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智能电网 路径新择

智能电网 路径新择

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智能电网 路径新择

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       在美国总统奥巴马2月17日签署的高达7870亿美元的经济刺激计划中,安排了1200亿美元用于基础设施建设,大规模建设智能电网位列其间。

  在中国,智能电网的研究及应用几年前就已启动:2007年,华东电网公司开始了智能电网探索之路;紧随其后,华北电网公司在智能电网方面迈出步伐。

  智能电网与传统电网有何不同?在当前扩内需、调结构的形势下,它能否成为改变电网发展方式的抓手,加快推进电力工业结构调整?从积极倡导者的热望来看,智能电网不仅能提高能源的利用效率,它还应该是未来电网发展的方向,理应成为电力工业结构调整的一个重要部分。

 电网建设不只是输配能力建设

  长久以来,相对于电源建设而言,我国的电网建设滞后。在扩内需、保增长、调结构形势下,电力结构调整才有了一个标志性变化:2008年电网基本建设投资占电力投资的比例已达到50.05%,首次超过了电源投资。在电网建设方面,建设特高压“节能高速公路”、强化配网确保供电质量,已成为提高我国能源开发利用效率的基本途径。而关于建设智能电网提高我国能源开发利用效率的研究及应用则只停留在几个区域电网公司,还没有上升到国家层面。

  2007年10月,华东电网公司正式启动智能电网可行性研究项目,规划了2008年~2030年的“三步走”战略,即在2010年初步建成电网高级调度中心,2020年全面建成具有初步智能特性的数字化电网,2030年真正建成具有自愈能力的智能电网。该项目的启动标志着中国开始进入智能电网领域。

  今年2月28日,作为华北电网公司智能化电网建设的一部分———华北电网稳态、动态、暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统在京通过专家组验收。这套系统首次高度集成了以往分散的能量管理系统、电网广域动态监测系统、在线稳定分析预警系统,调度人员无需在不同系统和平台间频繁切换,便可实现对电网综合运行情况的全景监视,并获取辅助决策支持。我国智能电网建设迈出了更为坚实的一步。

  从智能电网概念的发展可以看出,智能电网并没有一个确定的概念,需要根据实际情况赋予新的含义。笼统地说,智能电网就是把最新的信息化、通信、计算机控制技术和原有的输、配电基础设施高度结合,形成一个新型电网,实现电力系统的智能化。智能电网与传统电网的不同之处在于:智能电网强调电网与用户的互动,电网公司可以及时知道用户的需求,用户也可以及时了解电网的动态,从而提高电网运营的安全性、可靠性和经济性,降低用户的电费支出,并提高能源利用效率,实现节能减排,优化电力结构。

  有关专家解释,电网输配能力的建设可以说是电网的“硬件”建设,而智能电网建设则是电网的“大脑”建设,但“智能”的侧重点根据不同的国情有所不同。外国智能电网更多地关注配电领域。目前,我们需要更多地关注智能输电网领域,把特高压电网的发展融入其中,保证电网的安全可靠和稳定,提升驾驭大电网安全运行的能力。另外,我国电网企业正在转变电网发展方式,用户的用电行为也在发生变化。以建设智能电网为抓手,能够比较方便地建成满足未来需要的下一代电力网络。

  智能电网的利益相关者主要是国家、电网公司和用户三部分,当然还有设备制造商、电建公司等其他角色,但主要还是前三类。国家对能源、对电网的期望是什么?从国家的政策可以看出,是调整结构、节能减排、提高能源利用效率。电网公司主要关注哪些方面?当然是电网运营的安全性、可靠性和经济性。用户关注什么?主要是电费支出和用电可靠性。智能电网将使这三方获益。

 智能电网为结构调整 提供新路径

  我国电力工业面临着类似于欧美国家的情况:在宏观政策层面,电力行业需要满足建设资源节约型和环境友好型社会的要求,适应气候变化;在市场化改革层面,交易手段与定价方式正在改变,市场供需双方的互动将会越来越频繁。这说明智能电网建设将成为我国电网发展的一个新方向,也将成为国家能源安全战略的一个有机组成部分。仅就电力结构调整而言,智能电网的出现提供了新的路径。

  智能电网的核心技术是数字化电网、分布式能源系统、信息化家电和蓄能式混合动力交通工具,美国在这方面已经进行了大量技术准备。美国《财富》杂志说,政府和业界研究估计,随着配电系统进入计算机时代,现代化的数字电网将使美国能耗降低10%,温室气体排放量减少25%,并节省800亿美元新建电厂的费用。《纽约时报》刊文称,美国能源部西北太平洋国家实验室的研究结果表明,仅使用数字工具设定家庭温度及融入价格信息,能源消耗每年可缩减15%。若推广使用需求侧监控系统20年,则在建设、维护、运营电厂、变电站和电网方面节省700亿美元,这其中40%的费用节省于发电,相当于30个大型燃煤电站无需投建。

  资料显示,2008年我国全社会用电量34268亿千瓦时,输电、配电和用户端损耗约9%,每年线路损耗约3000亿千瓦时,折合1.5亿吨原煤,相当7000万千瓦装机容量,3000亿元人民币的电源投资和3000亿元人民币的电网投资。由于需求侧变化难测,管理手段不足造成电网调度难以实现优化、节能、安全,导致大量发电机组发电煤耗损失巨大。根据中电联有关专家介绍,浙江玉环超临界机组理论热效率高达45%,供电煤耗为288.5克/千瓦时,但由于需求变换和调度无法优化,导致该电厂经常处于亚临界运行。我国60万千瓦机组供电煤耗率平均为339.7克/千瓦时,煤耗增加约50克。我国全社会用电量约80%来自煤电,以每千瓦时平均损失20克计算,相当每年浪费7676万吨原煤。发展智能电网,大力改善需求侧用电波动影响,提高电网调度调配能力,减少输配环节损耗,节约的市场空间超过2.26亿吨原煤,无论是经济价值、社会价值,还是环境价值都具有深远意义。

  有关专家指出,要实现电网智能化目标,有许多技术需要进行研究。其中输电网中基于相量测量单元的广域测量系统、柔性交流输电和配电网中分布式发电、自动抄表、需求侧管理等很多技术,在智能电网概念提出前就已经在研究,并且取得了不错的成绩。智能电网的发展,会让这些技术提高到新的层次,并使研发工作更有用武之地。此外还要开发诸如储能技术、先进的双向式自动计量表计设施、风能和太阳能等可再生能源的接入技术、微电网等一系列新的技术。

  虽然智能电网在国内外目前还刚刚起步,但是,它代表一种方向,正像美国科罗拉多州州长比尔·里德所说:“能源节约和能源效率是未来能源发展的关键。智能电网技术将让我们更好地管理、节约和监控能源使用。”

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