2006年,美國IBM公司與全球電力專業(yè)研究機構(gòu)、電力企業(yè)合作開發(fā)了智能電網(wǎng)解決方案,使電力公司可以自動電網(wǎng)、優(yōu)化電網(wǎng)性能、防止斷電、更快地恢復供電,消費者也能參與電力使用的管理,標志著智能電網(wǎng)的正式誕生。
今年5月21日,國家電網(wǎng)公司向社會公布了我國智能電網(wǎng)的發(fā)展計劃,并初步披露了建設(shè)時間表。根據(jù)這項計劃,智能電網(wǎng)在中國的發(fā)展將分三個階段逐步推進,到2020年建成統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)。
《科學時報》記者在采訪中發(fā)現(xiàn),無論從什么角度看智能電網(wǎng),從什么途徑實現(xiàn)智能電網(wǎng),以及從哪些領(lǐng)域分切這塊蛋糕,各界頗費思量。目前能夠明確的是,智能電網(wǎng)的誕生,預示著一場巨大的電力革命、技術(shù)革命、產(chǎn)業(yè)革命的來臨。
國網(wǎng)頻動
智能電網(wǎng)一出,標明中國電網(wǎng)現(xiàn)代化的新方向。
自5月推出堅強智能電網(wǎng)規(guī)劃,7月予以細化并進一步明確為統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng),國家電網(wǎng)公司(下稱國網(wǎng))沒有急于統(tǒng)一概念、平息爭論,而是在技術(shù)標準及業(yè)務(wù)市場方面積極籌備、穩(wěn)步推進。
據(jù)稱,備受關(guān)注的智能電網(wǎng)技術(shù)標準計劃快將于今年底出臺,相關(guān)后續(xù)規(guī)劃出臺時間尚不明朗,但技術(shù)標準體系的建設(shè)已展開。
根據(jù)國網(wǎng)統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)建設(shè)的時間表,發(fā)展規(guī)劃將于2010年前完成制定,并開展關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備的研發(fā)和試點工作;到2015年在關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備上實現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用;到2020年建成堅強智能電網(wǎng)。
此前,國網(wǎng)兩大科研院已迅速啟動相關(guān)標準的制定工作。國網(wǎng)電科院有關(guān)人士介紹,院里已牽頭完成了智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)總體設(shè)計以及《智能變電站技術(shù)導則》。國網(wǎng)將加大南京電網(wǎng)建設(shè)和改造的投資力度,并把南京作為其重要的智能電網(wǎng)科研和產(chǎn)業(yè)基地。
中國電科院則成立了智能電網(wǎng)研究開發(fā)中心,著手編制《智能電網(wǎng)的運行與控制關(guān)鍵技術(shù)研究框架》。
同時,國網(wǎng)在建的國家電網(wǎng)計量中心,將在電能質(zhì)量及節(jié)能領(lǐng)域開展研究及檢測。籌建中的上海世博園智能電網(wǎng)綜合示范工程,也以宣傳智能電網(wǎng)的新理念為主,起試點先行的作用。
在業(yè)務(wù)市場層面,國家電網(wǎng)公司收購國內(nèi)重要電力設(shè)備企業(yè)——平高電氣與許繼電氣幾成定局。此舉被視為國網(wǎng)延伸產(chǎn)業(yè)鏈、為智能電網(wǎng)提供優(yōu)質(zhì)輸變電設(shè)備所采取的重要步驟。
這一切都可看作國網(wǎng)為智能電網(wǎng)建設(shè)先期鋪路之舉。
統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng),以統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一建設(shè)為原則,以特高壓電網(wǎng)為主干網(wǎng)架,強調(diào)各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,以信息化、數(shù)字化、自動化、互動化為特征。對此,國家層面已明確表態(tài):支持探索符合國情的智能電網(wǎng)發(fā)展道路。
中國科學院院士、清華大學教授盧強表示,智能電網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展的趨勢,中國具有后發(fā)優(yōu)勢和強大的電力工業(yè)基礎(chǔ),在智能電網(wǎng)建設(shè)上有理由走在的前列。
著力清潔能源
建設(shè)統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng),必須與清潔能源發(fā)展緊密結(jié)合。以清潔能源或者可再生能源利用為著力點,這也是此前美國及歐洲國家發(fā)展各自智能電網(wǎng)的重要內(nèi)容和方向。
對此,國網(wǎng)大膽預測,到2020年,我國風電、太陽能發(fā)電、核電、生物質(zhì)能發(fā)電裝機將占電力總裝機的17%左右,而清潔能源總裝機將達35%。
專家分析,17%的新能源裝機比例與尚未出臺的新能源振興規(guī)劃中的目標數(shù)據(jù)大體一致。
清華大學電力系統(tǒng)研究所副教授何光宇介紹,我國智能電網(wǎng)比其他國家發(fā)展得晚,模式上也有所不同,但目標一致,都是為了節(jié)能減排、利用新能源、提高能源使用效率。“電網(wǎng)作為能源基礎(chǔ)設(shè)施,應(yīng)該為國家的可持續(xù)發(fā)展、為節(jié)能減排作出貢獻。”他強調(diào)說。
中國科學院電工研究所所長肖立業(yè)研究員認為,在我國能源資源和負荷資源分布不均衡的格局不發(fā)生重大變化的前提下,全國電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的格局將長期存在,因此智能電網(wǎng)的著眼點應(yīng)放在可再生能源發(fā)電的大規(guī)模利用上,電網(wǎng)該考慮大規(guī)模接入新能源發(fā)電的問題了。
記者采訪發(fā)現(xiàn),雖然目前受國內(nèi)電網(wǎng)發(fā)展滯后的影響,新能源發(fā)電上網(wǎng)瓶頸短期內(nèi)不會有大的突破,但各界對智能電網(wǎng)的發(fā)展必將推動新能源大規(guī)模利用均持肯定態(tài)度。
我國電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略以“一特四大”為內(nèi)容,即以1000千伏交流和±800千伏直流構(gòu)成的特高壓電網(wǎng)為主干網(wǎng),主要用于大水電、大煤電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發(fā)和資源的優(yōu)化配置。
統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng),融合了輸電側(cè)依托特高壓的“集中式”能源供給和配電側(cè)依托終端用戶的“分布式”能源接入為主,而分布式能源建設(shè)將更方便新能源電力的接入。
何光宇指出,我國電力能源分布不均衡的趨勢將長期存在,東部地區(qū)的負荷還會繼續(xù)增長,但沿海城市有一個好處,有風能資源,可以發(fā)展海上風電。海上風電的發(fā)展對當?shù)仉娔芙ㄔO(shè)將有很大的幫助。
智能電網(wǎng)計劃的推出,再度激發(fā)了新能源企業(yè)對行業(yè)發(fā)展的熱情。
華銳風電科技有限公司駐包頭的項目經(jīng)理邵華告訴《科學時報》記者,國家能源整體發(fā)展一直向新能源傾斜,智能電網(wǎng)必然會推動風電上網(wǎng)的步伐,雖然在技術(shù)層面仍有一些問題沒有解決,但“技術(shù)問題總會得到解決的”。
他介紹,作為國內(nèi)大的風機整機生產(chǎn)商,華銳正在積極拓展海上風電項目,僅在江蘇鹽城建設(shè)的國家級海上風電裝備研發(fā)中心即投入20億元,位于鹽城風電產(chǎn)業(yè)基地的研發(fā)大樓即將竣工。公司對未來風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?jié)M懷信心。
“堅強”不容易
無論何種形式的電網(wǎng),“清潔”只是其基本要素之一,更為關(guān)鍵的要素還包括安全和。目前國內(nèi)外對如何建成智能電網(wǎng)并沒有明確而完善的思路,主要還是看技術(shù)手段以及政策、市場的情況,但終的檢驗標準仍是能否使整個電網(wǎng)運行得更加安全、、清潔。
“包括特高壓、新能源、電動汽車、導電纜等,各種節(jié)能減排技術(shù)運用到電網(wǎng)之后,一個主要問題就是如何保持電網(wǎng)運行得平衡穩(wěn)定。這就需要是一張‘堅強’的電網(wǎng),即不論什么技術(shù)接進來,電網(wǎng)依舊能夠保持安全可靠優(yōu)質(zhì)的運行;還有就是靈活,就是各種技術(shù)都能‘即插即用’接入進來。”何光宇說。
事關(guān)我國未來電力發(fā)展方向,國家電監(jiān)會有關(guān)人士曾多次強調(diào):電監(jiān)會關(guān)心電網(wǎng)安全可靠性是否加強了,建設(shè)成本和輸電效益能否得到應(yīng)有的體現(xiàn)。
該人士在談及智能電網(wǎng)未來實現(xiàn)途徑特別是針對本報首席經(jīng)濟學家武建東提出“互動電網(wǎng)”模式時更持謹慎態(tài)度,因為發(fā)展智能互動電網(wǎng)將涉及現(xiàn)有管理體制、價格機制、定價方式等的重大變革,實現(xiàn)起來必將困難重重。
國網(wǎng)中國電力科學研究院有關(guān)專家也認為,中國的統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎(chǔ),將融合現(xiàn)代化先進的傳感測量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)和控制技術(shù)等尖端技術(shù),實現(xiàn)起來并不容易。
中國的智能電網(wǎng)主要包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用戶、調(diào)度等環(huán)節(jié)。其中發(fā)電涉及風電、光伏接入、分布式電源建設(shè)等技術(shù)領(lǐng)域,輸電涉及互濟、導、特高壓、網(wǎng)架等,配電涉及微網(wǎng)、虛擬電廠、先進電表網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、需求側(cè)響應(yīng)等,用電涉及智能電器、用電自動控制、電動汽車、儲能技術(shù)。