各國和各大區(qū)間電網(wǎng)的互聯(lián)是全球電力系統(tǒng)的總趨勢。世界主要國家和區(qū)域的同步電網(wǎng)都呈現(xiàn)由較小規(guī)模到較大規(guī)模,由較低電壓等級向更高電壓等級升級、范圍不斷擴大的發(fā)展規(guī)律。
互聯(lián)同步電網(wǎng)的發(fā)展帶來巨大效益:一是保障大容量機組、大水電、核電、可再生能源開發(fā)和利用,提高能效,降低運行成本;二是減少系統(tǒng)備用容量,推動多種電源互補調(diào)劑,節(jié)省發(fā)電裝機;三是實現(xiàn)能源資源的大范圍優(yōu)化配置,有利于競爭性能源電力市場拓展;四是提高電網(wǎng)整體效率和安全可靠性。
互聯(lián)是合作和競爭的一種模式,沒有合作就不存在互聯(lián),但沒有互聯(lián)也不可能有真正的競爭?梢韵胍姷氖牵@雖然是趨勢,但也必然是一個超長期過程。建立跨國互聯(lián)電力系統(tǒng)時,政府的直接介入主要從國家的資源利用和國與國間的電能交換出發(fā),著眼于長遠利益。以下是對國外四大電網(wǎng)的簡要介紹:
北美電網(wǎng)
北美電網(wǎng)由北美東部電網(wǎng)、北美西部電網(wǎng)兩大同步電網(wǎng),德克薩斯州電網(wǎng)、阿拉斯加電網(wǎng)和加拿大魁北克電網(wǎng)三個較小的同步電網(wǎng)組成。
北美東部電網(wǎng)從加拿大中部向東一直到達大西洋沿岸(除魁北克省),南至美國佛羅里達州,西至洛基山脈(除了德克薩斯州)。為美國中、東部各州、加拿大的 5個省供電。最高電壓等級750千伏,裝機總?cè)萘砍^700吉瓦,服務人口約3億。美國與加拿大的負荷高峰分別在夏季和冬季,從而互相錯開;加拿大以水電為主的電源結(jié)構(gòu)與美國以火電為主的電源之間可以形成良好的互補調(diào)節(jié)。兩國間南北聯(lián)絡線超過100條,電力交換能力約2000萬千瓦,2009年跨國交換電力達到726億千瓦時。
北美西部電網(wǎng)從加拿大西部一直向南延伸至墨西哥的下加利福尼亞半島,向東跨越洛基山脈直至東部大平原?偯娣e達180萬平方英里。為美國西部14個州,加拿大兩個省,以及墨西哥一個州的一部分,共計7100萬人供電。
澳大利亞電網(wǎng)
澳大利亞電網(wǎng)分為兩大部分:澳大利亞國家電網(wǎng)(國家電力市場,NEM),以及西部電網(wǎng)。NEM電網(wǎng)運行于1998年,基于五個互聯(lián)的地區(qū)電網(wǎng)覆蓋的范圍,北至昆士蘭州,南至塔斯馬尼亞島,幾乎跨越整個澳洲大陸的南北兩端,是全球最長的互聯(lián)電網(wǎng)之一。總的高壓輸電線路長度約40000公里。西部電網(wǎng)線路的總長度約為7000公里。
西部電網(wǎng)則由于距離太遠,且中間無人居住而未與NEM電網(wǎng)相連,但已經(jīng)有設(shè)想要將兩者相連。
歐洲電網(wǎng)
歐洲電網(wǎng)主要由歐洲大陸電網(wǎng)、北歐電網(wǎng)、波羅的海電網(wǎng)、英國/愛爾蘭電網(wǎng),俄羅斯/獨聯(lián)體國家電網(wǎng)等跨國互聯(lián)同步電網(wǎng)構(gòu)成。
歐洲大陸同步電網(wǎng)。歐洲大陸電網(wǎng)是目前世界上最大的跨國同步互聯(lián)電網(wǎng)。歐洲大陸各國電網(wǎng)間聯(lián)系緊密,跨國互聯(lián)線路將近300條,電力交換能力超過1OO 吉瓦,為歐洲統(tǒng)一電力市場電提供了物理基礎(chǔ)。下一步,歐洲同步電網(wǎng)可能與土耳其、烏克蘭、摩爾多瓦、阿爾巴尼亞、并進一步建設(shè)環(huán)地中海電網(wǎng),將北非、中東等二十幾個國家的電網(wǎng)連接到一起,實現(xiàn)優(yōu)勢互補。
俄羅斯/獨聯(lián)體國家電網(wǎng)(IPS/UPS)。IPS/UPS由一些獨聯(lián)體國家的電網(wǎng)所組成,采用相同的運行模式以及統(tǒng)一的集中調(diào)度?傃b機容量約300吉瓦,每年生產(chǎn)電能12000億千瓦時,服務2.8億人口,橫跨8個時區(qū),是世界上覆蓋面積最大的同步電網(wǎng)。
IPS/UPS的形成始于1956年,到1978年該系統(tǒng)覆蓋了除中亞國家之外的所有蘇聯(lián)國家。1979~1993年,現(xiàn)屬于歐洲大陸電網(wǎng)的波蘭、民主德國、捷克斯洛伐克、匈牙利、羅馬尼亞、保加利亞等國的電網(wǎng),與俄羅斯電網(wǎng)保持了同步。除土庫曼斯坦之外的中亞國家于2001年加入了PS/UPS同步電網(wǎng),2009年,烏茲別克斯坦、塔吉克斯坦退出同步電網(wǎng)。
IPS/UPS與波羅的海國家電網(wǎng)實現(xiàn)了同步互聯(lián),并通過容量達1420兆瓦的背靠背高壓直流輸電在芬蘭與北歐電網(wǎng)相連。俄羅斯與歐盟正在考慮將IPS/UPS與ENTSO-E電網(wǎng)統(tǒng)一,從而形成單一的橫跨13個時區(qū)的同步超級同步電網(wǎng)。
其它歐洲跨國互聯(lián)電網(wǎng)。英國國家電網(wǎng)與法國北部、北愛爾蘭自治區(qū)、英屬馬恩島,以及荷蘭相連接。其中,英國與愛爾蘭電網(wǎng)與歐洲大陸電網(wǎng)實現(xiàn)了互聯(lián)。北歐電網(wǎng)包括芬蘭、瑞典、挪威以及丹麥東部電網(wǎng)。
跨東盟電力網(wǎng)
2007年,東盟成員國、澳大利亞、中國、印度、日本、韓國和新西蘭簽署了《東亞能源安全宿務宣言》,其中規(guī)定了將“通過對東盟電力網(wǎng)和跨東盟天然氣管道等本地區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施的投資,確保獲得穩(wěn)定的能源供應”。其中,東盟電力網(wǎng)的建設(shè)為了加強東盟各國間的跨國電力交易,這將有助于滿足不斷上升的電力需求,改進能源服務的可獲得性。為了建立這一互聯(lián)網(wǎng)絡,將新建15項輸電工程。從一開始的雙邊跨國互聯(lián),再擴展到次區(qū)域互聯(lián),最后形成整個東南亞電力系統(tǒng)的互聯(lián)。已經(jīng)有4項互聯(lián)電網(wǎng)工程正在建設(shè)之中,還有11項處于規(guī)劃階段,預計到2015年完成。