智能電網(wǎng)之下，電工裝備亟需哪些方面做突破？
——訪國家電網(wǎng)智能電網(wǎng)部副主任沈江

／本刊記者 田來鎖／

智能電網(wǎng)之下，電工裝備亟需哪些方面做突破？
——訪國家電網(wǎng)智能電網(wǎng)部副主任沈江

／本刊記者 田來鎖／

沈江，國家電網(wǎng)智能電網(wǎng)部副主任，曾參加國務院《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》的起草。在企業(yè)界，沈江副主任的學術報告素以注重實際、落地性強、具有很強的指導性而著名。本刊根據(jù)一些企業(yè)的要求，并匯總他們的意見，近日有幸就這些企業(yè)所關心的一些問題對他進行了采訪，并整理發(fā)表。

什么是智能電網(wǎng)？國家發(fā)展改革委、國家能源局在2015年發(fā)布的《關于促進智能電網(wǎng)發(fā)展的指導意見》中做了這樣的定義：“智能電網(wǎng)是在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)基礎上，通過集成新能源、新材料、新設備和先進傳感技術、信息技術、控制技術、儲能技術等新技術，形成的新一代電力系統(tǒng)，具有高度信息化、自動化、互動化等特征，可以更好地實現(xiàn)電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟、高效運行。發(fā)展智能電網(wǎng)是實現(xiàn)我國能源生產(chǎn)、消費、技術和體制革命的重要手段，是發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎?！?/p>

在國家電網(wǎng)早先確立智能電網(wǎng)規(guī)劃和總體投資中，到2020年國家電網(wǎng)在智能電網(wǎng)建設方面總投資逾4萬億元。我國建設統(tǒng)一堅強的智能電網(wǎng)就要構筑堅強的網(wǎng)架結構，需要大量的變壓器、開關等輸變電設備，據(jù)估計這方面設備約占電網(wǎng)總投資40%，這無疑是電力設備制造企業(yè)的福音。但是，面對智能電網(wǎng)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、能源互聯(lián)網(wǎng)等眾多新的發(fā)展機遇，電工裝備企業(yè)、特別是中小型企業(yè)，究竟該選定什么目標，如何發(fā)展？很多企業(yè)還較為的迷茫。正如一些企業(yè)所講：“智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)這些大方向、大趨勢我們清楚，但是具體到每一個企業(yè)在生產(chǎn)、經(jīng)營、技術創(chuàng)新等方面該怎么做？我們還是有很多需要探索的地方?！?/p>

《電器工業(yè)》：在2016年8月8日國務院發(fā)布的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中，提出了6個重大科技項目和9項重大工程，其中在能源領域，至2030年形成涵蓋能源多元供給、高效清潔利用和前沿技術突破的整體布局。智能電網(wǎng)作為9項重大工程之一，規(guī)劃中提出了智能電網(wǎng)建設中的重點任務，如聚焦部署大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)調(diào)控、大電網(wǎng)柔性互聯(lián)、多元用戶供需互動用電、智能電網(wǎng)技術等。請解讀一下這些“重點任務”中具體涉及的電工裝備主要有哪些？我國電工設備業(yè)如何實現(xiàn)這些技術突破，需要做哪些努力？

沈江：智能電網(wǎng)技術中，有很大一部分涉及到可再生能源的發(fā)、輸、配、用等方面，可以說，這些技術現(xiàn)在我們基本上都已經(jīng)解決，不存在技術障礙問題?，F(xiàn)在在清潔能源中需要重點研究、技術上著力突破的應該是海上風電。

海上風電主要在距離海岸十公里，水深十米的區(qū)域，而這些地方又恰恰是海水養(yǎng)殖、船舶航行較為密集的地方。如果每一個發(fā)電工作單元均要將發(fā)出的電力輸送到岸上的時候，那輸電線便會如蛛網(wǎng)一般影響?zhàn)B殖戶的利益以及涉及到來往船舶的航行安全。這就需要一個海上的集成平臺，將每一個發(fā)電單元的電力集中起來，統(tǒng)一輸送到岸上。海上變電站技術、柔性輸電技術，抗臺風、抗腐蝕的建設和運行技術還需要突破。

第二個急需解決的就是風電、光伏等并網(wǎng)所需的“虛擬同步機”技術。隨著大規(guī)模的風能、太陽能、電動汽車等接入電網(wǎng)，以及能源使用效率的提高，電力系統(tǒng)正從以傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機為主轉(zhuǎn)向以新型電力電子設備為主的復雜巨系統(tǒng)，如何保證這些新接入的分布式能源與電力系統(tǒng)兼容成為當務之急。

2015年7月，國家發(fā)改委、能源局頒布的《關于促進智能電網(wǎng)發(fā)展的指導意見》中提出將推廣具有即插即用、友好并網(wǎng)特點的并網(wǎng)設備，滿足新能源、分布式電源廣泛接入要求。一般說來，風電和光伏電源主要通過并網(wǎng)逆變器接入電網(wǎng)，并網(wǎng)逆變器控制策略各異，加之分布式電源輸出功率具有波動性、不確定性等特點，很難實現(xiàn)其即插即用與自主協(xié)調(diào)運行。如果能使并網(wǎng)逆變器具有類似同步發(fā)電機的運行特性，那么必將大幅提升分布式發(fā)電的性能，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這就是虛擬同步機技術。

在電力電子領域正在突破UPFC（統(tǒng)一潮流控制器）技術。這是一種功能強大、特性優(yōu)越的新一代柔性交流輸電裝置，綜合了FACTS元件的多種靈活輸電控制手段，它包括了電壓調(diào)節(jié)、串聯(lián)補償和移相等所有能力，它可以同時并非?？焖俚鬲毩⒖刂戚旊娋€路中有功功率和無功功率。UPFC可以控制線路的潮流分布、有效地提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

在材料方面，新材料的研究和發(fā)現(xiàn)將會使超導技術和各種儲能技術得到進一步突破和實用化，在電力裝備領域帶來新的發(fā)展方向。

《電器工業(yè)》：關于“互聯(lián)網(wǎng)+”，現(xiàn)在大家都在講。不過也出現(xiàn)了一個有趣的問題，那就是在智能電網(wǎng)行業(yè)誰“+”誰的問題，是“設備制造+互聯(lián)網(wǎng)”，還是“互聯(lián)網(wǎng)+設備制造”。比如有人認為，在未來的社區(qū)供電解決方案中，是以智能化、互聯(lián)網(wǎng)技術的運用為主導，設備處于一個系統(tǒng)解決的從屬地位，是一個被選擇的對象。這里似乎是涉及到了在未來的智能電網(wǎng)業(yè)態(tài)中誰為主導，誰為從屬的問題。您是怎么看的？如果真像后者，設備制造業(yè)的路該怎么走？

沈江：在電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、用電不同的環(huán)節(jié)應用互聯(lián)網(wǎng)技術有不同的方式。在用電環(huán)節(jié)，將來表現(xiàn)為更多的會是以信息化、網(wǎng)絡化、智能化為主導的一體化解決方案。其中設備在這些一體化解決方案中處于一種從屬的、被選擇的地位。也就是說選用什么樣的設備、哪個品牌的設備，需要符合系統(tǒng)的信息化、網(wǎng)絡化、智能化要求，從而達到不同的解決目的。這有點像現(xiàn)在流行的“街頭自行車租賃”，那種一掃二維碼就可以騎走的服務。在這種服務中，服務商更注重的是整個系統(tǒng)的信息化、網(wǎng)絡化、智能化，即方便客戶，服務商通過整個網(wǎng)絡的運行來獲取利益，至于選用什么樣的自行車，并不是主要的。對于自行車這個“設備”本身，其功能甚至可以簡化到能代步就行。同樣，隨著電動汽車、港口岸電等新的用電方式的出現(xiàn)和普及，隨之帶來了互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的理念和新的商業(yè)模式的出現(xiàn)，供電設備就必須按照新的商業(yè)模式，滿足信息化和智能化的要求。我理解這樣的模式就應該是“互聯(lián)網(wǎng)+設備制造”。而在發(fā)電和輸電環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的設備需要互聯(lián)網(wǎng)技術提高信息化水平，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的監(jiān)測、分析和控制的自動化，但是互聯(lián)網(wǎng)技術并不改變電力系統(tǒng)的生產(chǎn)方式和經(jīng)營方式。因此這應該就是你所說的“設備制造+互聯(lián)網(wǎng)”。

《電器工業(yè)》：還是一個關于互聯(lián)網(wǎng)的問題。在互聯(lián)網(wǎng)技術領域，關于大數(shù)據(jù)的運用，《規(guī)劃》提出來“突破大數(shù)據(jù)共性關鍵技術，建成全國范圍內(nèi)數(shù)據(jù)開放共享的標準體系和交換平臺，形成面相典型應用的共識性應用模式和技術方案?！蹦谝淮螆蟾嬷嘘P于智能電網(wǎng)建設，也提到了大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術的運用。請問《規(guī)劃》所講的“大數(shù)據(jù)共性關鍵技術”指的是哪方面？這一技術的突破對于智能電網(wǎng)的建設有什么重大意義，請舉例說明。

沈江：首先要說明一下，我并沒有參與大數(shù)據(jù)的相關規(guī)劃的編寫和研究。不過智能電網(wǎng)確實在研究如何利用大數(shù)據(jù)，其中之一就是挖掘和研究智能電表提供的數(shù)據(jù)。之前大家都知道是“入戶抄表”，其中一些數(shù)據(jù)很難匯總。隨著智能電表的普及，不但省略了很多人工服務，更重要的是可以集中、挖掘并分析這些數(shù)據(jù)，分析出居民用電習慣、住宅區(qū)空置率、工業(yè)企業(yè)開工狀況以及今后電動汽車的普及程度等等，為政府、行業(yè)評估社會經(jīng)濟發(fā)展提供參考服務，也為電網(wǎng)企業(yè)提供增值服務。如何為設備制造企業(yè)服務也是大數(shù)據(jù)應用的一個重要方面。在電網(wǎng)運行、檢修和故障處理中匯集了大量的設備數(shù)據(jù)，特別是智能化帶來的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，對于分析設備的運行狀況和性能質(zhì)量很有幫助，這需要電網(wǎng)企業(yè)和設備制造企業(yè)共同努力，挖掘和分析這些大數(shù)據(jù)，改進和提高設備制造和運行水平。

《電器工業(yè)》：電網(wǎng)“走出去”，是我國電力行業(yè)走向世界、參與國際競爭的重要方向；也是全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設的一個重要目標。而智能電網(wǎng)更是在“一帶一路”建設中占有重要的地位。現(xiàn)在我們都做了哪些預備性工作？從技術角度講我國的智能電網(wǎng)實現(xiàn)真正的“走出去”還要多長時間？

沈江：其實我國電網(wǎng)“走出去”的步伐越來越大，輸變電設備和電網(wǎng)建設工程快速地加入國際市場。關于智能電網(wǎng)技術的輸出，一是對于發(fā)達國家要加強技術交流、標準合作以及設備互檢互認；二是對于發(fā)展中國家要加大智能電網(wǎng)理念的宣傳。比如巴西，他們在一開始的時候?qū)ξ覀兊淖冸娬局悄芑⒉焕斫?，需要我們把他們請到中國來交流參觀，使他們認識到了應用智能電網(wǎng)技術的必要性；三是要輸出智能電網(wǎng)的管理，比如國家電網(wǎng)在菲律賓的實踐，不僅有資本、技術和裝備的輸出，還要注重提高當?shù)仉娋W(wǎng)的管理水平，提高電網(wǎng)的安全經(jīng)濟水平，反過來促進了技術和設備的輸出。

《電器工業(yè)》：在智能電網(wǎng)參與“一帶一路”建設的過程中，電工設備從研發(fā)、設計到制造、實驗驗證“全面適應特殊環(huán)境的能力”至關重要。就我國現(xiàn)有的電工裝備來講，適應特殊環(huán)境的能力如何？怎樣才能提高我們這方面的能力，您有什么好的建議？

沈江：我們國家地緣遼闊，惡略環(huán)境多樣化，對裝備制造積累了豐富的經(jīng)驗。以我國的高鐵為例，由于在國內(nèi)大范圍的應用和豐富的工程實踐，使得在國際市場上對日本等國家有很強的競爭力。同樣，對于電工設備制造和運行，為了應對各種復雜的運行條件，我們建立健全了高溫、高寒、高濕、高鹽分、高海拔以及污穢、抗震等等一系列環(huán)境檢測能力和機構，這是我們比其他國家優(yōu)越的地方。這些檢測有的是在電網(wǎng)企業(yè)，有的是在制造企業(yè)，我們要加強合作，減少重復建設。充分利用好這些環(huán)境檢測能力，有針對性地提高產(chǎn)品適應不同環(huán)境的性能指標，使我們的產(chǎn)品在國際市場上更有競爭力。

《電器工業(yè)》：在你做的一次學術報告中，我們注意到，您認為“智能電網(wǎng)領域?qū)⒏拥膶挿骸?。您提到了將有金融業(yè)參與進來。您能不能較為詳細地解釋一下，金融也將在智能電網(wǎng)領域占有什么樣的位置？

沈江：我講的金融業(yè)的參與并不是企業(yè)的融資等業(yè)務。而是金融機構也將參與到智能電網(wǎng)的發(fā)展中來。除了電費的繳納，像電動汽車、港口岸電、分布式電源并網(wǎng)等智能電網(wǎng)新的業(yè)態(tài)，都會催生出新的金融服務。這也是互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟、能源互聯(lián)網(wǎng)為電工制造和智能電網(wǎng)帶來的新的發(fā)展機遇。