任何一種能源都有其局限性,智能電網(wǎng)的核心任務(wù)就是把各種一次能源轉(zhuǎn)換成的電能,盡可能安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地輸送給用戶,確保環(huán)保減排,消除霧霾,增加社會福利。
智能電網(wǎng)就是對電力系統(tǒng)的一個愿景,但國情決定了各國智能電網(wǎng)的重點有一定的不同,比如中國的遠(yuǎn)距離特高壓輸電的需求就是由中國能源資源分布的稟賦及經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的態(tài)勢決定的。
各個國家的國情決定了國際智能電網(wǎng)的統(tǒng)一模式很難快速實現(xiàn),比如中國1000千伏交流、800千伏直流特高壓這樣的輸電模式在歐美國家是沒有的。
在2014國際智能電網(wǎng)行動網(wǎng)絡(luò)(ISGAN)上海國際研討會暨第三屆中國智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇上,來自科技部、中國科學(xué)院、中國工程院、國家能源局、國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)和高校的專家,以及來自ISGAN25個成員國的能源事務(wù)官員,就智能電網(wǎng)發(fā)展的政策、技術(shù)、案例,智能電網(wǎng)從推動到實施等議題進(jìn)行了深入研討。
嚴(yán)峻的霧霾等環(huán)境問題以及可再生能源的蓬勃發(fā)展,要求我們必須加快能源及電網(wǎng)形態(tài)轉(zhuǎn)型。國家能源智能電網(wǎng)(上海)研發(fā)中心智能配用電所所長劉東在接受記者采訪時表示,積極推動智能電網(wǎng)建設(shè),無疑是解決我國能源發(fā)展深層次問題,從根本上緩解我國煤電運(yùn)營緊張矛盾的戰(zhàn)略措施。
中國特色的遠(yuǎn)距離輸電
我國70%以上的煤炭、水電、風(fēng)能、太陽能資源都集中在西部、北部地區(qū),而能源負(fù)荷中心則主要分布在東部、中部地區(qū)。能源資源與生產(chǎn)力分布的不均衡,使我國很難依靠傳統(tǒng)電網(wǎng)滿足東部、中部地區(qū)的能源需求。
為了應(yīng)對我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展不斷增長的能源需求,解決能源資源與用電需求地理分布上的不均衡問題,滿足低碳社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式對電力系統(tǒng)的要求,加速發(fā)展智能電網(wǎng)迫在眉睫。由此,國家電網(wǎng)公司于2009年5月發(fā)布了堅強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃。
根據(jù)規(guī)劃,堅強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展分為三個階段:2009-2010年為規(guī)劃試點階段,重點開展堅強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃工作制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范,開展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備研制以及各環(huán)節(jié)試點工作;2011-2015年為全面建設(shè)階段,加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè);2016-2020年建成統(tǒng)一的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)。
2013年7月,國務(wù)院常務(wù)會議在研究部署加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時,將加強(qiáng)城市配電網(wǎng)建設(shè),推進(jìn)電網(wǎng)智能化列為工作重點。國家電網(wǎng)公司表示,十二五期間將投資5000億元,建成連接大型能源基地與主要負(fù)荷中心的三橫三縱的交流特高壓骨干網(wǎng)架和13回長距離直流輸電工程,初步建成世界一流的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)。此外,南方電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃提出,將推廣建設(shè)智能電網(wǎng),到2020年城市配電網(wǎng)自動化覆蓋率達(dá)到80%.
支持政策頻出,帶動智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)持續(xù)升溫。據(jù)了解,未來8年國家電網(wǎng)投資額將達(dá)到3萬億元,其中特高壓電網(wǎng)占據(jù)9500億元。龐大的市場容量意味著智能電網(wǎng)持續(xù)高增長的確定性非常強(qiáng),明顯高于市場平均水平。智能電網(wǎng)所帶來的市場價值一點都不亞于信息化浪潮。劉東說。
ISGAN執(zhí)行委員會主席MicheledeNigris在接受記者采訪時表示:在中國,智能電網(wǎng)研究領(lǐng)域關(guān)注的是輸電,特別是遠(yuǎn)距離輸電。這需要更先進(jìn)的技術(shù),所以在這次會議上我們聽到更多有關(guān)高電壓等級的交、直流輸電網(wǎng)絡(luò),不只是點對點的網(wǎng)絡(luò)。多端直流在歐洲也是熱門的研究領(lǐng)域,不過目前還沒有廣泛利用。
對于遠(yuǎn)距離輸電帶來的挑戰(zhàn),中國工程院院士、國家電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院名譽(yù)院長薛禹勝在接受記者采訪時表示:中國的可再生能源資源與化石能源資源都集中在遠(yuǎn)離消費中心的西部及北部地區(qū)。中國電網(wǎng)不但要無條件接受分布式可再生能源入網(wǎng),支持電動汽車充換電網(wǎng)絡(luò),而且承擔(dān)著在廣域內(nèi)協(xié)調(diào)能源資源及遠(yuǎn)距離輸送巨量清潔電能的重任,在大規(guī)模不確定性的間歇式發(fā)電引起的電力平衡和安全穩(wěn)定等方面的壓力不斷增加。因此,國家電網(wǎng)公司提出建設(shè)堅強(qiáng)智能電網(wǎng)。
加強(qiáng)頂層設(shè)計
解決技術(shù)與非技術(shù)糅合問題
中國掌握了先進(jìn)的電力系統(tǒng)保護(hù)及控制技術(shù),在電力故障引起大停電的防御技術(shù)方面取得重要突破,建立了時空協(xié)調(diào)的多道防線,長期以來保持著良好的可靠性紀(jì)錄。薛禹勝表示。
但是目前的電力系統(tǒng)分析都是針對給定的邊界條件,而沒有考慮外部環(huán)境的影響。薛禹勝說,雖然安全穩(wěn)定防御系統(tǒng)已覆蓋全國4/5的省級以上電網(wǎng),但在應(yīng)對極端外部災(zāi)害方面仍存在不足,缺乏信息系統(tǒng)本身的多道防線,難以應(yīng)對極端災(zāi)害引起的復(fù)雜停電。將廣域信息的采集范圍從電力系統(tǒng)內(nèi)部擴(kuò)展到自然環(huán)境,將電力系統(tǒng)自然災(zāi)害防御的陣地前移,將預(yù)案型安全防御提升為主動性防御,這些應(yīng)該是目前需要全力解決的問題。
研討會上,我們還進(jìn)一步討論了智能電網(wǎng)今后的學(xué)術(shù)發(fā)展方向,如電力系統(tǒng)需要與人口、地理環(huán)境、社會因素相結(jié)合。為解決由自然災(zāi)難產(chǎn)生的大停電問題,必須考慮環(huán)境安全、能源市場安全、物理安全。薛禹勝表示,對于中國能源業(yè)來說,防御的概念無止境,災(zāi)難永遠(yuǎn)是對人類的挑戰(zhàn)。
我們急需一個頂層設(shè)計來解決技術(shù)與非技術(shù)之間的糅合問題,在逐步完善防御體系方面還有很多工作要做,需要充分做好風(fēng)險管理的預(yù)案,安排好各種防御措施,擴(kuò)展一般意義上的三道防線概念,以應(yīng)對極端災(zāi)害事件。薛禹勝解釋,比如在應(yīng)對自然災(zāi)害方面,如果能將信息采集擴(kuò)展到電力系統(tǒng)之外,前移到氣象領(lǐng)域,就有可能預(yù)測凍雨、臺風(fēng)與雷擊的趨勢,留出更長的時間來準(zhǔn)備預(yù)案,調(diào)度救災(zāi)物資及部署搶修隊伍。
國家能源智能電網(wǎng)(上海)研發(fā)中心主任江秀臣介紹說,國家能源智能電網(wǎng)(上海)研發(fā)中心在新能源