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构建中国式智能电网

http://www.gkong.com 2009-07-07 08:14 来源:英大网

  编者语:在金融危机和能源紧缺双重夹击下,美国已明确将斥巨资启动新能源战略,以期达到一箭双雕的效应——摆脱对海外能源的过分依赖、挽救本国经济。

智能电网远景模拟图

  在美国的新能源战略中,智能电网是核心工程。美国今年2月发布的《经济复苏计划》以及5月发布的第一批16个智能电网的行业标准,标志着其智能电网项目已正式启动。

  与此同时,智能电网概念也在中国广为传播,一场发展智能电网的探索和讨论已然引爆。

  中国式智能电网什么样?智能电网会给我们的生活带来哪些改变?智能电网能否成为中国经济创新增长的超级引擎?

  长期从事智能电网研究的电力专家江浩发现,“智能电网”这个词最近变得格外流行起来:“自今年5月国家电网公司首次公开提出‘坚强智能电网’概念以来,伴随着一种利好预测,越来越多的人对这一领域表示出了兴趣。”江浩说。

  Smart(智能):经济!经济!还是经济!

  尽管“智能电网”一词日渐流行,但仍有许多人并不十分确切地了解什么是智能电网、为什么要发展智能电网。

  2009年伊始,在国际金融危机冲击下,美国总统奥巴马在一份论述美国经济恢复和再投资计划的报告中提出,将启动“智能电网”工程作为其经济复兴的核心引擎,再造美国能源产业革命,重塑美国竞争力。

  2009年5月21日,中国国家电网公司首次公开提出“坚强智能电网”概念,明确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,利用先进的通信、信息和控制技术,构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的统一的坚强智能化电网。

  与此同时,欧洲也启动了一项超级智能电网计划。

  在国际能源科技的舞台上,智能电网一时风光无限。

  Smart(智能)的背后,是一个“E”的驱动——“economic(经济)”。

  中国电科院专家赵江河分析,“智能电网”的经济性,对于美国来说,在于解决电力需求的增长与日益老化的电网框架之间的矛盾,也在于解决运行成本控制与相应监管政策的不确定性的矛盾,同时,不可再生能源的过度开采和利用,造成生态环境破坏和能源枯竭,信息化、数字化等新技术的驱动等也成为智能电网在美国得到高度重视的内在因素。“2003年美加大停电后,美国电力行业决心利用信息技术对陈旧老化的电力设施进行彻底改造,开展智能电网研究,以期建设满足智能控制、智能管理、智能分析要求的灵活应变的智能电网。”

  “而欧洲各国的能源政策更加强调对环境的保护和可再生能源发展,尤其是鼓励风能、太阳能和生物质能等可再生能源发展。”赵江河说,“欧洲对新能源和洁净能源的高度重视及现代新技术的发展对电网有了更高的要求。”

  中国电科院副总工程师胡学浩认为,美国发展智能电网的驱动力主要为关注现有电网基础设施的升级和更新,提高供电的可靠性,避免发生类似“8·14”的北美大面积停电事故的状况,防止恐怖袭击;最大限度地利用突飞猛进的信息技术、通信技术和计算机技术,将其与传统的电网紧密地结合起来;利用先进的表计基础设施(AMI,Advanced Metering Infrastructure)和需求响应(DR,Demand Response)等技术,实现与用户间的双向流动,促进电力公司在不断开放的电力市场中更好地为客户服务。

  “欧洲国家发展智能电网,主要源于供电的安全性问题,即一次能源的缺乏、供电可靠性和电能质量以及供电能力等;再就是环境问题,即如何应对气候变化、保护自然环境。当然,国际电力

  市场的作用也不可忽视,比如智能电网能提供低廉的电价和提高能效、进行创新和提高竞争能力。”胡学浩说。

  但在中国,由于国情不同,发展智能电网的驱动力也与欧美有差别。“在我们国家发展智能电网,首先是要满足用电需求。在中国,目前75%的装机来自煤电,新能源、可再生能源的比例非常小,而电力需求每年增加10%~15%。从2005年开始,装机容量三年增加了3亿千瓦。中国的经济在迅速增长,电力负荷迅猛加大。在这种情况下,更强调电网的安全性。但在环保这一点上,所有地区都是共通的,大家都认识到,发展智能电网能更好地提高电能质量,保障电力供给的经济性,更好地节约能源。”胡学浩分析。

  智能电网通过电力流、业务流、信息流的一体化融合,实现多元化电源和不同特征电力用户的灵活接入和方便使用,极大提高电网的资源优化配置能力,大幅提升电网的服务能力,带动电力行业及其他产业的技术升级,满足我国经济社会全面、协调、可持续发展要求,涉及到电力发、输、配、售、用的各个环节。

  “在当前的国内外经济社会形势下,建设中国智能电网对于促进节能减排,发展低碳经济,拉动内需,带动相关产业发展,改善民生,保障经济社会和谐发展,彰显大国责任具有重要意义,因此是国家能源战略的必然选择。”赵江河表示。

  Strong(坚强):

  坚强电网为智能电网奠定基础

  国外专家认为,未来的智能电网必须满足“坚强”的定义:在电网发生大扰动和故障时,电网仍能保持对用户的供电能力,而不发生大面积的停电事故;在自然灾害和极端气候条件下或人为的外力破坏下仍能保证电网的安全运行;具有确保信息安全的能力和防计算机病毒破坏的能力。

  坚强智能电网正是对这一定义的解答。

  在中国,开展智能电网的体系性研究虽然稍晚,但在智能电网相关技术领域开展了大量的研究和实践,在输电领域,多项研究应用达到国际先进水平,配用电领域智能化应用研究也正在积极探索。

  结合国际电网技术发展方向和我国电网发展特点,国家电网公司重点组织开展了新型能源接入、特高压输电、大电网运行控制、数字化变电站与数字化电网、灵活交直流输电及储能、电网防灾减灾与城乡电网安全可靠供电、电网环保与节能等方面的研究,培育出一批具有国际先进水平、引领电网发展的科技成果,在特高压输电技术、电网广域监测分析保护控制技术、电网频率质量控制技术、稳态/暂态/动态三位一体安全防御技术和自动电压控制技术等方面处于国际领先地位。

  胡学浩介绍说,国家电网公司大力推进特高压电网、“SG186”工程、一体化调度支持系统、资产全寿命周期管理、电力用户用电信息采集系统和电力通信等建设,打造坚强电网,强化优质服务,为智能电网建设奠定了扎实的基础。目前,1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程已正式投入运行,特高压系统和设备运行平稳,全面验证了特高压交流输电的技术可行性、设备可靠性、系统安全性、设计和施工方案的先进性以及环境的友好性,实现了我国在远距离、大容量、低损耗的特高压核心技术和设备国产化上的重大突破。

  2007年,华东电网公司启动了高级调度中心、统一信息平台等智能电网试点工程,目前,先行开展的高级调度中心项目一期工作已通过验收。上海市电力公司在2008年开展了智能配电网研究,重点关注智能表计、配电自动化以及用户互动等方面。此外,华北电网公司也于2008年启动了数字电表等用户侧的智能电网相关实践。

  Safe(安全):一个最为重要的环节

  美国首任智能电网互动操作全国协调员乔治·阿诺德近期接受媒体采访时说,保障智能电网的安全性是智能电网工程落实过程中最为重要的环节。

  安全更需要坚强的保障。安全还意味着,中国式智能电网还必须根据国情制定发展路线。

  “我国的国情与美国、欧洲的情况相去甚远,智能电网发展的思路自然也应不一样。”赵江河说,美国、欧洲等发达国家电网的格局已基本稳定,负荷增长很小,所以他们将智能电网的研究及应用重点放在配电和用电领域。而我国能源格局决定了输电网建设快速发展,特高压输电技术的研究及应用继续深入,所以我国在智能电网的研究和应用方面,应围绕输电网的安全运行、可靠经济等要求展开技术研究,在近期应将建设重点放在输电网智能化领域。智能配电网可采用先研究、试验,后评估、规划,再规模建设的积极稳妥战略。

  智能电网的建设是一项高度复杂的系统工程,不仅要解决众多的技术难题,还需要深入研究与之配套的宏观政策、社会经济、发展战略、市场机制、经营管理等方面的软科学问题。

  电力系统自动化专家杨旭升博士建议,开展我国智能电网架构设计,要立足我国电网自身的特点和现有的信息、控制、管理系统发展水平,综合考虑未来相关技术的发展方向,参考国外的研究成果,提出我国发展智能电网的构架和体系,保证我国智能电网具备可靠、灵活、开放的特点,能够同时满足电网规划建设、运行控制、资产管理、用户管理等方面的需要。

  更为重要的是,要统筹考虑电网规划、建设、改造和技术升级。我国在特高压输电系统的基础上,在电网建设和引入信息、控制等技术过程中,统筹考虑电网规划、建设、改造和技术升级,能够更好地实现整个电网在运行控制和管理维护上的智能化,达到电网更安全可靠、经济环保的目的。

  

  

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