可再生能源占比扩大至20%…重塑“结构大变革”的电力市场
分布式电源增加带动配电网需求扩大
5年内增长40%↑…占发电装机的20%
电缆入地化、直流化推高投资规模
韩国电力公司今年首次着手制定长期配电计划,预计电网结构转型将全面提速。随着全国范围内分散布局的小规模光伏和燃料电池等可再生能源电源快速增加,配电网需求大幅攀升。
与此同时,电缆入地化和直流化等技术变革同步推进,使得设备更替和投资扩张已成必然。这被解读为在反映电力系统正从以大型发电厂为中心的输电结构,向以地区为单位的分布式供电体系转型的趋势。
17%发电源使用配电网……光伏占绝大多数
22日,韩国电力公司与去年合作的173个地方自治团体对与配电网相连的分布式能源现状进行调查后结果显示,目前有26吉瓦(GW)规模的发电设施通过配电网供电,占全部发电设施的约17%。其中95%为光伏发电。
韩国电力公司预计,这一数值到2028年将增至36GW,增幅约40%,届时将占全部发电设施的20%。目前集中在湖南地区的光伏,今后有望扩散至岭南地区、忠南地区等全国各地。
电力系统分为输·变电和配电两部分。从发电厂到变电站输送高压电的区段为输·变电网,从变电站经电杆线路或电缆入地(地下)线路向家庭和建筑供电的区段为配电网。通常变电站以22.9千伏(㎸)电压供电,在电杆处将电压降至220伏后再输送给用户。
以往一般是将燃煤、燃气等大型火力发电厂和核电站、大型风电场生产的电力,通过154㎸以上的高压输电网送至变电站。
相反,近年来激增的光伏发电以全国分散的小规模形式安装,大多直接接入22.9㎸的配电网。燃料电池等发电量较小的电源也利用配电网供电。随着这类分布式电源增加,配电网需求迅速攀升。因此,《分布式能源活性化特别法》(第18条)规定,作为配电运营商的韩国电力公司必须制定配电网扩容计划。
此次将制定的首个长期配电计划,预计将反映纳入第11次电力供需基本计划(2024~2038年)中的分布式能源扩张预期。此前,韩国电力公司已基于第11次计划发布了规模为72.8万亿韩元的长期输·变电投资计划,比此前第10次计划(56.5万亿韩元)增加28.8%。
配电网投资也预计将相应扩大。韩国电力公司曾以第10次计划为基准,估算配电网投资规模为31万亿韩元。若按输·变电投资增幅简单换算,则约为40万亿韩元,有部分专家认为最高可能达到50万亿韩元。
Seung-Hoon Yoo 首尔科技大学教授表示:“由于可再生能源扩张和电缆入地化,配电网投资规模可能逼近50万亿韩元。”分析认为,随着将架空线路改为地下电缆的入地化工程扩大,施工成本也大幅增加。
推进配电网“直流”转换……投资将进一步增加
今后若配电网由交流(AC)方式转为直流(DC)方式,投资规模预计将进一步扩大。当前不断增加的光伏、储能装置(ESS)、燃料电池、电动汽车等分布式电源,大多以生产或使用直流电为结构。目前是先通过逆变器将直流电转换为交流电再供电,在这一过程中会产生能量损失。
韩国电力公司解释称,一旦配电网转为直流方式,就可以减少这类电力变换环节,从而使整体电力效率提高约10%至15%。像数据中心这类直接使用直流电的设施,如能直接接收直流电供电,就可以减少能源浪费。
直流配电技术按电压划分为低压直流配电(LVDC,1.5㎸以下)和特高压直流配电(MVDC,1.5~100㎸)。LVDC尚处于初级阶段,MVDC则在国内外正积极开发中。
美国计划在电动汽车充电网络中应用MVDC。德国正在开展同时使用LVDC和MVDC的混合方式示范项目。超高压直流输电(HVDC)已应用于输电网,在国内外正快速实现商业化。
不过,直流配电尚未被纳入此次首个长期配电计划。韩国电力公司相关人士表示:“直流配电在技术示范和制度完善方面仍有更多需求,可能从第二轮计划开始才会被纳入。”
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