登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
为您解读美国特高压:超级大国并没有超级电网
摘要能源结构决定中美电网差异化形态。①东部电网地区因靠近美国主要煤、气供应地而以煤炭和天然气发电为主。②西部电网地区则因靠近科罗拉多山系和河流,分布有落基山脉等地势落差很大的山体,主要以水电装机为主。山脉地形客观上也阻碍了西部电网对外联结的发展。③南部的德克萨斯电网处于页岩气盆地所在地,天然气发电一家独大,形成了区域内的独立小电网。
(来源:微信公众号 电新深度观察 ID:dlsbxny 作者:国君电新徐云飞/王浩团队)
美国电网在建设之初便是分散破碎的。美国的电力产业结构非常复杂,尤其是电网的产权结构支离破碎,分散掌握在超过五百家的公司与组织手中。再加上电力产业的自然垄断性质,每一家电力公司都是当地的行业垄断者。而美国宪法高度重视对私有财产权的保护,不能随意干涉电力公司的经营。而在中国,国家电网公司和中国南方电网公司已经在特高压技术上形成了壁垒。目前,中国已投运的特高压线路共13条,其中国家电网已投运的特高压线路超过10条,南网投运2条。通过特高压建设将使中国电网连成“一张网”。
美国输变电主网投资在20世纪70年代至90年代处于停滞状态。美国输电网投资自20世纪70年代以来一直处于停滞状态,且长期滞后于电力需求和发电装机容量的增长。原因在于:①美国联邦制下跨州输电项目建设需要多个州的监管部门同意,多个联邦政府部门之间的协调难度较大,且行政审批程序复杂、耗时长,最终获准门槛高。②输电网项目相较于其他投资项目,具有回报率低,建设周期长等特点,因而比较缺乏投资吸引力,所能筹集的输电项目建设资金规模有限。③美国已经完成了工业化、城镇化,经济发展速度趋缓,电力需求也增长缓慢,使得电网建设驱动力不足,因而在20世纪中期完成迅速扩张后开始停滞。美国电网投资在1975-1999年逐年下降,平均每年下降8600万美元,直到2005年才恢复到1975年的投资水平。
美国没有特高压输电线路,未来是否建设尚不明确。山地地形决定美国电网区域分布特点,相互各自独立,电网联结需求较小,建设难度较大,美国也曾尝试特高压建设,但联邦制下美国各自为政的区域化电网结构很难做到全局统筹兼顾,因此美国特高压远距离输电网建设的阻力较大。出于电网升级的需求,和来自中国特高压技术成功实践的影响,美国政府高层对特高压建设持支持态度,未来有可能建设特高压。
特斯拉不仅是汽车,更是电网先驱
1.1马斯克将公司命名特斯拉
20世纪特斯拉是电力商业化的鼻祖。尼古拉·特斯拉(1856/7/10-1943/1/7,塞尔维亚裔美国人)是交流电、无线电等的重要创造者和推动者,公认为是电力商业化的鼻祖。特斯拉发现了无线传输电能的理论,以空气作为能量的导体。他的理论与社会工业资本对立,具备颠覆所有电力公司的能力,受到爱迪生排挤,没有得到实践空间而被扼杀。
马斯克将公司命名为特斯拉是为了向科学家和工程师致敬。据《在火星上退休:伊隆·马斯克传》,作者呈现了很多马斯克不为人知的秘闻,其中包括为什么要以“特斯拉”作为公司的名字。2004年2月,五位创始人用尼古拉·特斯拉的名字,命名为特斯拉电动汽车公司,纪念他们眼中伟大的物理学家尼古拉·特斯拉,特斯拉的颠覆性意义隐藏在“特斯拉”这个名字中,即伊隆·马斯克的终极梦想:用电动车结束人类对石油的依赖。马斯克说,将公司命名为特斯拉,是为了向伟大的科学家和工程师致敬,这比马斯克汽车的名字酷多了,我永远也不会拿我的名字命名任何公司。
1.2交直流大战确立特斯拉交流电的主导地位
美国“交直流大战”确立了特斯拉交流电的主导地位。由于具备远距离传输损耗更小等优势,他的交流电体系打败爱迪生的直流电,在西屋电气公司的资助下成为了美国的供电标准。特斯拉的交流电最终成为各个国家最通用的电流形式。虽然特斯拉和他的交流电最终赢下这场战争,却因为和爱迪生之间无止境的消耗战,让特斯拉和他的赞助商濒临破产,但特斯拉为了让全人类享用成果,没有选择申请专利,最终欠下JP摩根巨额债务。
爱迪生与特斯拉交直大战不可避免。19世纪80年代初期,爱迪生因将电引入人们的生活而在美国家喻户晓,他建成的输电系统使用的均是直流电(DC)。1884年,28岁的塞尔维亚人特斯拉手握巴切罗写给爱迪生的推荐信,飘洋过海来到美国纽约顺利见到了爱迪生。在他为爱迪生的公司工作期间,爱迪生曾口头许诺:如果特斯拉能够改进公司涡轮机的设计,将为他提供五万美元的报酬。而当特斯拉出色地完成任务后,爱迪生却食言了,并声称之前只是玩笑之言,“特斯拉,你不懂我们的美国式幽默。”特斯拉便离开了爱迪生的公司,就此种下了交直流大战的种子。
19世纪末特斯拉独自将交流电技术尝试商业化。在特斯拉离开爱迪生之后,便开始针对交流电的产生、输配和使用进行了一系列的发明和技术革命,1887年,特斯拉注册了交流电的专利,1888年,交流电(AC)技术投入市场。与直流电相比,交流电系统具有可高伏输送的优点,电流输送范围更广,输送效率更高,所使用的导线更细,减少了铜的消耗。远距离传输也减少了电站的数量,建设成本也更低。彼时,交流电与直流电大战也拉开帷幕。
特斯拉交流电最终赢得胜利,最终成为各个国家最通用的电流形式。在交流电与直流电之争热烈上演的历史中,有两个事件可以称为特斯拉对爱迪生的漂亮反击:
① 特斯拉亲身试电
1893年,历史上第一次电气交易会哥伦比亚博览会进行招标,这对于爱迪生和特斯拉来说,是交直流大战中的重要一役。最初以爱迪生为代表的通用电气报价180万美元,使用直流电发电系统,但很快就被主办方驳回,因为这一报价远远超出其预算。于是爱迪生狠下心把报价压缩到55.4万美元,正当他胸有成竹、势在必得之时,威斯汀豪斯带领的西屋电气以39.9万美元的超低价格成功中标,而他使用的是特斯拉发明的交流电系统。在展会上,特斯拉为了反驳爱迪生散播的交流电有致命危险的言论,一手高举磷光灯泡,另一只手摸向电门,以自己的身体为导体,点亮了手中的灯泡。对手的诽谤不攻自破,参会者都为之叹服。
② 攻克交流远距离输电难题
1897年,第一座位于尼亚加拉瀑布的水力发电站建成,成为了35公里外纽约州水牛城的主要供电来源。爱迪生的直流电系统面临远距离传输败下阵来,而特斯拉专门设计的交流电发电机运用交流电输电技术,用高压实现了远距离供电,彻底解决了尼亚加拉水电站远距离供电的难题。如今的尼亚加拉大瀑布的公园中还竖立着一座特斯拉的铜像。经此一役,也确立了交流电的主导地位,在与直流电的大战中赢得胜利,并一直保持到今天。
2.能源结构决定中美电网差异化形态
2.1中国能源资源禀赋形成大一统电网
多煤贫油少气决定了中国以火电装机为主。①中国的煤炭资源丰富,据《世界能源统计回顾2015》数据显示,中国能源消费结构中煤炭占比高达66%,约为天然气和石油消费总量的两倍。②依托于中国丰富的煤炭资源,发电装机结构中火电占据主导地位。
能源资源分布不均,形成特高压西电东送、北电南送的电网格局。我国电力供应以煤电为主,煤炭资源集中分布在华北、西北地区,而我国主要用电负荷中心集中分布在华东及东部沿海的人口密集区,供给与需求的空间错配客观上要求建设跨区域特高压电网,为全国统一电网的建设创造条件。
2.2美国依托区域资源形成分布式电网
美国能源结构主导者由煤炭变为天然气。美国拥有世界上最大的煤炭储量,是世界第二大煤炭生产国,回顾美国能源发展历史,直到20世纪80年代煤炭装机量占比维持在较高的水平。自2000年以来,随着美国页岩气革命的成功和向全世界蔓延,天然气逐渐在美国能源结构中占据绝对主导地位。
三大电网能源结构迥异,各成一体。依托于各自区域内的优势能源资源,美国形成了东部、西部和德克萨斯(ERCOT)三大电网体系。东部电网地区因靠近美国主要煤、气供应地而以煤炭和天然气发电为主。‚西部电网地区则因靠近科罗拉多山系和河流,分布有落基山脉等地势落差很大的山体,主要以水电装机为主。山脉地形客观上也阻碍了西部电网对外联结的发展。ƒ南部的德克萨斯电网处于页岩气盆地所在地,天然气发电一家独大,形成了区域内的独立小电网。
2.3中美电网结构形态的路径依赖
美国电网建设之初便是分散破碎的。①美国作为世界上最先广泛使用电力的国家,在资本主义私有制的经济体制下,其电力产业在自由市场中从无到有逐渐发展起来。基于这样的历史背景,美国的电力产业结构非常复杂,尤其是电网的产权结构支离破碎,分散掌握在超过五百家的公司与组织手中。再加上电力产业的自然垄断性质,每一家电力公司都是当地的行业垄断者。②而美国宪法高度重视对私有财产权的保护,不能随意干涉电力公司的经营,因此只能协商、呼吁邻近区域的电力公司联合成立电网调度组织RTO(Regional Transmission Organization)或者ISO(IndependentSystem Operator)。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
3月7日,在±800千伏陇东—山东特高压直流输电工程施工现场,国网甘肃省电力公司复工检查组开展检查,督促施工人员落实复工五项基本条件要求,严格按照复工“七步法”开展标准化复工复产工作,进一步深化“严入、强训、必考”工作机制,抓实关键岗位人员、新入场班组准入工作。为加快各项重点工程建设
春回江汉大地,3月12日,在湖北监利市马歇口镇的一处水田旁,80米高的±800千伏复奉线铁塔巍然耸立,国网湖北超高压公司多组检修人员有条不紊地开展作业。自3月8日起,该公司计划利用12天时间,对该线路湖北段201基铁塔和线路开展检查,消除冬季冻雨带来的隐患和缺陷,确保这条西电东送跨区大动脉安全
“注意牵引机牵引的速度和力度,保持导引绳与跨越物间的安全净空距离。”3月10日,在湖南石门县±800千伏宁夏—湖南特高压直流输电工程湘1标段的总控制室内,操作员王武军一边操作着手柄一边紧盯屏幕上的数据和图像,安全员的提示从传呼机里传来。当天,宁电入湘工程湘1标段开展首段架线暨跨越±800千
山东是我国的工业大省。“外电入鲁”对山东经济社会发展带来了哪些好处,当前对“外电入鲁”又有哪些思考?对此,中能传媒记者采访了全国人大代表、国网山东聊城供电公司数字化与通信工作部信息运检班班长冯涛。中能传媒:您认为“外电入鲁”给山东带来哪些好处?冯涛:近年来,为落实国家“西电东送”
“我对政府工作报告中提及的能源保供、人才培养、国家安全等方面的内容印象深刻。”3月6日,全国人大代表、国网河南新乡供电公司新乡变电运维站副站长高珂向记者分享了聆听政府工作报告的感受。中能传媒:请展开谈谈这些内容对您的启发。高珂:能源保供方面,政府工作报告提出,加强大型风电光伏基地和
记者4日从国网山西省电力公司获悉,自2017年6月30日投运以来,±800千伏雁门关—淮安特高压直流输电工程(下称“雁淮直流”)累计输送电量突破2000亿千瓦时,约合电煤7000万吨,减排二氧化碳1.96亿吨。±800千伏雁门关—淮安特高压直流输电线路是中国“西电东送”“北电南送”的重要通道,同时也是晋电“
3月1日,在陇东-山东±800kV特高压直流输电线路工程(山西段)施工现场,大型牵张设备完成入场检验,第一批240余名施工人员全部到位。据悉,陇山特高压工程是“十四五”电力发展规划的重点工程,也是我国首个“风光火储一体化”大型综合能源基地外送项目。线路全长927公里,起点为甘肃陇东庆阳,终点为
记者3日从国网山西省电力公司获悉,随着陇东-山东±800kV特高压直流输电线路工程(山西段)复工复产,山西电网500千伏以上输变电工程基建项目进入有序复工阶段。3月1日,在陇东-山东±800kV特高压直流输电线路工程(山西段)施工现场,大型牵张设备完成入场检验,第一批240余名施工人员全部到位,该工程成
北极星输配电网获悉,2月19日,国网蒙东电力有限公司承建的白音华国电投电厂500千伏送出工程稳定运营达成目标,该工程也是内蒙古2024年首个投运的特高压配套电网工程,同时也是内蒙古能源保供重点工程。工程于2023年5月13日开工建设,总投资12.18亿元,是锡林郭勒盟—江苏泰州±800千伏特高压直流输电
北极星输配电网获悉,近日,宁湘特高压工程甘肃段正式进入铁塔组立阶段。宁夏-湖南±800千伏特高压直流输电线路工程是我国首条“沙戈荒”风光电基地外送电特高压工程。线路全长约1616公里,其中甘肃境内184.008公里,新建铁塔347基,途径静宁县、庄浪县,天水市麦积区、秦安县、清水县和两当县。甘肃段
1月26日,国网湖州供电公司联合国网空间技术公司对±800千伏复奉特高压输电线路开展直升机巡检,全力保障大电网安全运行,确保人民群众过一个祥和、温暖的新春佳节。湖州是各电压等级齐全、电网分布密集的电力输送核心区,境内有特高压及跨区直流线路12回,线路长度924公里,占全省线路总规模40%以上。
10月8日获悉,中国电力科学研究院有限公司于近日支撑国家电网有限公司国家电力调度控制中心,完成了2024年度公司系统500千伏及以上7400余项主网输变电设备检修窗口期计划的编制,为生产经营打好基础。检修窗口期是指一年中可以安排输变电设备开展检修的时间段,在此时间段内进行设备检修,可统筹兼顾电
12月29日,青岛观龙500千伏变电站工程主体送电成功。变电站位于青岛市西海岸新区,采用北斗导航定位、大数据、人工智能等先进技术,实现当年开工当年投产和零缺陷移交、零问题投运。至此,山东今年11项主网投产任务和“十三五”期间的主网500千伏输变电工程圆满收官。“十三五”期间,山东电力攻坚作为
1月16日至31日,福建电网和主要发电企业均未发生安全生产事故,福建电网主网输变电设备未发生异常;直调主要发电厂设备发生异常2起。一、电网负荷及发电情况(一)全省发电情况1月下半月,全省发电厂发电量64.92亿千瓦时,同比减少15.18%。其中:水电发电量14.04亿千瓦时,同比减少44.78%;火电发电量31.49亿
国网浙江省电力公司输变电项目2015年第五批设计、施工、监理招标项目(招标编号:ZBGW15-035)的评标工作已经结束,经评标委员会评审,评标结果公示如下:[$NewPage$][$NewPage$][$NewPage$][$NewPage$][$NewPage$][$NewPage$][$NewPage$]中标候选人对以上结果如有疑义,可以自公示之日起3日内,向招标人
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!