新能源發(fā)展下的我國智能電網(wǎng)建設(shè)

湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院 余夢琪 國網(wǎng)湖北省電力有限公司檢修公司 劉江山

新能源是以科技進步為基礎(chǔ)，利用太陽能、風(fēng)能等可再生能源，也可以稱為非常規(guī)能源，不同于傳統(tǒng)能源。然而化石能源是傳統(tǒng)能源的主要來源，可再生、可回收、儲量大是新能源的突出特點。此外新能源分布的分散性、不連續(xù)性和不穩(wěn)定性也是新能源發(fā)展的特點之一。智能電網(wǎng)是將新技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)工作過程中完成電網(wǎng)自啟動的一種新技術(shù)應(yīng)用。與傳統(tǒng)電網(wǎng)對比，智能電網(wǎng)具備更好的效果和穩(wěn)定性。智能電網(wǎng)能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將許多大中型機器設(shè)備集成化起來，完成設(shè)備的融合開發(fā)，完成電網(wǎng)的有效運作。

智能電網(wǎng)特點及創(chuàng)建智能電網(wǎng)作用

強大和可靠。只有強大的電網(wǎng)系統(tǒng)才能提高輸電效率，才能提高供電質(zhì)量，提高供電效率，實現(xiàn)故障的自動識別和隔離，以便及時發(fā)現(xiàn)故障原因，防止故障發(fā)生；符合環(huán)境保護。智能電網(wǎng)主要就是指智能電網(wǎng)可以適用傳統(tǒng)式電力能源，風(fēng)力、太陽能等可再生能源的有序有效接入，不論是集中化接入或是分布式發(fā)電。提升新能源技術(shù)在新能源消費中的比例，在一定水平上降低傳統(tǒng)式電力能源和環(huán)境污染物的排放，達到社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的主要要求。

整體提升。伴隨著當(dāng)代生產(chǎn)制造、通訊、信息資源管理和戰(zhàn)略決策支持技術(shù)的綜合性運用，智能電網(wǎng)完成了智能化、數(shù)字化。與此同時，智能電網(wǎng)對互聯(lián)網(wǎng)的各個階段進行實時監(jiān)控系統(tǒng)，完成互聯(lián)網(wǎng)的整體提升管理。靈活運用價格行情、市場競爭、供給與需求完成供求互動交流，推動節(jié)能降耗、提升電站效率，減少投入和運轉(zhuǎn)維護成本費。

智能電網(wǎng)主技術(shù)系統(tǒng)。伴隨著新能源汽車的發(fā)展，如何安全可靠地獲得各種可再生資源和分布式發(fā)電及其儲能技術(shù)設(shè)備的存儲量，是智能電網(wǎng)技術(shù)進步歷程中需考量的難題。伴隨著新能源汽車的研發(fā)和運用，智能電網(wǎng)在確保智能電網(wǎng)安全運作、可靠性高和效率的同時，也需要越來越多的再生清潔能源和能源供應(yīng)。因為新能源技術(shù)具備區(qū)域勻稱性、時間序列分布不穩(wěn)定等特性，技術(shù)性研究應(yīng)聚焦在二個層面：一是規(guī)模性集中化獲得可再生資源和綠色能源網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；二是規(guī)模性分布式系統(tǒng)能再生綠色能源并網(wǎng)技術(shù)。智能電網(wǎng)具備安全可靠、新能源技術(shù)間歇性和多變性等特性，規(guī)定智能電網(wǎng)在發(fā)電量環(huán)節(jié)中具備規(guī)模性的儲能能力，進而做到智能電網(wǎng)的存儲效果。此外，智能電網(wǎng)能夠完成各種各樣蓄電池的儲能技術(shù)，而鈉硫蓄電池用以儲能技術(shù)具備優(yōu)良的存儲效果。

我國發(fā)展智能電網(wǎng)的急迫性。伴隨著經(jīng)濟社會的持續(xù)發(fā)展、尤其是電力行業(yè)的迅速發(fā)展，對我國供電系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、安全系數(shù)和高效率指出了更高的要求。近年我國電力能源消費呈持續(xù)上升趨勢，主要是一次能源消費。與此同時。在中國資源消費環(huán)節(jié)中污染物質(zhì)排出嚴重超標(biāo)，空氣污染比較嚴重，不符社會經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境三方面可持續(xù)性共享發(fā)展的核心理念。近年伴隨中國經(jīng)濟發(fā)展的極大需求，在我國一次性能源貯備持續(xù)降低，一次性能源貯備顯著無法達到綠色發(fā)展的主要要求。為了更好地確保安全性，平穩(wěn)、可靠、維護自然環(huán)境和自然資源，必須在我國建立智能電網(wǎng)。

智能電網(wǎng)在我國的重要性。首先，建立智能電網(wǎng)可解決能源供需不平衡、能源結(jié)構(gòu)不平衡、發(fā)電效率低、環(huán)境污染情況嚴重等具體難題，完成電力能源的合理布局。使能源結(jié)構(gòu)更為有效，保證電力能源的及時輸送。與此同時也為綠色能源的快速發(fā)展帶來了較好的平臺，能合理地推動和促進綠色能源的迅速發(fā)展，保證電力供應(yīng)安全性。改進電力能源消費和供應(yīng)構(gòu)造，使電力能源消費和供應(yīng)更為有效；其次，加強智能電網(wǎng)建設(shè)可提高電力輸送效率，保證電力的及時供應(yīng)，保障人民的正常生產(chǎn)。此外可克服遠距離輸電的弊端，即使遠距離輸電也不會造成大量電力資源的損失，實現(xiàn)電力的大規(guī)模輸送。

通過發(fā)電吸收能力促進清潔能源的大規(guī)模開發(fā)和高效利用，促進了經(jīng)濟發(fā)展過程中的環(huán)境保護。切實推進低碳經(jīng)濟發(fā)展，促進我國經(jīng)濟、社會和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，為我國經(jīng)濟、社會和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供必要的準(zhǔn)備和條件。

新能源發(fā)展對智能電網(wǎng)建設(shè)的挑戰(zhàn)

在構(gòu)建智能電網(wǎng)環(huán)節(jié)中，新能源技術(shù)的發(fā)展特性對智能電網(wǎng)的構(gòu)建提到了新的規(guī)定。在構(gòu)建智能電網(wǎng)時，務(wù)必分析新能源技術(shù)的特性和新能源運用中存在的不足，制定更有效的智能電網(wǎng)，使之適應(yīng)新能源形勢。只有充分認識和解決這些挑戰(zhàn)，才能更好地為新能源開發(fā)中的輸電服務(wù)。

新能源分散帶來的挑戰(zhàn)。電力分散的新特點，對智能電網(wǎng)建設(shè)提出了大統(tǒng)一電網(wǎng)和分布式并網(wǎng)發(fā)電的發(fā)展要求。為解決這個問題，需解決大型統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)和分布式網(wǎng)絡(luò)之間的有效交互。此外在建設(shè)過程中須從發(fā)展的角度出發(fā)，充分考慮新能源出現(xiàn)和使用中的類似問題。為優(yōu)化資源利用須結(jié)合新能源的利用，進行綜合分析，優(yōu)化智能電網(wǎng)的利用，提高智能電網(wǎng)的運行效率。

新能源的不連續(xù)、不穩(wěn)定帶來的挑戰(zhàn)。由于新能源在使用過程中穩(wěn)定性差，無法持續(xù)供電，阻礙了智能電網(wǎng)的運行。智能電網(wǎng)只有在充分應(yīng)對不穩(wěn)定和間歇發(fā)電基礎(chǔ)上，才能為我國經(jīng)濟發(fā)展提供充分的支持和保障。只有充分重視這一問題，才能有效地解決智能電網(wǎng)的效率、可靠性和安全性問題。

能源體制改革對我國能源結(jié)構(gòu)提出了挑戰(zhàn)。隨著能源結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，新能源的比重日益增大，不可避免地導(dǎo)致石化行業(yè)份額下降，甚至全部能源被淘汰。充電站是智能電網(wǎng)規(guī)劃的一部分，也是智能電網(wǎng)規(guī)劃中必須考慮的問題。

在發(fā)展新能源條件下智能電網(wǎng)的有關(guān)建議

加強儲能技術(shù)開發(fā)。在智能電網(wǎng)搭建環(huán)節(jié)中，對于新能源技術(shù)的優(yōu)點及其分布式發(fā)電及其將要出現(xiàn)的大量的新能源發(fā)電站的創(chuàng)建，儲能是十分關(guān)鍵、不能缺乏的一項技術(shù)，是智能電網(wǎng)建設(shè)順應(yīng)新能源技術(shù)發(fā)展趨勢的一項強有力支撐點。具有智能電網(wǎng)所需要的存儲能力的儲能設(shè)備須就幾個層面進行限定：能量密度層面須具有小容積、大能量的特性；功率層面針對突變狀況的反應(yīng)速度快；儲能技術(shù)效率高；環(huán)境適應(yīng)能力強，可滿足獨特自然環(huán)境；儲能技術(shù)的容積大，可融入新能源技術(shù)間歇性及多變性的特性。對于具備以上作用的存儲設(shè)備進行開發(fā)設(shè)計，大力推廣儲能技術(shù)是達到新能源技術(shù)環(huán)境下我國智能電網(wǎng)基本建設(shè)的核心技術(shù)之一。

積極開發(fā)智能分組網(wǎng)絡(luò)。該智能電網(wǎng)是為用戶設(shè)計的小型智能電網(wǎng)。它采用小型發(fā)電機并根據(jù)用戶需求設(shè)計儲能系統(tǒng)。這種分布式智能電網(wǎng)是適應(yīng)新能源發(fā)展要求、實現(xiàn)新能源綜合利用的有效途徑。分布式智能電網(wǎng)具有穩(wěn)定性高、突發(fā)事件發(fā)生概率低的特點，可極大地提高資源利用率、節(jié)約投資，降低功耗、提高系統(tǒng)安全性。大電網(wǎng)與分布式電網(wǎng)的結(jié)合將成為智能電網(wǎng)的發(fā)展方向。

超導(dǎo)材料的開發(fā)。超導(dǎo)電性提高了電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，保證了高質(zhì)量的輸電和故障的自動識別。超輸電技術(shù)是針對大容量輸配電線路的，可與智能電網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合。只有在開發(fā)新能源的基礎(chǔ)上，才可推動統(tǒng)一電力網(wǎng)和分布式系統(tǒng)電力網(wǎng)的并行處理發(fā)展，以達到社會經(jīng)濟發(fā)展對電力工程平穩(wěn)、安全性、高效率的要求。

智能電網(wǎng)建設(shè)中政府作用的發(fā)揮

智能電網(wǎng)建設(shè)是一項重大工程，不僅要承擔(dān)電力部門的責(zé)任，而且要推進智能電網(wǎng)建設(shè)，為智能電網(wǎng)建造給予資金和技術(shù)服務(wù)，推動智能電網(wǎng)建造。所以在推動智能電網(wǎng)建造時，政府應(yīng)充分發(fā)揮宏觀調(diào)控能力，綜合考慮各種因素分析智能電網(wǎng)建設(shè)過程中的不確定性因素。

輿論宣傳。目前我國已逐步建立了智能電網(wǎng)，并逐漸融進人們的日常生活，但人們對智能電網(wǎng)的了解還不夠詳細、乃至不是很清楚。因而政府部門應(yīng)全方位宣傳推廣智能電網(wǎng)，普及智慧能源專業(yè)知識，使智能電網(wǎng)建設(shè)能夠更好地融進人們的生產(chǎn)生活。

實施規(guī)劃部署。根據(jù)我國智能電網(wǎng)建設(shè)的基本條件，在發(fā)展智能電網(wǎng)的過程中，應(yīng)建設(shè)強大的智能電網(wǎng)，提高智能電網(wǎng)的概念。從兩個方面進行戰(zhàn)略規(guī)劃和部署實施：一是成立智能電網(wǎng)研究小組，研究智能電網(wǎng)建設(shè)；二是將國家能源戰(zhàn)略納入國家能源戰(zhàn)略。智能電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)在與國家有關(guān)科研機構(gòu)協(xié)商的基礎(chǔ)上，直接納入國家科技發(fā)展規(guī)劃。

政策扶持。在新能源得到廣泛應(yīng)用的今天，新能源的開發(fā)模式越來越流行。我國新能源利用效率不斷提高。因此原有的新能源政策已不能適應(yīng)新能源的發(fā)展，應(yīng)根據(jù)新能源的發(fā)展?fàn)顩r制定更加完善的政策。加強對新能源利用的支持，通過相關(guān)激勵機制引導(dǎo)人們更好地利用新能源。同時大力發(fā)展科技，推動新能源發(fā)展，推進智能電網(wǎng)建設(shè)與新能源利用相結(jié)合。

優(yōu)化公共政策實施機制。決策執(zhí)行是一個動態(tài)的過程，在政策執(zhí)行過程中政府的政策往往是不深入、不到位的，政策制定幾乎不存在、沒有實際意義。為防止電網(wǎng)建設(shè)過程中電網(wǎng)政策的執(zhí)行不徹底，有必要加強電網(wǎng)政策的執(zhí)行方法。政府部門要明確智能電網(wǎng)建設(shè)的重要性，政策要循序漸進，不能一蹴而就，要制定監(jiān)管政策，確保智能電網(wǎng)建設(shè)與之相結(jié)合。此外，在政策實施過程中可采用多種方法，從而可從多個角度實施政策。在政策執(zhí)行過程中，必須保證政策的透明度和公眾監(jiān)督的接受度。

發(fā)展智能電網(wǎng)技術(shù)研究與開發(fā)激勵機制。隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，新的清潔能源開始投入使用，但智能電網(wǎng)技術(shù)還不夠成熟，許多技術(shù)仍在研究中。因此，國家應(yīng)重視新技術(shù)的研究與開發(fā)，使新技術(shù)對智能電網(wǎng)的發(fā)展更為有益。建立科研激勵機制，使科研部門更有效地學(xué)習(xí)新技術(shù)。

總之，在開發(fā)資源的同時，電網(wǎng)建設(shè)能夠節(jié)省電能資源，提升電網(wǎng)運作效率。中國應(yīng)將新能源技術(shù)的實施機制與社會政策緊密結(jié)合，創(chuàng)建智慧能源技術(shù)研發(fā)激勵制度，推動智慧能源發(fā)展的國際交流與協(xié)作。