智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理研究初探

彭學(xué)軍

(華夏空能機(jī)械科學(xué)研究院,北京 100102)

智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理研究初探

彭學(xué)軍

(華夏空能機(jī)械科學(xué)研究院,北京 100102)

電力市場(chǎng)化在各國中具有不同的發(fā)展程度,電力工業(yè)得到發(fā)展的必要環(huán)節(jié)。本文主要從電力系統(tǒng)基本模式著手展開討論,在經(jīng)濟(jì)社會(huì)外部驅(qū)動(dòng)因素的推動(dòng)下,從智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理角度進(jìn)行分析。繼而對(duì)智能電網(wǎng)愿景、規(guī)劃以及相關(guān)技術(shù)做出簡單分析。

智能 電網(wǎng) 發(fā)展機(jī)理

電力系統(tǒng)的基本模式構(gòu)成有發(fā)電、變電、電力市場(chǎng)等，其主要構(gòu)成環(huán)節(jié)將一次能源進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以電能的形式輸送到其他需要的地方實(shí)現(xiàn)能源再使用。發(fā)電、輸電、變電等各環(huán)節(jié)間的聯(lián)系在信息、通信與控制等技術(shù)的基礎(chǔ)上，用來感知相互的狀體，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送與控制等。在不同的國家與地區(qū)、不同的發(fā)展條件下，這種聯(lián)系作用無論是形式、過程還是方向、時(shí)序，均不相同。參與主體主要有政府、企業(yè)等各種部門以及各種類型的客戶，是電力系統(tǒng)基本模式需要考慮的必然要素。

1 智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理

1.1 智能電網(wǎng)發(fā)展外部驅(qū)動(dòng)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到發(fā)展的重要支撐來自電力系統(tǒng)的支持，電力系統(tǒng)發(fā)展外部驅(qū)動(dòng)是順應(yīng)社會(huì)對(duì)相關(guān)行業(yè)的需求。在相同的模式下，電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式多種多樣，外部對(duì)電力系統(tǒng)的需求是決定運(yùn)轉(zhuǎn)方式的重要因素。在不同國家與地區(qū)、不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期，社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的需求不同。如可靠供電、節(jié)能、新能源以及開放接口，還有政治因素與經(jīng)濟(jì)因素都有成為外部驅(qū)動(dòng)的可能。目前電網(wǎng)發(fā)展外部驅(qū)動(dòng)主要有經(jīng)濟(jì)服務(wù)、降低化石能源消耗、減輕電力污染以及全面降低電力系統(tǒng)成本四個(gè)方面。其中經(jīng)濟(jì)服務(wù)是指電網(wǎng)提供給經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量、穩(wěn)定的電能，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)與有力支撐。降低化石能源消耗是指實(shí)現(xiàn)一次能源再使用比例提升，從而減少化石能源的使用。減輕電力污染是指在電力系統(tǒng)運(yùn)營過程中，盡量減少溫室氣體的排放。節(jié)省能源有效降低電力系統(tǒng)的運(yùn)營成本。

1.2 智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理

由上述情況可分析得出電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理:發(fā)展電力系統(tǒng)的主要難點(diǎn)在于經(jīng)濟(jì)、能源以及技術(shù)等制約因素和電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的不相適應(yīng);由經(jīng)濟(jì)社會(huì)各方面因素形成的外部驅(qū)動(dòng)對(duì)電力系統(tǒng)基本模式的作用下，使電力系統(tǒng)得到發(fā)展。換言之，智能電網(wǎng)愿景來源于外部驅(qū)動(dòng)，以經(jīng)濟(jì)投入與政策傾斜作為前提，為實(shí)現(xiàn)愿景作出的相關(guān)規(guī)劃，即電力裝備、技術(shù)以及管理模式等各環(huán)節(jié)的運(yùn)行程序進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃。發(fā)電、輸電以及用電等各環(huán)節(jié)均與裝備、技術(shù)以及各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)具有直接聯(lián)系;電力系統(tǒng)基本模式中各環(huán)節(jié)的聯(lián)系取決于運(yùn)行方式以及政策等因素，從而對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的管理與運(yùn)行方式產(chǎn)生影響。智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理的研究相當(dāng)廣泛，除電力系統(tǒng)基本模式中的部分環(huán)節(jié)外，需要考慮多個(gè)環(huán)節(jié)的綜合跨越性研究。例如發(fā)電環(huán)節(jié)需考慮能源消耗與環(huán)境污染等問題;進(jìn)行廣域態(tài)勢(shì)感知技術(shù)研究時(shí)，需同時(shí)將發(fā)電、用電與電網(wǎng)等多個(gè)環(huán)節(jié)納入考慮范圍，進(jìn)行綜合性研究。此外，還有將愿景、規(guī)劃與政策等多個(gè)外在因素與電力性基本模式綜合在一起進(jìn)行全局性研究。如當(dāng)前，國內(nèi)外智能電網(wǎng)建設(shè)在不同城鄉(xiāng)中，綜合建設(shè)的問題。由此可見，智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理研究角度是全方位進(jìn)行的，具有全面性與復(fù)雜性，并且目前的智能電網(wǎng)發(fā)展本身具備了許多亟待優(yōu)化的制約條件。根據(jù)智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理，從智能電網(wǎng)的穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)以及能源環(huán)境等多方面進(jìn)行研究。

2 智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理角度分析

2.1 智能電網(wǎng)愿景與特征剖析

由智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理角度分析，智能電網(wǎng)并非完全是偶然性出現(xiàn)，即使沒有智能電網(wǎng)的存在，電力系統(tǒng)同樣會(huì)基于外部驅(qū)動(dòng)發(fā)展。有時(shí)代作為動(dòng)力，尤其是在上述四個(gè)主要外部驅(qū)動(dòng)因素的共同作用下，世界電力系統(tǒng)將在21世紀(jì)中葉發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變。因此智能電網(wǎng)的出現(xiàn)也是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。智能電網(wǎng)愿景的實(shí)質(zhì)是理想中的電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)方式，是在不同是時(shí)代背景下，對(duì)外部發(fā)展的各種特定需求均能給予滿足的電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式;特征是指這種運(yùn)轉(zhuǎn)模式的深刻描述。由于時(shí)代背景不同，不同國家和地區(qū)的智能電網(wǎng)愿景與特征也具有差異，這些差異最終均會(huì)由電力系統(tǒng)基本模式的運(yùn)轉(zhuǎn)方式體現(xiàn)出來?？梢酝ㄟ^智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理分析出電力系統(tǒng)發(fā)展愿景的產(chǎn)生過程，基于電力系統(tǒng)模式受到經(jīng)濟(jì)社會(huì)的外部驅(qū)動(dòng)影響，出現(xiàn)電力系統(tǒng)的理想運(yùn)行狀態(tài)，即電力系統(tǒng)的發(fā)展愿景。為使愿景得以實(shí)現(xiàn)，電力系統(tǒng)需要在特定的模式下運(yùn)行。

近年來，通過不斷交流與實(shí)踐，不同國家、行業(yè)間智能電網(wǎng)理念作用，相互影響，甚至有很多愿景與特征保持一致或完全相同，或存在重點(diǎn)差異。如，國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)核心理念為堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保等，充分反映出了經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)職能電網(wǎng)的發(fā)展需求。美國智能電網(wǎng)特征總結(jié)出來，還是離不開堅(jiān)強(qiáng)可靠，對(duì)多種形式能源與蓄能裝置兼容問題總結(jié)出來，為清潔環(huán)保與友好互動(dòng)。不過，根據(jù)各個(gè)國家國情差異，智能電網(wǎng)的具體發(fā)展重點(diǎn)也有所不同。如輸電方式的發(fā)展選擇，高陽長距離輸電還是局部電網(wǎng)就地消耗能源;或電力市場(chǎng)的發(fā)展，電力市場(chǎng)放開電價(jià)還是結(jié)合計(jì)劃管理和市場(chǎng)等。

2.2 智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃再認(rèn)識(shí)

就智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理而言，愿景是在電力系統(tǒng)基本模式上反映外部需求的主要體現(xiàn)，規(guī)劃是實(shí)現(xiàn)愿景的必要前提和具體依據(jù)，其中包含了從經(jīng)濟(jì)投入、設(shè)備、人力組織等各種方面進(jìn)行分析而定的具體可行步驟，以實(shí)現(xiàn)愿景為主要目的，是基于智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理而制定的規(guī)劃框架。經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)成本的控制要求產(chǎn)生了電力系統(tǒng)愿景，若從一次能源轉(zhuǎn)化為再使用能源角度來講，還具有節(jié)能環(huán)保的作用。主要體現(xiàn)于電力系統(tǒng)基本模式中電力系統(tǒng)的“經(jīng)濟(jì)高效”愿景，該愿景實(shí)現(xiàn)的前提是在發(fā)電、輸電、變電以及用電等各環(huán)節(jié)進(jìn)行整體規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)該愿景的重要支撐為經(jīng)濟(jì)投入、設(shè)備以及標(biāo)準(zhǔn)等方面。

3 結(jié)語

在我國全面建設(shè)智能電網(wǎng)環(huán)境下，其全局理論的研究在相關(guān)行業(yè)中占據(jù)越來越重要的地位。并且目前已經(jīng)具備了深入研究與完善的條件。本文主要從電力系統(tǒng)基本模式著手展開討論，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)外部驅(qū)動(dòng)因素的推動(dòng)下，從智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理角度進(jìn)行分析。繼而對(duì)智能電網(wǎng)愿景、規(guī)劃以及相關(guān)技術(shù)做出簡單分析。綜上所述，今后的智能電網(wǎng)發(fā)展研究應(yīng)結(jié)合智能電網(wǎng)全局理論與智能電網(wǎng)的實(shí)際建設(shè)成果，進(jìn)一步深入研究。此外，應(yīng)加強(qiáng)從智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理角度出發(fā)的愿景、關(guān)鍵技術(shù)等外部驅(qū)動(dòng)因素以及經(jīng)濟(jì)投入與政策的研究。

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