《電子技術(shù)應(yīng)用》
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我國城市智能電網(wǎng)應(yīng)時而生

2010-03-15

加強智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)寫入了今年的政府工作報告,發(fā)展智能電網(wǎng)的必要性毋庸置疑。全國兩會多位代表委員表示,智能電網(wǎng)的發(fā)展是國際趨勢,與發(fā)展低碳經(jīng)濟息息相關(guān)。智能電網(wǎng)的全面建設(shè)將使新能源、電器制造等領(lǐng)域發(fā)生革命性的變化。如何推進智能電網(wǎng)建設(shè),受到社會更多關(guān)注
城市北京將建世界一流智能電網(wǎng)

隨著北京市向著現(xiàn)代化國際大都市邁進,預計到2020年,北京電網(wǎng)最大負荷將達到2800萬千瓦,比2009年翻一番,一張世界一流的城市智能電網(wǎng)必定會建成。

——全國政協(xié)委員、北京市電力公司總經(jīng)理朱長林

提到智能電網(wǎng)的建設(shè),全國政協(xié)委員、北京市電力公司總經(jīng)理朱長林說,在2009年5月21日召開的特高壓輸電技術(shù)國際會議上,國家電網(wǎng)公司發(fā)布了智能電網(wǎng)發(fā)展計劃,并提出要加快建設(shè)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,具有信息化、自動化、互動化特征的堅強智能電網(wǎng)。據(jù)測算,通過發(fā)展堅強智能電網(wǎng),到2020年,我國每年可減少煤炭消耗4.7億噸標準煤,減排二氧化碳13.8億噸,對實現(xiàn)溫室氣體排放行動目標具有重要的戰(zhàn)略意義。

多網(wǎng)融合將會實現(xiàn)

中國的智能電網(wǎng)是以堅強網(wǎng)架為基礎(chǔ),以信息通信平臺為支撐,以智能控制為手段,包括電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié),覆蓋所有電壓等級,實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合,是堅強可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現(xiàn)代化電網(wǎng)。正如國家電網(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞所講的:“積極發(fā)展智能電網(wǎng)已成為世界電力發(fā)展的新趨勢,堅強是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ),智能是堅強電網(wǎng)充分發(fā)揮作用的關(guān)鍵,兩者相輔相成,協(xié)調(diào)統(tǒng)一。”

朱長林認為,堅強智能電網(wǎng)可以促進太陽能、風能等清潔能源發(fā)展,提高發(fā)電能源的利用效率,降低發(fā)電煤耗;提高電能輸送效率,減少輸電線路損失電量;提高電力客戶的電能利用效率,節(jié)約終端用電量。

預計到2020年,在智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的帶動下,我國電動汽車保有量將達到3000萬輛。智能電網(wǎng)可以通過分時電價政策引導客戶主動調(diào)整充電操作,也可以自動調(diào)節(jié)控制電動汽車充電操作,進而保證電動汽車有序充電。隨著電池技術(shù)的最終突破和智能電網(wǎng)的建成,電動汽車最終將作為移動儲能單元,完全成為智能電網(wǎng)的一部分,對提高電網(wǎng)運行效率起到重大作用。

智能電網(wǎng)對于推動物聯(lián)網(wǎng)以及建設(shè)智能城市、智能社區(qū)、智能家庭具有重要作用。隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)完善,將會在全國形成一個完整、統(tǒng)一的覆蓋城鄉(xiāng)、連接所有客戶、所有用電設(shè)備的龐大物聯(lián)網(wǎng)。而物聯(lián)網(wǎng)又可以反過來為智能電網(wǎng)采集、感知、處理信息和電力設(shè)施實時狀態(tài)檢測提供技術(shù)支撐。

朱長林強調(diào),隨著智能電網(wǎng)電力光纖到戶的實施,多網(wǎng)融合將會得到實現(xiàn)。通過智能電網(wǎng),可以實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、話音和視頻的共同接入,客戶可隨時了解家庭的用電情況、電器的使用狀態(tài)、電費在線查詢,并對家用電器進行遠程監(jiān)控。智能電網(wǎng)還為客戶利用分布式電源實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電提供技術(shù)平臺,客戶不僅是電能的消費者,也會成為電能的提供者。

城市智能電網(wǎng)應(yīng)時而生

朱長林透露,按照國家電網(wǎng)公司總體部署,北京公司正在按照“統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標準、試點先行、整體推進”的工作方針,著力打造具有首都特大型城市特色的高可靠、智能化電網(wǎng)。一是重點開展并完成國家電網(wǎng)公司下達給北京公司的一系列智能電網(wǎng)試點項目建設(shè),努力將試點項目建設(shè)成國內(nèi)領(lǐng)先水平,總結(jié)試點項目建設(shè)經(jīng)驗,完善有關(guān)技術(shù)標準;二是充分結(jié)合北京電網(wǎng)的實際特點,推動以提升北京電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行管控水平為目標的智能化電網(wǎng)建設(shè)工作。

朱長林說,當前,北京公司正在積極開展智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)研究和應(yīng)用工作。在智能配網(wǎng)建設(shè)方面,啟動了建設(shè)智能調(diào)度、智能變電站、智能配電網(wǎng)、輸變電狀態(tài)監(jiān)測平臺等試點項目,旨在通過智能配電網(wǎng)的建設(shè),使北京城市中心配電網(wǎng)設(shè)備更加穩(wěn)定可靠,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更加合理靈活,自愈功能更加完善,配電網(wǎng)運行風險管控更加規(guī)范,全面提升城區(qū)中心區(qū)的供電可靠性。在電動汽車充電站建設(shè)方面,北京公司正在與北京市相關(guān)部門一起推進。在智能小區(qū)試點方面,通過智能小區(qū)用電技術(shù)展示項目,集中展示電動汽車充電、智能家居控制等智能用電前沿技術(shù),并將在試點基礎(chǔ)上及時總結(jié)經(jīng)驗,提高應(yīng)用能力,方便群眾。

目前,國家電網(wǎng)公司首個智能電網(wǎng)示范項目已在北京建成,展示了智能電網(wǎng)的信息化、自動化、互動化特征。隨著北京市向著現(xiàn)代化國際大都市邁進,預計到2020年,北京電網(wǎng)最大負荷將達到2800萬千瓦,比2009年翻一番,屆時,一張世界一流的城市智能電網(wǎng)必定會建成。

電價采取分時電價才能真正做到合理用電

如果引導客戶在高峰負荷時少用電,低谷負荷時多用電,這對于我國人民的能源消費觀的改變將起到很大的促進作用,同時也有利于節(jié)能設(shè)備的廣泛使用,促進該產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

——全國政協(xié)委員、中國電力科學研究院副總工程師蔡國雄

分時電價引導居民合理用電

“我們國家的能源很缺乏,于是一些城市前段時間就提出實行階梯電價,我覺得這個提法不太準確,因為從電力系統(tǒng)來講,更應(yīng)該提倡的是分時電價。”全國政協(xié)委員、中國電力科學研究院副總工程師蔡國雄坦率地說。

他解釋稱,我國的電力系統(tǒng)白天和晚上是一樣發(fā)電的,但實際上白天的負荷更大,夜間的負荷更小。尤其是在白天用電高峰時,電網(wǎng)的壓力往往會加大,存在隱患;而到了夜間用電低谷時,電力資源的浪費又很嚴重。

為了保證高峰負荷,電力系統(tǒng)就要付出高昂的代價。因此,有必要提高高峰負荷時的電價,引導用電客戶在高鋒負荷時少用電。與之相反,有必要降低低谷時的電價,鼓勵消費者多用電。

“所以,夜間的電費和白天的電費應(yīng)該是有區(qū)別的。”蔡國雄說,采取分時電價而不采用階梯電價,才能真正做到合理用電。他解釋說,采取階梯電價不甚合理的原因是,階梯電價實際上是變相鼓勵消費者在尖峰負荷時用電,從而并未根本消除潛在的風險。

此外,目前的價格單一機制,導致了民間的高耗能用電設(shè)備完全不考慮電力負荷的錯峰問題,對電力系統(tǒng)造成了越來越大的壓力。

蔡國雄說,利用價格杠桿調(diào)節(jié)客戶合理用電,可以緩解用電緊張局面,同時也可以使我國的電力消費更趨合理。

據(jù)介紹,目前已經(jīng)有一些國家和地區(qū)開始實施分時電價。這些國家和地區(qū)的通常作法是,將電價根據(jù)時段分為二至三個標準。如果是兩個時段電價,分為白天電價和夜間電價;如果是三個時段電價,分為白天電價、第一深夜(前半夜)電價和第二深夜(后半夜)電價,后半夜的電價較前半夜更便宜。從實施效果來說,達到了預定目標。

分時電價推動智能電表的應(yīng)用

分時電價,是智能電網(wǎng)首先需要實現(xiàn)的功能。另一方面,分時電價的實行,也將推動智能電表的應(yīng)用與推廣。

分時電價,能平衡電網(wǎng)負荷,同時方便人們選擇合理而省錢的用電方式。目前一些地方采用的“冰釋冷空調(diào)”,就可選擇在電價最低的晚上,進行空調(diào)系統(tǒng)的儲能。而普通居民也可選擇在此時為電動汽車、電動自行車充電。

然而,分時電價并不是智能電網(wǎng)要實現(xiàn)的終極目標。未來,國家可能會根據(jù)電網(wǎng)的負荷情況等,發(fā)布實時電價。到那時,對電價的隨時掌握,將大有裨益。然而要了解實時電價,就需安裝具有分時計費功能的智能電表。

通過智能電表,能讓客戶切身感受到智能電網(wǎng)的存在。除指導家庭用電、削峰填谷外,對于普通家庭,可在自家屋頂安裝太陽能、風能等發(fā)電設(shè)備,并可將接入家庭用電的負荷并入大電網(wǎng),這稱之為分布式能源發(fā)電。

分時電價,尤其是實時電價的實行,將會推動智能電表的普及應(yīng)用,從而推動智能電網(wǎng)的發(fā)展。沒有浮動的電價,智能電表的作用就發(fā)揮不出來。蔡國雄認為,浮動式電價實行后,民眾在用電時就會更多地算經(jīng)濟賬,“低電價時大家會多用電,高電價時就會少用電。”

安全智能電網(wǎng)是未來的理想電網(wǎng)

電網(wǎng)涉及國家能源安全和環(huán)境安全,怎樣更好地利用能源、節(jié)省能源、應(yīng)用新的能源,是我們國家能源安全的一個重要因素。

——全國人大代表、中國工程院院士薛禹勝

全國人大代表、中國工程院院士薛禹勝認為,智能電網(wǎng)不是一夜之間形成的概念,而是在過去長久工作的基礎(chǔ)上,對未來電網(wǎng)發(fā)展的展望。從某種意義上說,智能電網(wǎng)就是一張未來的理想電網(wǎng)。不同的人、行業(yè)和國家看未來的電網(wǎng),結(jié)果各有側(cè)重,這些想象的合成和綜合,就是我們理想中的電網(wǎng)。

建設(shè)智能電網(wǎng)需要電力工業(yè)整體提高

建設(shè)智能電網(wǎng)不僅要滿足需求側(cè)或者交互性的需求,還是全面的系統(tǒng)性問題。建設(shè)智能電網(wǎng)的目的是為了利用能源創(chuàng)造更高的經(jīng)濟價值,滿足能源安全、環(huán)境安全,以及經(jīng)濟發(fā)展的安全。

智能電網(wǎng)的建設(shè)需要電力工業(yè)的整體提高,特高壓則可以解決技術(shù)上的安全性,特高壓電網(wǎng)和智能電網(wǎng)相輔相成。舉例來說,沒有一張堅強的電網(wǎng),等于沒有高速公路,智能電網(wǎng)很難發(fā)揮作用。反之,如果只有高速公路,而城市公路沒有配套發(fā)展,車在高速公路上下不來,也起不到作用。

而智能電網(wǎng)的特性則可以在科學評價的基礎(chǔ)上不斷拓展,直到滿足人們對的要求。

薛禹勝說,從我們自己專業(yè)角度去考慮如何為智能電網(wǎng)服務(wù),并反思現(xiàn)在電網(wǎng)的水平和未來想要達到的水平中間還存在多大差距,那就是我們能為智能電網(wǎng)做的東西。智能電網(wǎng)是我們的理想電網(wǎng)。

建設(shè)智能電網(wǎng)更多接納可再生能源

在大力發(fā)展新能源的現(xiàn)實情況下,薛禹勝認為,電網(wǎng)需要堅強到盡可能地接納可再生能源,同時也需要經(jīng)濟上的良好運作,提高運營水平、降低成本、提高效率,我們未來的電網(wǎng)也應(yīng)該做到通過市場手段協(xié)調(diào)發(fā)電側(cè)、客戶側(cè)。在電力系統(tǒng)中,主要有能源流,有資金流,為了支撐這兩個流,信息流無處不在。

現(xiàn)在有了新的變化,比如可再生能源接入后,能源流和資金流是雙向的,信息流也要相應(yīng)變化。大量信息就加在受端系統(tǒng)上,原本復雜的電力系統(tǒng)復雜性又大大增加。

薛禹勝說,為了適應(yīng)這個變化,我們有很多工作要做,因為氣候變暖已是一個不爭的事實。電力系統(tǒng)如何減少排放、改善環(huán)境,電網(wǎng)的任務(wù)特別艱巨。

作為穩(wěn)定性理論及電力系統(tǒng)自動化專家,薛禹勝已經(jīng)做了十余年電網(wǎng)可靠性的拓展工作。薛禹勝說,可靠性包括兩個方面,一個是安全性,一個是充裕性。薛禹勝舉例說,安全性是指電力系統(tǒng)遭到大的擾動以后是否能夠生存下來,生存下來以后能不能滿足需求,就是充裕性的問題。中國電網(wǎng)的安全性已經(jīng)走到國際前列,但可再生能源大量接入后,又帶來了新的問題。比如100萬千瓦的可再生能源,到底需要多少備用容量?在沒有可再生能源接入的時候,電網(wǎng)的充裕度不是大的問題,現(xiàn)在這個問題越來越大,這就是智能電網(wǎng)面臨的新問題。

薛禹勝認為,可以采用在客戶側(cè)應(yīng)用市場機制,引入可中斷容量的可中斷負荷,來解決備用容量的問題,讓智能電網(wǎng)的經(jīng)濟性更強。

建設(shè)堅強智能電網(wǎng)需要各界協(xié)同推進

如何看待“加強智能電網(wǎng)建設(shè)”寫入政府工作報告,成為最近一段時間兩會代表、委員熱議的焦點。誠如全國人大代表、吉林省電力有限公司總經(jīng)理張羨崇所言,這標志著智能電網(wǎng)建設(shè)已上升到國家的戰(zhàn)略需求。全國政協(xié)委員、中國工程院副院長鎢賀銓表示,方向已明,現(xiàn)在應(yīng)深入思索路在何方了。

反觀國外,歐美許多發(fā)達國家的電力企業(yè),正積極推進技術(shù)革新和管理轉(zhuǎn)變,普遍將智能電網(wǎng)作為未來電網(wǎng)發(fā)展的新趨勢,并已經(jīng)逐步上升到國家戰(zhàn)略層面,且已開始行動。

所幸我們并沒有遲到。在中國,國家電網(wǎng)公司在認真分析世界電網(wǎng)發(fā)展新趨勢和中國國情的基礎(chǔ)上,緊密結(jié)合中國能源供應(yīng)新形勢和用電服務(wù)新需求,于2009年提出了建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的發(fā)展目標,深入開展了智能化電網(wǎng)建設(shè)的相關(guān)研究和實踐,大量科研成果已廣泛應(yīng)用到實際工程中,部分電網(wǎng)技術(shù)和裝備已達到國際領(lǐng)先水平,為建設(shè)智能電網(wǎng)提供了堅實的技術(shù)支撐和設(shè)備保障,積累了一定的工程實踐經(jīng)驗。

“今年要大力培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。”溫家寶總理提出,這是中國立足當前渡難關(guān)、著眼長遠上水平的重大戰(zhàn)略選擇,既要對中國當前經(jīng)濟社會發(fā)展起到重要的支撐作用,更要引領(lǐng)中國未來經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方向。

針對堅強智能電網(wǎng)這個具有戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)諸多特性的“新生事物”,兩會代表委員普遍認為,它并不是少數(shù)企業(yè)可以“獨臂撐天”的,而是一項涉及多領(lǐng)域、跨行業(yè)乃至社會理念轉(zhuǎn)變的龐大系統(tǒng)工程。當前,制約其發(fā)展的一個主要因素是推動范圍還局限于電力行業(yè),不利于統(tǒng)一規(guī)劃。因此,應(yīng)消除行業(yè)和專業(yè)間的壁壘,共同研發(fā)建設(shè)。

非電力行業(yè)的一些企業(yè)已經(jīng)表達出融入堅強智能電網(wǎng)建設(shè)的強烈呼聲。全國人大代表、正泰集團董事長南存輝認為,智能電網(wǎng)及相關(guān)系統(tǒng)建設(shè),可以考慮加大鼓勵包括民營企業(yè)在內(nèi)的社會各界共同參與。全國政協(xié)委員、中國移動通信集團公司總裁王建宙在接受本報記者采訪時,表達了希望參與智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)建設(shè)的強烈興趣。

只有加強溝通、協(xié)調(diào)和宣傳,才能引導社會上的廣大客戶主動適應(yīng)發(fā)展趨勢,共同參與智能電網(wǎng)建設(shè)并從中受益。全國政協(xié)委員、國家開發(fā)投資集團總經(jīng)理王會生指出,當前非常有必要在全國普及智能電網(wǎng)的概念,讓更多人了解與接近它。

“堅強”與“智能”缺一不可。記者獲悉,目前,特高壓交流試驗示范工程已經(jīng)通過國家驗收專家組的現(xiàn)場驗收,需要盡快完成國家驗收,同時加快核準后續(xù)特高壓工程。全國政協(xié)委員、中國廣東核電集團有限公司董事長錢智民認為,用科技手段解決發(fā)展難題的思路是正確的。新能源能否順利發(fā)展,電網(wǎng)的堅強穩(wěn)定和智能化水平是決定性因素。

記者聽到日益匯合的響亮強音:建設(shè)堅強智能電網(wǎng)關(guān)系到國家能源安全和能源可持續(xù)發(fā)展,關(guān)系經(jīng)濟社會發(fā)展全局和創(chuàng)新型國家建設(shè),建議將堅強智能電網(wǎng)列入國家能源戰(zhàn)略和國家科技發(fā)展規(guī)劃,納入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“十二五”規(guī)劃,并在相關(guān)法律、財稅政策、資金和電價等方面給予支持;充分發(fā)揮政府的主導作用和企業(yè)的主體作用,加強統(tǒng)一組織,協(xié)調(diào)推進堅強智能電網(wǎng)建設(shè)。同時,建議國家有關(guān)部門在科技項目研發(fā)、試驗示范工程及推廣應(yīng)用等方面給予政策激勵,在新能源發(fā)電量消納和經(jīng)濟補償?shù)确矫嬷贫ㄏ嚓P(guān)的配套政策。

由此看來,建設(shè)堅強智能電網(wǎng)是由國家、企業(yè)和社會協(xié)同書寫的一篇“大文章”,我們一定要做好,也一定能做好。

對于智能電網(wǎng),我們非常盼望。我了解的智能電網(wǎng),不僅更節(jié)能,而且電壓更穩(wěn)定,也使老百姓更受益,我們期盼早點實現(xiàn)。最好能繼續(xù)在荊門試點。

——全國人大代表、湖北省荊門市市長王玲

我國轉(zhuǎn)變電網(wǎng)發(fā)展方式,建設(shè)堅強智能電網(wǎng),對于調(diào)整電源結(jié)構(gòu)、解決煤電運緊張的矛盾、加快新能源發(fā)展,實現(xiàn)2020年的節(jié)能減排目標,具有十分重要的意義。

——全國人大代表、國家電網(wǎng)公司體制改革辦公室主任賈福清

在政府工作報告中,有8次提到電力問題,重點提出“要加強智能電網(wǎng)建設(shè)”。這是黨中央、國務(wù)院重視電網(wǎng)工作的體現(xiàn)。建設(shè)堅強智能電網(wǎng),是繼特高壓電網(wǎng)之后,國家電網(wǎng)公司科技創(chuàng)新的又一個里程碑。我是智能電網(wǎng)堅定的擁護者、追隨者,也是執(zhí)行者、實踐者。我對智能電網(wǎng)的建設(shè)充滿信心。

——全國人大代表、華中電網(wǎng)有限公司總經(jīng)理毛日峰

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