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智能电网引发能源革命积极探索符合国情道路
jiang_0514 发表于 2009/9/8 9:31:50 1034 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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智能电网引发能源革命积极探索符合国情道路
作者： 来源：赛尔输配电产品应用开关卷 总第84期
2009年5月21日，国家电网公司在“2009特高压输电技术国际会议”上提出了名为“坚强智能电网”的发展规划。国务院副总理张德江明确表示，政府未来将加大对特高压输电技术研究的支持力度，加快特高压技术发展步伐，从实际出发积极探索符合中国国情的智能电网发展道路。
“我们要在2020年全面建成坚强的智能电网。”国家电网公司总经理刘振亚也在当天的会议上公开宣布。刘振亚表示，积极发展智能电网已成为世界电力发展的新趋势。国家电网公司已确立有关发展目标，即加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网。
国网公司将按照统筹规划，统一标准，试点先行，整体推进的原则，在加快建设由1000kV交流和±800kV、±1000kV直流构成的特高压骨干网架，实现各级电网协调发展的同时，分阶段推进坚强智能电网发展。2009~2010年为规划试点阶段；2011~2015年为全面建设阶段；2016~2020年为引领提升阶段，全面建成统一的坚强智能电网，技术和装备全面达到国际先进水平。届时，电网优化配置资源能力将得到大幅提升，清洁能源装机比例有望达到35％，分布式电源实现“即插即用”，智能电表普及应用。
这是智能电网概念在中国引爆的近半年来决策层在此问题上首次公开表态。
电网技术和理念的革新
国家电网中国电力科学研究院副总工程师胡学浩对智能电网做出的定义是：“以物理电网为基础，在中国以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，将现代化先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。智能电网具有坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化等特征。”
“家庭用电的电价会根据一天中不同时段来自动定价，比如傍晚用电高峰期，电价自动上扬，白天用电低谷时电价自动下调；不必为停电而担心，因为智能电网的自愈功能可以在最短的时间内实现自动恢复；用户在电能富裕时，还可把电卖出去……”
这是智能电网应用在生活中形象的描述。
“有插座的地方就有能源，有插座的地方就有信息互动。消费者既可以是电力客户，也可能成为风能、太阳能、氢电池、生物沼气灯小型电力供应商。如同手机话费计量一般，携带芯片的充电装置将在公共插座上实现买电或售电的交易行为，携带芯片的家电和其他电力用户设施将实现遥控管理。”中科院首席能源专家武建东说。
从普通人的生活到电力工业本身，再到国家能源战略层面，智能电网的概念无疑是对现有技术和理念的一场革新。在社会生活层面，电表作为电力系统的一个终端，目前只能实现单方面的交流，也就是只能达到自动读取的功能，而不是双方互动的交流；而智能电表的应用则可以使用户和电力系统之间实现互动。比如，电力供应机构可以精确地了解用户的用电规律，可以在电力供应高峰期或需求大于供给时，适当提高电价；而用户此时可以把家里的替代能源设备打开，或者把熨衣服、烧热水这些可调时间的家务挪到用电低谷的时候做，因为用电低谷的电价可能要便宜很多。
对于电力系统来说，智能电网则主要包含三个层面的内容：先是利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控，然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后通过对数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统运行的优化管理。
当然，智能电网的意义并不仅仅局限于优化电力公司的管理。传统化石能源紧缺的压力以及各国政府对环境的日益重视，使得以太阳能、风能和生物质能为代表的清洁、高效的可再生能源有着广阔的发展前景。而清洁能源发电、输电，需要原有的电网更加智能化，使得能源从生产、传送到最后使用的过程受到集中监控和管理。
以中国农村常见的小水电站为例，现在的情况是有多余的电就卖给电网，但是由于政策的原因和定价的原因，他们把电低价卖给电网，然后电网又把这些电高价卖给农村市场，使得清洁能源没有带来成本降低，没能使当地的农民受益。如果能通过成本核算进行更好的定价，清洁能源就能从中获益，从而更快地发展；而要进行更好的定价，就得依赖于更多的数据收集和更好的数据分析处理，智能技术将因此有了用武之地。
据武建东初步估算，为推行国家互动电网的战略改造，我国需要更新百万个以上变电站，将3000万至5000万块电表更改为智能电表。根据政策开放程度，电网还可以开放宽带、电视盒通讯等业务，而这将是一个比3G业务更宏大的产业空间，更能拉动内需。
特高压是核心环节
刚刚公布的《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》提出，要加快特高压输电技术的自主化水平。张德江指出，我国一次能源分布与生产力布局很不均衡，加快建设特高压电网，有助于促进能源布局结构调整和能源资源优化配置，有助于确保能源安全可靠供应。
刘振亚介绍，中国的一次能源资源分布与生产力布局的不均衡表现在，煤炭、水能以及可大规模开发利用的陆地风能和太阳能资源主要集中在西部和北部地区，而能源消费需求主要集中在经济较为发达的中东部地区。东部地区由于受土地、环保、运输等因素的制约，已不适宜大规模发展燃煤电厂。要满足未来持续增长的电力需求，必须实施远距离、大规模输电，走全国范围优化配置资源的道路。
经济的增长决定能源需求还将继续增长。据了解，到2020年，用电需求将达到7.7万亿千瓦时，发电装机达到16亿千瓦左右，均在现有的基础上翻一番。
刘振亚表示，中国的水能、风能、太阳能等可再生能源资源具有规模大、分布集中的特点，需要走集中开发、规模外送、大范围消纳的发展道路。同时，风电、太阳能发电具有随机性和间歇性的特征，水电具有明显的季节性特征，客观上要求电网大幅提高安全稳定水平。发展核电也需要坚强电网的有力支撑。通过建设特高压电网，能够实现各种清洁能源的大规模、远距离输送，在全国范围内优化配置，促进清洁能源的高效、安全利用，提高可再生能源的消费比重。
“为此，中国政府已将特高压输电纳入了应对气候变化国家方案。”刘振亚说。
国家电网公司研究室主任葛正翔表示，“中国的智能电网首先是一个坚强的电网，其中，具有长距离、大容量、低损耗功效的特高压电网技术，将成为核心环节。”
我国一直鼓励并支持特高压技术。采用特高压输电一方面可以减少在输电过程中的损失，还能降低导线成本，也有利于消纳用电负荷。
胡学浩表示，“基于我国能源远离负荷中心的实际情况，当前电网的开发重点在输电网。”也就是说，采用特高压输电技术是当务之急。
今年作为“坚强智能电网”规划实施的第一年，我国首个百万伏交流输变电项目——晋东南-南阳-荆门特高压试验示范工程于1月建成投运，并建立了系统的特高压标准，该项目至今已安全稳定运行逾200天，充分证明我国已全面掌握特高压的核心技术。此外，年内还将开工建设淮南-上海、锡盟-上海、陕北-长沙三大特高压交流输变电工程。期间，其他智能电网建设方面工作包括：全数字化变电站大面积试点，数字化开关、互感器等元器件的试用，750kV柔性输电建成示范工程，用电管理系统开发，分布式电源接入方案等。
葛正翔认为，中国在特高压领域的成功实践，为建设坚强智能电网打下了良好的基础。
通过国家电网公司与设备制造等企业的共同努力，自主研制了世界上首套1000千伏、300万千伏安单体式特高压变压器等关键设备，生产了代表当前最高技术水平的特高压GIS和HGIS开关设备，掌握了一批具有自主知识产权的装备制造核心技术，形成了全套特高压输变电设备的国内批量生产能力，实现了我国输变电装备制造业的技术升级，显著提升了我国民族装备制造业的自主创新能力和国际竞争力。
一个新的“四万亿”
国家电网公司公布数据显示，在发展规划的三个阶段中总投资预计超过4万亿，第一阶段（2009~2010年）预计投资5500亿元，其中特高压电网投资830亿元；第二阶段（2011~2015年）预计投资2万亿元，其中特高压电网投资3000亿元；第三阶段（2016~2020年）预计投资1.7万亿元，其中特高压投资2500亿元。以此数据粗略推算，电网建造过程中，特高压总投资将达6330亿元；另据相关数据显示，电网建造过程中，智能化方面的投资将达每年660亿~680亿元，以2009~2020年的规划时限为基准，智能化方面的投资最少将达7260亿元。
胡学浩表示，我国信息化水平已初步达到建设智能电网要求；自动化控制领域的技术研究走在世界前列；数字化变电站研究成果已应用于工程实际；双向信息交互与互动积累了相当多的经验。这些都是我国智能电网建设的基本条件。
但他并没有看轻我国发展智能电网的难度，“我国智能电网技术的实施是一个长期过程，要根据实际需要和可能逐步进行，期间会有变化，有些技术要试点后推广，切忌盲目投入。”
“产品标准就将是一个关键而有争议的问题”，胡学浩说，“智能电网涉及许多电气产品和技术、供应商的利益，不同产品供应商会采用不同的技术、标准，选用某种产品有时往往会决定技术的发展方向和走势。”
中国智能电网建设的过程中，总投资约7260亿元的智能化方面将带动信息化平台、调度自动化系统、稳定控制系统、柔性交流输电，变电站自动化系统、微机继电保护、配网自动化系统、用电管理采集系统等方面的市场需求；而总投资约6330亿元的特高压方面将带动特高压变压器、电抗器、断路器、避雷器、抚瓷、特高压开关设备等方面的市场需求。
然而智能化与特高压两方面的投资只能算“坚强智能电网”的一大部分，它对其它相关行业的带动作用依然是个天文数字。“由于智能电网的兼容性极强，且特高压加智能化可实现电力资源的大范围优化配置，这就为分布式可再生能源发电的发展创造了必要条件。”清华大学电力系统研究所何光华教授认为，智能电网的发展必将大大利好于风电、光伏、核电、地热和潮汐等新能源领域，甚至是电动汽车的充电体系。
武建东在其发布的《中国智能互动电网发展战略报告》中预计，如果2009年就启动国家互动电网的改造，每年有可能拉动国民经济增长一个百分点左右。如由各地电力、通讯和军队通讯兵联合施工，3到5年内我国主要城镇可初步实现电网的互动化运行并占领全球能源变革的制高点。