http://www.kblhh.cn 2009-07-07 08:14 來源:英大網
編者語:在金融危機和能源緊缺雙重夾擊下,美國已明確將斥巨資啟動新能源戰略,以期達到一箭雙雕的效應——擺脫對海外能源的過分依賴、挽救本國經濟。
智能電網遠景模擬圖
在美國的新能源戰略中,智能電網是核心工程。美國今年2月發布的《經濟復蘇計劃》以及5月發布的第一批16個智能電網的行業標準,標志著其智能電網項目已正式啟動。
與此同時,智能電網概念也在中國廣為傳播,一場發展智能電網的探索和討論已然引爆。
中國式智能電網什么樣?智能電網會給我們的生活帶來哪些改變?智能電網能否成為中國經濟創新增長的超級引擎?
長期從事智能電網研究的電力專家江浩發現,“智能電網”這個詞最近變得格外流行起來:“自今年5月國家電網公司首次公開提出‘堅強智能電網’概念以來,伴隨著一種利好預測,越來越多的人對這一領域表示出了興趣。”江浩說。
Smart(智能):經濟!經濟!還是經濟!
盡管“智能電網”一詞日漸流行,但仍有許多人并不十分確切地了解什么是智能電網、為什么要發展智能電網。
2009年伊始,在國際金融危機沖擊下,美國總統奧巴馬在一份論述美國經濟恢復和再投資計劃的報告中提出,將啟動“智能電網”工程作為其經濟復興的核心引擎,再造美國能源產業革命,重塑美國競爭力。
2009年5月21日,中國國家電網公司首次公開提出“堅強智能電網”概念,明確以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎,利用先進的通信、信息和控制技術,構建以信息化、自動化、數字化、互動化為特征的統一的堅強智能化電網。
與此同時,歐洲也啟動了一項超級智能電網計劃。
在國際能源科技的舞臺上,智能電網一時風光無限。
Smart(智能)的背后,是一個“E”的驅動——“economic(經濟)”。
中國電科院專家趙江河分析,“智能電網”的經濟性,對于美國來說,在于解決電力需求的增長與日益老化的電網框架之間的矛盾,也在于解決運行成本控制與相應監管政策的不確定性的矛盾,同時,不可再生能源的過度開采和利用,造成生態環境破壞和能源枯竭,信息化、數字化等新技術的驅動等也成為智能電網在美國得到高度重視的內在因素。“2003年美加大停電后,美國電力行業決心利用信息技術對陳舊老化的電力設施進行徹底改造,開展智能電網研究,以期建設滿足智能控制、智能管理、智能分析要求的靈活應變的智能電網。”
“而歐洲各國的能源政策更加強調對環境的保護和可再生能源發展,尤其是鼓勵風能、太陽能和生物質能等可再生能源發展。”趙江河說,“歐洲對新能源和潔凈能源的高度重視及現代新技術的發展對電網有了更高的要求。”
中國電科院副總工程師胡學浩認為,美國發展智能電網的驅動力主要為關注現有電網基礎設施的升級和更新,提高供電的可靠性,避免發生類似“8·14”的北美大面積停電事故的狀況,防止恐怖襲擊;最大限度地利用突飛猛進的信息技術、通信技術和計算機技術,將其與傳統的電網緊密地結合起來;利用先進的表計基礎設施(AMI,Advanced Metering Infrastructure)和需求響應(DR,Demand Response)等技術,實現與用戶間的雙向流動,促進電力公司在不斷開放的電力市場中更好地為客戶服務。
“歐洲國家發展智能電網,主要源于供電的安全性問題,即一次能源的缺乏、供電可靠性和電能質量以及供電能力等;再就是環境問題,即如何應對氣候變化、保護自然環境。當然,國際電力
市場的作用也不可忽視,比如智能電網能提供低廉的電價和提高能效、進行創新和提高競爭能力。”胡學浩說。
但在中國,由于國情不同,發展智能電網的驅動力也與歐美有差別。“在我們國家發展智能電網,首先是要滿足用電需求。在中國,目前75%的裝機來自煤電,新能源、可再生能源的比例非常小,而電力需求每年增加10%~15%。從2005年開始,裝機容量三年增加了3億千瓦。中國的經濟在迅速增長,電力負荷迅猛加大。在這種情況下,更強調電網的安全性。但在環保這一點上,所有地區都是共通的,大家都認識到,發展智能電網能更好地提高電能質量,保障電力供給的經濟性,更好地節約能源。”胡學浩分析。
智能電網通過電力流、業務流、信息流的一體化融合,實現多元化電源和不同特征電力用戶的靈活接入和方便使用,極大提高電網的資源優化配置能力,大幅提升電網的服務能力,帶動電力行業及其他產業的技術升級,滿足我國經濟社會全面、協調、可持續發展要求,涉及到電力發、輸、配、售、用的各個環節。
“在當前的國內外經濟社會形勢下,建設中國智能電網對于促進節能減排,發展低碳經濟,拉動內需,帶動相關產業發展,改善民生,保障經濟社會和諧發展,彰顯大國責任具有重要意義,因此是國家能源戰略的必然選擇。”趙江河表示。
Strong(堅強):
堅強電網為智能電網奠定基礎
國外專家認為,未來的智能電網必須滿足“堅強”的定義:在電網發生大擾動和故障時,電網仍能保持對用戶的供電能力,而不發生大面積的停電事故;在自然災害和極端氣候條件下或人為的外力破壞下仍能保證電網的安全運行;具有確保信息安全的能力和防計算機病毒破壞的能力。
堅強智能電網正是對這一定義的解答。
在中國,開展智能電網的體系性研究雖然稍晚,但在智能電網相關技術領域開展了大量的研究和實踐,在輸電領域,多項研究應用達到國際先進水平,配用電領域智能化應用研究也正在積極探索。
結合國際電網技術發展方向和我國電網發展特點,國家電網公司重點組織開展了新型能源接入、特高壓輸電、大電網運行控制、數字化變電站與數字化電網、靈活交直流輸電及儲能、電網防災減災與城鄉電網安全可靠供電、電網環保與節能等方面的研究,培育出一批具有國際先進水平、引領電網發展的科技成果,在特高壓輸電技術、電網廣域監測分析保護控制技術、電網頻率質量控制技術、穩態/暫態/動態三位一體安全防御技術和自動電壓控制技術等方面處于國際領先地位。
胡學浩介紹說,國家電網公司大力推進特高壓電網、“SG186”工程、一體化調度支持系統、資產全壽命周期管理、電力用戶用電信息采集系統和電力通信等建設,打造堅強電網,強化優質服務,為智能電網建設奠定了扎實的基礎。目前,1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程已正式投入運行,特高壓系統和設備運行平穩,全面驗證了特高壓交流輸電的技術可行性、設備可靠性、系統安全性、設計和施工方案的先進性以及環境的友好性,實現了我國在遠距離、大容量、低損耗的特高壓核心技術和設備國產化上的重大突破。
2007年,華東電網公司啟動了高級調度中心、統一信息平臺等智能電網試點工程,目前,先行開展的高級調度中心項目一期工作已通過驗收。上海市電力公司在2008年開展了智能配電網研究,重點關注智能表計、配電自動化以及用戶互動等方面。此外,華北電網公司也于2008年啟動了數字電表等用戶側的智能電網相關實踐。
Safe(安全):一個最為重要的環節
美國首任智能電網互動操作全國協調員喬治·阿諾德近期接受媒體采訪時說,保障智能電網的安全性是智能電網工程落實過程中最為重要的環節。
安全更需要堅強的保障。安全還意味著,中國式智能電網還必須根據國情制定發展路線。
“我國的國情與美國、歐洲的情況相去甚遠,智能電網發展的思路自然也應不一樣。”趙江河說,美國、歐洲等發達國家電網的格局已基本穩定,負荷增長很小,所以他們將智能電網的研究及應用重點放在配電和用電領域。而我國能源格局決定了輸電網建設快速發展,特高壓輸電技術的研究及應用繼續深入,所以我國在智能電網的研究和應用方面,應圍繞輸電網的安全運行、可靠經濟等要求展開技術研究,在近期應將建設重點放在輸電網智能化領域。智能配電網可采用先研究、試驗,后評估、規劃,再規模建設的積極穩妥戰略。
智能電網的建設是一項高度復雜的系統工程,不僅要解決眾多的技術難題,還需要深入研究與之配套的宏觀政策、社會經濟、發展戰略、市場機制、經營管理等方面的軟科學問題。
電力系統自動化專家楊旭升博士建議,開展我國智能電網架構設計,要立足我國電網自身的特點和現有的信息、控制、管理系統發展水平,綜合考慮未來相關技術的發展方向,參考國外的研究成果,提出我國發展智能電網的構架和體系,保證我國智能電網具備可靠、靈活、開放的特點,能夠同時滿足電網規劃建設、運行控制、資產管理、用戶管理等方面的需要。
更為重要的是,要統籌考慮電網規劃、建設、改造和技術升級。我國在特高壓輸電系統的基礎上,在電網建設和引入信息、控制等技術過程中,統籌考慮電網規劃、建設、改造和技術升級,能夠更好地實現整個電網在運行控制和管理維護上的智能化,達到電網更安全可靠、經濟環保的目的。