智能電網(wǎng)的發(fā)展未來—如何進(jìn)一步做好華中地區(qū)的智能電網(wǎng)建設(shè)

王磊

蘇州供電公司營銷部， 江蘇 蘇州 215004

智能電網(wǎng)的發(fā)展未來—如何進(jìn)一步做好華中地區(qū)的智能電網(wǎng)建設(shè)

王磊

蘇州供電公司營銷部， 江蘇 蘇州 215004

隨著時(shí)代的發(fā)展，原有的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電力設(shè)備已無法滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，這時(shí)智能電網(wǎng)技術(shù)就成為我國現(xiàn)代化建設(shè)的重要支撐力量，如何更好的建設(shè)智能電網(wǎng)，也成為我國“十二五”的關(guān)鍵任務(wù)。本文簡要介紹智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃以及相關(guān)背景。

智能電網(wǎng)；華中地區(qū)；超導(dǎo)

1、發(fā)展背景

當(dāng)前，我國電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性、電能質(zhì)量、應(yīng)對(duì)突發(fā)事故和災(zāi)難的能力等多方面還有待進(jìn)一步提高。隨著電力在終端能源所占的比重日益提高，對(duì)電力系統(tǒng)的上述各個(gè)方面的要求也將越來越高。與此同時(shí)，隨著化石能源的日益枯竭，需要大力發(fā)展新能源技術(shù)，這時(shí)智能電網(wǎng)也就此應(yīng)運(yùn)而生。

智能電網(wǎng)的建設(shè)是一個(gè)長期艱巨的任務(wù)，早在2009年，國電在華中地區(qū)就已經(jīng)開始相關(guān)建設(shè)行動(dòng)，并確定了“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略，確定智能電網(wǎng)建設(shè)這一長期工程，并規(guī)劃從2009年開始第一階段即研發(fā)試點(diǎn)階段，到2020年建成。屆時(shí)，建成特高壓電網(wǎng)、數(shù)字化變電站、用電信息管理系統(tǒng)等一些列智能電網(wǎng)的重要部分。

2、智能電網(wǎng)的概念

什么是智能電網(wǎng)？盡管目前對(duì)只能電網(wǎng)還沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義，但從智能電網(wǎng)的涵義出發(fā)，基本可以概括為：是以電力系統(tǒng)中各種發(fā)電設(shè)備、輸配電網(wǎng)絡(luò)、用電設(shè)備和儲(chǔ)能設(shè)備的物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，將新型電網(wǎng)控制技術(shù)、信息技術(shù)與管理技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，以“自愈、安全、經(jīng)濟(jì)、清潔”為特點(diǎn)，智能控制技術(shù)與往里電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。它是一個(gè)完全自動(dòng)化的供電網(wǎng)路，可以實(shí)現(xiàn)從發(fā)電到用電所有環(huán)節(jié)信息的智能系統(tǒng)，系統(tǒng)優(yōu)化電力生產(chǎn)、輸送和使用過程，是當(dāng)今世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的最新趨勢(shì)。

3、智能電網(wǎng)的特點(diǎn)

電網(wǎng)基礎(chǔ)體系、技術(shù)支撐體系、智能應(yīng)用體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的四大體系。

智能電網(wǎng)的特點(diǎn)是：自愈、安全、經(jīng)濟(jì)、清潔，能夠提供適應(yīng)未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的優(yōu)質(zhì)電力與服務(wù)。

自愈-實(shí)時(shí)掌控電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、快速診斷和消除故障隱患；在盡量少的人工干預(yù)下，快速隔離故障、自動(dòng)恢復(fù)，避免大面積停電的發(fā)生，提升電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

安全-更好地對(duì)人為或自然引發(fā)的擾動(dòng)做出辨識(shí)與反應(yīng)。在自然災(zāi)害、外力破壞和計(jì)算攻擊等不同情況下，保證人身、設(shè)備和電網(wǎng)的安全。

經(jīng)濟(jì)-支持電力市場競爭的要求，優(yōu)化配置資源；提高設(shè)備傳輸容量和利用率，有效控制成本，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

清潔—既能適應(yīng)大電源的集中接入，也能對(duì)分布式發(fā)電方式友好接入，做到“即插即用”。支持風(fēng)電、太陽能等可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用，滿足電力與自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)和諧發(fā)展的要求。

4、智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃及發(fā)展現(xiàn)狀

我國“智能電網(wǎng)”的建設(shè)主要分三個(gè)階段來進(jìn)行：1）、2009年～2011年為規(guī)劃試點(diǎn)階段，開展關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性、共用性技術(shù)研究，進(jìn)行技術(shù)和應(yīng)用試點(diǎn)。2）、2012年～2015年為全國建設(shè)階段，加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)，初步形成智能電網(wǎng)運(yùn)行控制和互動(dòng)服務(wù)體系，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用；3）、2016年～2020年為引領(lǐng)提升階段、建成統(tǒng)一的“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”，技術(shù)和裝備全面達(dá)到國際先進(jìn)水平。

今年是2011年，是第一個(gè)階段的結(jié)束之年，華中地區(qū)在智能電網(wǎng)的建設(shè)中基本完成任務(wù)，基本建成了“兩橫兩縱”特高壓網(wǎng)架，并建立了智能電網(wǎng)的物理基礎(chǔ)-數(shù)字化變電站，從而將進(jìn)一步加快智能電網(wǎng)的推廣速度，同時(shí)以用電信息采集系統(tǒng)為基礎(chǔ)的“SG186”系統(tǒng)，而且也制定了相關(guān)研發(fā)規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)。

從上述發(fā)展成果可以看出，華中地區(qū)的智能電網(wǎng)的建設(shè)工作已經(jīng)取得了一定的成績，但是我國的智能電網(wǎng)的發(fā)展水平與美國日本等發(fā)達(dá)國家的智能電網(wǎng)還存在一定差距，而且發(fā)展方向也有所區(qū)別，如何更好地建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，并實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化也成為今后華中地區(qū)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要任務(wù)。

5、智能電網(wǎng)的發(fā)展未來

智能電網(wǎng)的建設(shè)是一項(xiàng)循序漸進(jìn)的長遠(yuǎn)工程，應(yīng)該按照“統(tǒng)一規(guī)劃、分布實(shí)現(xiàn)、試點(diǎn)先行、整體推進(jìn)”的原則建設(shè)實(shí)施。

我們?cè)诘谝浑A段，已經(jīng)逐步完成智能電網(wǎng)的整體規(guī)劃，形成了主要的頂層設(shè)計(jì)，主要有如下成績：（1）完成各級(jí)電網(wǎng)的初步建設(shè)，并開展關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性、共用性技術(shù)研究，進(jìn)行技術(shù)和應(yīng)用試點(diǎn)，全面開展智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)試點(diǎn)工作；（2）建成華中各地區(qū)的同步電網(wǎng)，基本形成“兩縱兩橫”特高壓網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架；（3）電網(wǎng)具備相應(yīng)的能力接納國家規(guī)劃的可再生能源發(fā)電規(guī)模；（4）完成智能變電站建設(shè)及改造試點(diǎn)工程；（5）建成智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)整體試點(diǎn)；（6）全面開展智能用戶服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)研究，研究智能用電設(shè)備，完成智能配電網(wǎng)示范性工程建設(shè)，并完成“SG186”工程。

接下來是第二階段（2012～2015年）——全面建設(shè)階段。我們的目標(biāo)應(yīng)是形成堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范建設(shè)要求；跟蹤發(fā)展需要技術(shù)進(jìn)步并進(jìn)行建設(shè)評(píng)估，滾動(dòng)修訂發(fā)展規(guī)劃，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)全面鋪開。到2015年，基本建成堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，關(guān)鍵技術(shù)和裝備達(dá)到國際領(lǐng)先水平?；窘ǔ梢蕴馗邏弘娋W(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的國家電網(wǎng)；具備接納和優(yōu)化配置大型火電、水電、核電等可再生能源基地電力的能力；在電網(wǎng)部分重要區(qū)域內(nèi)開展樞紐變電站智能化建設(shè)和改造；初步建成智能調(diào)度中心，智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平；雙向互動(dòng)服務(wù)在大中城市得到推廣，在有條件的地方開展分布式能源試點(diǎn)；基本建成SG—ERP系統(tǒng)。

最后完成第三階段（2016年～2020年）-完善提升階段。在全面建設(shè)的基礎(chǔ)上，評(píng)估建設(shè)績數(shù)，結(jié)合應(yīng)用需求和技術(shù)發(fā)展，進(jìn)一步完善和提升中國堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的綜合水平，引領(lǐng)國際智能電網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展。到2020年，全面建成堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，技術(shù)和裝備全面達(dá)到國際領(lǐng)先水平。建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的更加堅(jiān)強(qiáng)的國家電網(wǎng)；發(fā)電及需求之間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)互動(dòng)反饋；超過50%的關(guān)鍵變電站實(shí)現(xiàn)全站設(shè)備的智能化，建成安全防御、運(yùn)行優(yōu)化、高效管理三位一體的智能調(diào)度體系；智能化用電設(shè)備得到廣泛應(yīng)用，雙向互動(dòng)服務(wù)全面推廣；分布式能源系統(tǒng)以及具備發(fā)電能力和用電功能的各種終端用電設(shè)備實(shí)現(xiàn)“即接即用”，全面建成SG—ERP系統(tǒng)，信息化達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

6、現(xiàn)階段智能電網(wǎng)建設(shè)重點(diǎn)

為了及早更好的實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的建設(shè)，我們應(yīng)該做好以下幾個(gè)方面：

6.1 大力發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)，促進(jìn)智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)遵循電能生產(chǎn)—傳輸—使用的模式運(yùn)行，儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用可以在這個(gè)系統(tǒng)中增加一個(gè)具有“存儲(chǔ)”電能的環(huán)節(jié)，將使電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性得到大幅度的提高。尤其是針對(duì)可再生能源以及分布式發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用，儲(chǔ)能技術(shù)更是不可或缺的技術(shù)選擇，特別是大型可再生能源發(fā)電站的開發(fā)利用，更加需要儲(chǔ)能技術(shù)作為有力的支持?？稍偕茉窗l(fā)電系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能裝置有以下要求：能量密度大，能夠以較小的體積重量提供較大的能量；功率密度大，能夠提供系統(tǒng)功率突變時(shí)所需的補(bǔ)償功率，具有較快的響應(yīng)速度；儲(chǔ)能效率高；耐溫性能好，能夠適應(yīng)一些特殊環(huán)境；儲(chǔ)能量大，能夠滿足調(diào)節(jié)峰谷和適應(yīng)可再生能源資源晝夜變化和短期不穩(wěn)定性變化的需要。

6.2 大力發(fā)展分布式智能電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)可再生能源的充分利用。分布式智能電網(wǎng)是指以靠近用戶的小型發(fā)電機(jī)組（一般低于30MW）、儲(chǔ)能系統(tǒng)和微型電網(wǎng)構(gòu)建起來的與外部電網(wǎng)互聯(lián)（或獨(dú)立運(yùn)行）的智能電網(wǎng)。隨著能源問題的日益突出，國家能源政策對(duì)新能源發(fā)展的激勵(lì)，電力市場的擴(kuò)大以及分布式電源技術(shù)的發(fā)展使得分布式電源正成為新的發(fā)展方向。由于分布式電源具有不易出現(xiàn)規(guī)模性瓦解和可跟蹤電力負(fù)荷的變化的特點(diǎn)，因此可大大提高資源的利用率。根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)，大電網(wǎng)系統(tǒng)和分布式發(fā)電系統(tǒng)相結(jié)合是節(jié)省投資，降低能耗，提高系統(tǒng)安全性和靈活性的主要方法。

6.3 努力發(fā)展超導(dǎo)技術(shù)，為構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)奠定技術(shù)。超導(dǎo)電力技術(shù)在解決電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題、電能質(zhì)量問題、大容量輸送問題、短路故障保護(hù)問題和降低網(wǎng)絡(luò)損耗等方面均具有顯著的優(yōu)勢(shì)，因此，它在電力技術(shù)的應(yīng)用將促進(jìn)電網(wǎng)技術(shù)的重大變革，可為大規(guī)模智能電網(wǎng)的建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。超導(dǎo)技術(shù)的作用遠(yuǎn)非限于電力應(yīng)用，超導(dǎo)技術(shù)的重大突破將大大改變世界，無論在能源技術(shù)、交通技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)還是其他領(lǐng)域，均將發(fā)揮重大變革性的作用。因此，要發(fā)展智能電網(wǎng)就必須大力探索高臨界溫度乃至常溫超導(dǎo)材料、加強(qiáng)超導(dǎo)技術(shù)在電力應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)及其示范作用。

7、結(jié)語

提高電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性、電能質(zhì)量、應(yīng)對(duì)突發(fā)事故和災(zāi)難的能力以及綜合效率效益、實(shí)現(xiàn)新能源的規(guī)?；?，是智能電網(wǎng)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。華中地區(qū)在結(jié)合新能源技術(shù)的特點(diǎn)和本地區(qū)的發(fā)展需要，做出了智能電網(wǎng)的具體規(guī)劃，我相信只要加強(qiáng)儲(chǔ)能技術(shù)、分布式電力技術(shù)和超導(dǎo)電力技術(shù)研究開發(fā)的有關(guān)措施，將更好地實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的普及。

[1]王明駿.智能電網(wǎng)的推動(dòng)因素、研發(fā)路線和難點(diǎn)問題[A].第一屆智能電網(wǎng)研究學(xué)術(shù)論壇

[2]余貽鑫，欒文鵬.智能電網(wǎng)概述[A].第一屆智能電網(wǎng)研究學(xué)術(shù)論壇

[3]陳樹勇，宋淑芬，李蘭欣.智能電網(wǎng)技術(shù)綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.24.003