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欧洲特殊的能源结构形成交易型跨国电网结构。欧洲各地区间能源结构具有一定的差异性,如风力资源主要分布于北海东西海岸及爱尔兰地区,水力资源主要分布于北欧地区,太阳能资源主要分布于地中海沿岸地区等。各地区能源互补结构决定了欧洲国家间的能源交换和电力交易需求,跨国性电网结构应运而生。
日本属化石能源进口大国,能源消费结构中原油占主导地位,决定了日本以火电装机为主。日本能源匮乏,化石能源储量少,煤炭、石油、天然气依赖进口。日本虽国土狭小,但发电量排名全球第5,是全球第四大原油消费国。日本可再生能源发展进程较快,2016年使用增长率达到26.7%。
日本电网呈现“以外港口为基础,向内平原收敛”的蛛网形态。日本是典型的岛国,由北海道、本州、四国、九州4个大岛和约3900多个小岛组成,各个岛内山地丘陵较多、平地较少。①发电站大多沿海岸线分布,能有效利用港口资源运输优势;②国土内70%以上地形为丘陵,输电走廊紧张;③用电负荷主要集中在沿岸经济发达地区。故日本电网分布形态呈现出蛛网结构特征,即“以外港口为基础,向内平原收敛”。
韩国一次能源匮乏,能源进口使韩国发电站集中在港口工业区,从而就地消纳。①韩国没有石油、天然气资源储备,只有少量煤炭资源,煤炭、石油、天然气几乎都依赖进口。②韩国虽国土狭小,但发电量排全球第9名,是全球第八大原油消费国。③韩国国内一次能源生产方面,核电占据主导地位。
能源进口与港口就地消纳形成韩国电网的蛛网形态。韩国属于半岛国家,国土受限导致电网结构较为紧密。①发电站大多沿海岸线分布,能有效利用港口资源运输优势;②国土内70%以上地形为丘陵,输电走廊紧张;③用电负荷主要集中在沿岸经济发达地区,故韩国电网也呈现出蛛网结构特征。
3.2.2 风光催生柔直工程需求
风电光伏催生柔性直流输电工程,提升并网稳定性。风能、太阳能发电等新能源接入电网的最大障碍就是其间歇性和不确定性。常规直流在消纳间歇性能源并网或应对冲击性负荷时,往往会因为电压不稳带来隐患,而柔性直流技术在消纳时则较为平稳,柔性直流技术能通过对风电进行全方位控制,使风力发电的间歇性特点不会扰乱电网。除此以外,与常规直流相比,柔性直流还具有占地面积较小,在传输容量较小时单位造价较低,具备黑启动等优点。
欧洲可再生能源已形成批量柔性直流输电工程。欧洲的多个国家都已经建设和规划了大量的海上风电场,其容量都在数百兆瓦等级,并且已经有部分使用了柔性直流输电技术实现系统的接入。英国国家电网输电公共有限公司(NGET plc)规划到 2025 年建设柔性直流近 50 条,以鼓励和促进新能源的发展。目前德国在建用于海上风电接入的柔性直流输电项目共 4 项,总容量约 2600MW。北欧地区规划到 2030 年通过多端柔性直流(MTDC)实现海上风电的接入,柔性直流输电被认为是最适合的实现手段。
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