最近,在全球智能電網(wǎng)領(lǐng)域,重大新聞?dòng)袃杉?。一是?月18日,美國華裔商務(wù)部長(cháng)駱家輝與華裔能源部長(cháng)朱棣文聯(lián)合宣布了美國智能電網(wǎng)建設的第一批標準,標志著(zhù)美國智能電網(wǎng)建設正式啟動(dòng)。二是5月21日在2009特高壓輸電技術(shù)國際會(huì )議上,中國國家電網(wǎng)公司正式發(fā)布了舉世矚目的“建設堅強智能電網(wǎng)”的研究報告。
雖然國際上對智能電網(wǎng)研究和應用還處于初期階段,但中國電力科學(xué)研究院高級工程師苗新認為,國際上正在形成發(fā)展智能電網(wǎng)的三極態(tài)勢,即美加、歐洲和中印三種發(fā)展類(lèi)型。中國,正在貢獻出自己獨特的發(fā)展模式。
拋棄“最后一千米”思維
電網(wǎng)是世界上最為復雜的人造系統,信息海量、控制復雜,這也決定了在不同國情下,各國發(fā)展智能電網(wǎng)的方向和重點(diǎn)也不同。
中國電科院副總工程師胡學(xué)浩指出,西方國家的電網(wǎng)架構趨于穩定、成熟,現在側重于智能配電網(wǎng),而我國輸電網(wǎng)還需加強。美、英等國天然氣發(fā)電蔚然成風(fēng),中國目前卻受制于燃料短缺。歐洲和日本大力發(fā)展家庭太陽(yáng)能發(fā)電裝置,在中國,這種裝置可能更多安裝在西部沙漠地區。
再看中國,2020年發(fā)電總裝機容量將超過(guò)16億千瓦,煤、水、風(fēng)等能源資源與生產(chǎn)力布局很不平衡,這決定了中國必須走大規模集中開(kāi)發(fā)、遠距離外送電之路,這需要輸電網(wǎng)的保障。
聚思中國智能電網(wǎng)執行總監陳文龍認為,智能電網(wǎng)應當是涵蓋整個(gè)發(fā)輸配供用各個(gè)環(huán)節的,絕非僅僅與客戶(hù)相連的“最后一千米”。每個(gè)國家發(fā)展計劃宏大的智能電網(wǎng),應該選取適合自身的應用模塊。中國的輸電網(wǎng)發(fā)展較快,因此我國的智能電網(wǎng)研究應關(guān)注這一領(lǐng)域,并非只專(zhuān)注于配電網(wǎng)。
從電力市場(chǎng)的角度來(lái)看,中國電力市場(chǎng)目前僅存在于發(fā)電和輸電之間,尚形成不了以電價(jià)為反饋信號的電網(wǎng)與客戶(hù)的互動(dòng)機制,配電和客戶(hù)側難以單純形成有效的智能電網(wǎng)。這和電力工業(yè)成熟度緊密相關(guān)。
2002年,美國電科院開(kāi)展了世界上第一個(gè)智能電網(wǎng)框架研究項目,當時(shí)配電和客戶(hù)側是其研究重點(diǎn)。然而,清華大學(xué)電機系教授孫宏斌指出,2008年,最早提出智能電網(wǎng)的美國電科院開(kāi)始將智能電網(wǎng)的提法向輸電側轉移。
“強壯”和“聰明”集于一身
“智能雖然講的是整個(gè)電網(wǎng)的優(yōu)美表現,但是,其主體是電網(wǎng),電網(wǎng)首先需要堅強。我國正在實(shí)施的特高壓輸電工程就是要解決‘堅強’的一次電網(wǎng)問(wèn)題。”清華大學(xué)教授張伯明認為。
特高壓大大推動(dòng)了智能電網(wǎng)概念的成熟。在2009特高壓輸電技術(shù)國際會(huì )議上,專(zhuān)家普遍認為,我國電網(wǎng)處于快速發(fā)展期,網(wǎng)架變化快。我國以大型能源基地為依托,通過(guò)“一特四大”戰略,實(shí)現更大范圍內能源資源優(yōu)化配置,決定了我國構建智能電網(wǎng)必須具有中國特色。
張伯明還認為,智能電網(wǎng)將支撐特高壓電網(wǎng)運行。從空間上來(lái)看,特高壓輸電使得兩端系統之間的電氣距離縮短,1000多千米的1000千伏特高壓輸電線(xiàn)路在電氣距離上只相當于幾百千米的500千伏輸電線(xiàn)路,這使得大區電網(wǎng)之間電氣距離縮短。
張伯明說(shuō),中國電網(wǎng)引入特高壓輸電后,控制中心需要專(zhuān)門(mén)技術(shù)進(jìn)行安全和經(jīng)濟目標的協(xié)調。需要更長(cháng)時(shí)間來(lái)優(yōu)化經(jīng)濟目標,例如水火之間的協(xié)調、梯級電站之間的協(xié)調、風(fēng)電和快速響應電源之間的協(xié)調。還需要在更廣域的空間范圍來(lái)考慮安全約束目標,例如大區間傳輸功率的約束。隨著(zhù)進(jìn)行安全分析的電網(wǎng)規模擴大,為滿(mǎn)足實(shí)時(shí)應用的要求,就需要更高性能的計算機、更多計算機組成集群、更智能的多代理技術(shù)來(lái)實(shí)現。
“應該將‘強壯’和‘聰明’的優(yōu)點(diǎn)集合在一個(gè)人身上。”這個(gè)觀(guān)點(diǎn)正被更多人認可和接受。
發(fā)掘智能電網(wǎng)的價(jià)值
“Electronomics”一詞正在美國火熱著(zhù),這是美國全球智能能源計劃負責人杰西·博斯特將“electricity”(電力)和“economics”(經(jīng)濟)兩個(gè)詞結合的杰作。他指出,1950年,美國GDP的20%直接依賴(lài)于電力;今天,這個(gè)比例已超過(guò)60%,未來(lái)更加令人憧憬,因為現在是智能電網(wǎng)曙光初現。
建設智能電網(wǎng),應把專(zhuān)注科技發(fā)展和創(chuàng )造更高的商業(yè)價(jià)值有機結合起來(lái),才算把電網(wǎng)建好和用好。埃森哲公司的沃吉斯奇科認為,電力系統發(fā)電、輸電、變電、配電、用電服務(wù)和調度等各個(gè)領(lǐng)域,均可從智能電網(wǎng)中獲益。
一個(gè)利好消息是,在中國,工業(yè)和信息化整合已成趨勢,電子信息產(chǎn)業(yè)振興計劃將提升各行業(yè)信息化水平。整合和集成企業(yè)資產(chǎn)管理和電網(wǎng)生產(chǎn)運行管理資源,從而為電網(wǎng)發(fā)展提供全方位的信息服務(wù),這是發(fā)展智能電網(wǎng)的內部動(dòng)力。
“建設堅強智能電網(wǎng)”研究報告透露,國家電網(wǎng)公司要通過(guò)建設堅強智能電網(wǎng),實(shí)現各類(lèi)電源和用電設施并網(wǎng)接入標準化和電網(wǎng)運行控制智能化,提高電力系統資產(chǎn)的運營(yíng)效益和全社會(huì )的能源效率,提高電能質(zhì)量和供電可靠性,創(chuàng )新商業(yè)服務(wù)模式,提升電網(wǎng)與客戶(hù)雙向互動(dòng)能力和客戶(hù)增值服務(wù)水平。
清華大學(xué)校長(cháng)助理宋永華指出,堅強智能電網(wǎng)的說(shuō)法,嶄新而富有挑戰性,如果中國成功,有望為其他發(fā)展中國家提供經(jīng)驗。日本海外電力調查部副部長(cháng)古野敏彥表示,在智能電網(wǎng)的探索之路上,中國步伐始終將是各國關(guān)注的焦點(diǎn)。