智能電網(wǎng):承擔(dān)大規(guī)模新能源并網(wǎng)重要載體——專訪上海電力學(xué)院電力與自動化工程學(xué)院副院長李東東

文/本刊記者 賈常艷

作為智能電力系統(tǒng)一部分的智能電網(wǎng)，其發(fā)展對我國經(jīng)濟社會的發(fā)展具有極其重要的意義。堅強智能電網(wǎng)建設(shè)運營的全過程都將為拉動國民經(jīng)濟發(fā)展及改變經(jīng)濟發(fā)展方式、能源生產(chǎn)利用和保障能源安全、保護環(huán)境及減少對化石能源的依賴等方面帶來巨大效益。

李東東，1976年生，博士，教授，上海電力學(xué)院電氣工程學(xué)院副院長。1998年畢業(yè)于浙江大學(xué)，2000年～2005年在上海交通大學(xué)獲得博士學(xué)位。主要從事電力系統(tǒng)建模與分析、新能源技術(shù)、微電網(wǎng)技術(shù)等研究。近年來先后主持國家級和省部級科研課題10余項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文35篇，其中SCI、Ei收錄23篇，發(fā)明專利授權(quán)1項，獲得省部級科技進步獎4項。

有人說，智能電力系統(tǒng)是實現(xiàn)電力工業(yè)和諧發(fā)展的唯一途徑。作為智能電力系統(tǒng)一部分的智能電網(wǎng)，其發(fā)展對我國經(jīng)濟社會的發(fā)展具有極其重要的意義。堅強智能電網(wǎng)建設(shè)運營的全過程都將為拉動國民經(jīng)濟發(fā)展及改變經(jīng)濟發(fā)展方式、能源生產(chǎn)利用和保障能源安全、保護環(huán)境及減少對化石能源的依賴等方面帶來巨大效益。說的通俗一點正如這首風(fēng)雅的小詩所言:天上一片云，地下端相連，恢恢織成網(wǎng)，服務(wù)千萬家。所謂“天網(wǎng)恢恢，疏而不漏”，智能電網(wǎng)的重大使命就是遍布空際，造福百姓。為此，本刊專訪了上海電力學(xué)院電力與自動化工程學(xué)院副院長李東東教授，他將為我們講述智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來展望，讓我們更加清晰的認識這張承擔(dān)重要載體的巨型之網(wǎng)。

《電器工業(yè)》:請您從規(guī)模、技術(shù)、影響力等方面談?wù)劗?dāng)前我國智能電網(wǎng)發(fā)展取得的階段性進展。

李東東:近幾年，在我國兩大電網(wǎng)公司等企業(yè)的推動下，我國智能電網(wǎng)發(fā)展迅速,成效也是較為顯著的。首先，對于電網(wǎng)公司傳統(tǒng)的核心資產(chǎn)，變電站的智能化，或者說數(shù)字化的改造及新建正在全面展開，涉及110kV到500（750）kV各電壓等級，輸變電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)也已在多個省市投運。其次，在量大面廣的配電和用電領(lǐng)域，已建成數(shù)十項城市智能配電網(wǎng)和智能用電小區(qū)示范及應(yīng)用項目，數(shù)千萬用戶實現(xiàn)了用電信息自動采集。與此同時，新能源、新技術(shù)的發(fā)展也十分可觀，今年我國并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電機組裝機容量已達到世界首位；國家電網(wǎng)公司對光伏并網(wǎng)最近出臺了大力支持的新政策；為迎接未來電動汽車的發(fā)展，充換電站和充電樁的建設(shè)幾乎已廣泛覆蓋到所有省市。

這么大的發(fā)展規(guī)模、這么快的發(fā)展速度，科學(xué)技術(shù)的支撐十分重要，并與智能電網(wǎng)的發(fā)展相得益彰。在這一輪智能電網(wǎng)的發(fā)展中，由于我國電網(wǎng)巨大的市場容量，更由于國內(nèi)在與國外幾乎同時起步發(fā)展中充分結(jié)合了自己的特色，在技術(shù)發(fā)展中占據(jù)了較有利的主動權(quán)。比如，國家電網(wǎng)公司制定并發(fā)布了《智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃》，系統(tǒng)地提出了8個專業(yè)分支、26個技術(shù)領(lǐng)域、92個標(biāo)準(zhǔn)系列，并在智能電網(wǎng)的建設(shè)和試點中不斷加以充實、完善和檢驗，并提交了十多項智能電網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)提案。政府對智能電網(wǎng)基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)研發(fā)也進行了有力的支持，國家863計劃在智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和國家自然科學(xué)基金委在智能電網(wǎng)與裝備基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域等資助了一大批項目，在智能電網(wǎng)的發(fā)、輸、變、配、用、儲等方面取得的成果有力地支撐了智能電網(wǎng)的發(fā)展建設(shè)。

智能電網(wǎng)發(fā)展帶來的影響十分廣泛并逐步顯現(xiàn)出來。電網(wǎng)建設(shè)逐步開展采取符合智能電網(wǎng)要求的規(guī)劃設(shè)計原則，這進一步促進了電網(wǎng)輸送容量的有效提高，使得電網(wǎng)的運行更加安全穩(wěn)定。智能電網(wǎng)的發(fā)展帶動了相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，裝備制造業(yè)、新興服務(wù)業(yè)以及通信、信息基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)等都從智能電網(wǎng)的發(fā)展建設(shè)中獲得了巨大的機遇。最終電力用戶能夠體驗到用電的可靠、優(yōu)質(zhì)和便利。

《電器工業(yè)》:請您將我國智能電網(wǎng)發(fā)展與國外發(fā)展作一下對比。

李東東:各個國家發(fā)展智能電網(wǎng)的驅(qū)動力有差異、電網(wǎng)建設(shè)和相關(guān)技術(shù)的客觀條件也有所不同，因此，各個國家智能電網(wǎng)的發(fā)展都存在著差別。但首先有一點是相同的，即電網(wǎng)的基本功能是進行電力的傳輸與配送，圍繞著增強這個功能、或者充分發(fā)揮這個功能的作用，是國內(nèi)外智能電網(wǎng)發(fā)展的共同點。美國發(fā)展超導(dǎo)電網(wǎng)、國家電網(wǎng)公司發(fā)展特高壓交直流輸電、南方電網(wǎng)公司發(fā)展特高壓和超高壓直流輸電，這些只是采取了不同的技術(shù)路線，但都是為了建設(shè)并不斷加強最基本的骨干電網(wǎng)。

目前，國外智能電網(wǎng)發(fā)展的一個特點是更加注重電力公司與用戶的互動，這與國外較發(fā)達的電力市場是分不開的，在對電力設(shè)施進行改造、建立了基本的技術(shù)支撐條件后，用戶互動必須依靠有效的市場價格和激勵機制才能真正運轉(zhuǎn)起來。另外，國外智能電網(wǎng)發(fā)展更強調(diào)分布式電源的作用和建設(shè)，這在歐洲尤其明顯，包括分布式可再生能源發(fā)電，以及冷熱電三聯(lián)供機組的應(yīng)用，受到廣泛的鼓勵。上述現(xiàn)象某種程度上與國內(nèi)外配電網(wǎng)的狀況有關(guān)，國外配電網(wǎng)的規(guī)模和容量基本建設(shè)到位，智能電網(wǎng)對其影響是電網(wǎng)運行機制方面的，并在分布式電源機組、智能電表等終端設(shè)備上進行投資；與之對應(yīng)，目前國內(nèi)智能電網(wǎng)著重于電網(wǎng)本身的規(guī)模擴展和建設(shè)。

《電器工業(yè)》:您認為智能電網(wǎng)對新能源發(fā)展將產(chǎn)生怎樣的影響？

李東東:智能電網(wǎng)對新能源的發(fā)展總的來說具有促進作用。這首先體現(xiàn)在智能電網(wǎng)的特征和功能上，對新能源的“兼容性”是國外智能電網(wǎng)概念較早提出時即得到公認的基本特征，在實際操作中，國內(nèi)外也都將新能源接入納入到智能電網(wǎng)的范疇來，并成為衡量智能電網(wǎng)建設(shè)成效的一個重要方面。更重要的是，我國把發(fā)展智能電網(wǎng)作為節(jié)能減排、應(yīng)對氣候變化的重要途徑，這在很大程度上要依賴于新能源的大規(guī)模應(yīng)用，智能電網(wǎng)必將承擔(dān)大規(guī)模新能源并網(wǎng)重要載體的作用。

從技術(shù)上說，智能電網(wǎng)的發(fā)展為解決新能源接入的瓶頸問題提供了平臺。比如當(dāng)前受到困擾的大規(guī)模集中式風(fēng)電場群并網(wǎng)及消納問題，在通過電網(wǎng)基本建設(shè)解決局部輸送能力后，剩下的問題都可以在智能電網(wǎng)發(fā)展中解決，運用風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)，實現(xiàn)風(fēng)電場出力的一定精度的預(yù)測，并配合儲能技術(shù)，可以增強風(fēng)電場的出力可控性，利用智能電網(wǎng)采集的更多電源、負荷和網(wǎng)絡(luò)信息，合理地在風(fēng)電基地和常規(guī)電源、其他新能源、可控負荷等可控資源之間優(yōu)化協(xié)調(diào)，可以實現(xiàn)更多的消納，減少棄風(fēng)。在這個體系中，更廣泛信息的采集與傳輸、通過用戶互動獲得的可控負荷容量、運用海量信息進行合理的決策等等，顯然都是智能電網(wǎng)的核心價值所在。進一步說，智能電網(wǎng)的發(fā)展在不斷加強信息獲取、狀態(tài)分析、評估決策、執(zhí)行校正等一系列過程的力度，使電網(wǎng)智能化不斷提升，對新能源的接入應(yīng)用并確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行都是十分有益的。

《電器工業(yè)》:請您談?wù)劇坝脩魠⑴c”在智能用電中的重要性。

李東東:互動是智能電網(wǎng)最原始的基本特征之一，這主要指的就是用戶參與。國外智能電網(wǎng)對用戶參與的定位較高，國內(nèi)由于各種因素的制約，總體來說不是現(xiàn)階段智能電網(wǎng)最主要的指標(biāo)，但這方面的嘗試和實踐也一直都在推進，因為最終來看，用戶參與是智能用電、乃至智能電網(wǎng)必不可少的機制和功能。

用戶參與最直接的好處是促進了需求響應(yīng)能夠落到實處，只有在用戶參與的情況下，負荷才能夠產(chǎn)生有利的變化，從而電網(wǎng)不再僅僅被動滿足負荷的需求、或者采用較粗放的負荷限制措施，而是能夠采取更為精細的負荷控制手段。這增加了電網(wǎng)的可控性，極大地豐富了電網(wǎng)的可控資源。在用戶參與的過程中，為確保與電網(wǎng)雙方利益的均衡，應(yīng)設(shè)計合理的用戶參與互動機制，使用戶在參與負荷控制的過程中，保持便利性與舒適性，并獲得節(jié)能的效果和效益。

電網(wǎng)可控性增強的受益是深遠的。由于增加了可控負荷，相當(dāng)于增加了電源的備用容量，使電網(wǎng)運行的安全性提高，并為波動、間歇的新能源接入提供良好的條件；同樣重要的是，電網(wǎng)獲得了尖峰負荷平移的可能性，能夠?qū)崿F(xiàn)移峰填谷，降低峰谷差，電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計和運行可以不再為了曾經(jīng)的最高負荷而保留大量的冗余，電網(wǎng)資產(chǎn)的利用率可以顯著提高，智能電網(wǎng)“兼容”和“高效”的目標(biāo)同時得以實現(xiàn)，這正是用戶互動帶來的好處。

《電器工業(yè)》:請您談?wù)勎磥碇悄茈娋W(wǎng)發(fā)展的模式及應(yīng)用。

李東東:在輸變電基礎(chǔ)設(shè)施的智能化建設(shè)取得階段性成果后，配電、用電領(lǐng)域的智能化應(yīng)該成為智能電網(wǎng)發(fā)展新的重點領(lǐng)域，主動配電網(wǎng)、微電網(wǎng)將與強大的輸電網(wǎng)一起成為智能電網(wǎng)發(fā)展的主角。隨著電動汽車和儲能技術(shù)的發(fā)展成熟和應(yīng)用、分布式電源的建設(shè)、用戶參與互動的加強，配電網(wǎng)和用戶側(cè)可用的資源越來越豐富，無論是從合理發(fā)揮這些資源效益的角度，還是由電網(wǎng)安全可靠出發(fā)，都需要建設(shè)局部自我平衡的配電網(wǎng)、微電網(wǎng)；同時，這種配電網(wǎng)、微電網(wǎng)的智能化程度要求是非常高的，智能電網(wǎng)的特征和功能從中也獲得了充分體現(xiàn)。