dá)2500公里的11個氣象站近5年的風(fēng)力統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：盡管每一個觀測點(diǎn)的風(fēng)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(diǎn)的風(fēng)電場全部連起來作為一個統(tǒng)一的風(fēng)電場，則很少會出現(xiàn)低功率或者滿發(fā)的情況。與單個風(fēng)電場相比，11個風(fēng)電場的總功率變化會顯得比較緩慢，而且永遠(yuǎn)不會出現(xiàn)沒有風(fēng)電的情況。由此可見，如果將大范圍內(nèi)的風(fēng)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(bǔ)性。

　　不同發(fā)電方式之間的互補(bǔ)性