《电子技术应用》

我国城市智能电网应时而生

2010/3/15 0:00:00

加强智能电网建设已经写入了今年的政府工作报告,发展智能电网的必要性毋庸置疑。全国两会多位代表委员表示,智能电网的发展是国际趋势,与发展低碳经济息息相关。智能电网的全面建设将使新能源、电器制造等领域发生革命性的变化。如何推进智能电网建设,受到社会更多关注
城市北京将建世界一流智能电网

随着北京市向着现代化国际大都市迈进,预计到2020年,北京电网最大负荷将达到2800万千瓦,比2009年翻一番,一张世界一流的城市智能电网必定会建成。

——全国政协委员、北京市电力公司总经理朱长林

提到智能电网的建设,全国政协委员、北京市电力公司总经理朱长林说,在2009年5月21日召开的特高压输电技术国际会议上,国家电网公司发布了智能电网发展计划,并提出要加快建设以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网。据测算,通过发展坚强智能电网,到2020年,我国每年可减少煤炭消耗4.7亿吨标准煤,减排二氧化碳13.8亿吨,对实现温室气体排放行动目标具有重要的战略意义。

多网融合将会实现

中国的智能电网是以坚强网架为基础,以信息通信平台为支撑,以智能控制为手段,包括电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合,是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代化电网。正如国家电网公司总经理刘振亚所讲的:“积极发展智能电网已成为世界电力发展的新趋势,坚强是智能电网的基础,智能是坚强电网充分发挥作用的关键,两者相辅相成,协调统一。”

朱长林认为,坚强智能电网可以促进太阳能、风能等清洁能源发展,提高发电能源的利用效率,降低发电煤耗;提高电能输送效率,减少输电线路损失电量;提高电力客户的电能利用效率,节约终端用电量。

预计到2020年,在智能电网相关技术的带动下,我国电动汽车保有量将达到3000万辆。智能电网可以通过分时电价政策引导客户主动调整充电操作,也可以自动调节控制电动汽车充电操作,进而保证电动汽车有序充电。随着电池技术的最终突破和智能电网的建成,电动汽车最终将作为移动储能单元,完全成为智能电网的一部分,对提高电网运行效率起到重大作用。

智能电网对于推动物联网以及建设智能城市、智能社区、智能家庭具有重要作用。随着智能电网的建设完善,将会在全国形成一个完整、统一的覆盖城乡、连接所有客户、所有用电设备的庞大物联网。而物联网又可以反过来为智能电网采集、感知、处理信息和电力设施实时状态检测提供技术支撑。

朱长林强调,随着智能电网电力光纤到户的实施,多网融合将会得到实现。通过智能电网,可以实现互联网、话音和视频的共同接入,客户可随时了解家庭的用电情况、电器的使用状态、电费在线查询,并对家用电器进行远程监控。智能电网还为客户利用分布式电源实现并网发电提供技术平台,客户不仅是电能的消费者,也会成为电能的提供者。

城市智能电网应时而生

朱长林透露,按照国家电网公司总体部署,北京公司正在按照“统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进”的工作方针,着力打造具有首都特大型城市特色的高可靠、智能化电网。一是重点开展并完成国家电网公司下达给北京公司的一系列智能电网试点项目建设,努力将试点项目建设成国内领先水平,总结试点项目建设经验,完善有关技术标准;二是充分结合北京电网的实际特点,推动以提升北京电网安全稳定运行管控水平为目标的智能化电网建设工作。

朱长林说,当前,北京公司正在积极开展智能电网相关技术研究和应用工作。在智能配网建设方面,启动了建设智能调度、智能变电站、智能配电网、输变电状态监测平台等试点项目,旨在通过智能配电网的建设,使北京城市中心配电网设备更加稳定可靠,网架结构更加合理灵活,自愈功能更加完善,配电网运行风险管控更加规范,全面提升城区中心区的供电可靠性。在电动汽车充电站建设方面,北京公司正在与北京市相关部门一起推进。在智能小区试点方面,通过智能小区用电技术展示项目,集中展示电动汽车充电、智能家居控制等智能用电前沿技术,并将在试点基础上及时总结经验,提高应用能力,方便群众。

目前,国家电网公司首个智能电网示范项目已在北京建成,展示了智能电网的信息化、自动化、互动化特征。随着北京市向着现代化国际大都市迈进,预计到2020年,北京电网最大负荷将达到2800万千瓦,比2009年翻一番,届时,一张世界一流的城市智能电网必定会建成。

电价采取分时电价才能真正做到合理用电

如果引导客户在高峰负荷时少用电,低谷负荷时多用电,这对于我国人民的能源消费观的改变将起到很大的促进作用,同时也有利于节能设备的广泛使用,促进该产业的快速发展。

——全国政协委员、中国电力科学研究院副总工程师蔡国雄

分时电价引导居民合理用电

“我们国家的能源很缺乏,于是一些城市前段时间就提出实行阶梯电价,我觉得这个提法不太准确,因为从电力系统来讲,更应该提倡的是分时电价。”全国政协委员、中国电力科学研究院副总工程师蔡国雄坦率地说。

他解释称,我国的电力系统白天和晚上是一样发电的,但实际上白天的负荷更大,夜间的负荷更小。尤其是在白天用电高峰时,电网的压力往往会加大,存在隐患;而到了夜间用电低谷时,电力资源的浪费又很严重。

为了保证高峰负荷,电力系统就要付出高昂的代价。因此,有必要提高高峰负荷时的电价,引导用电客户在高锋负荷时少用电。与之相反,有必要降低低谷时的电价,鼓励消费者多用电。

“所以,夜间的电费和白天的电费应该是有区别的。”蔡国雄说,采取分时电价而不采用阶梯电价,才能真正做到合理用电。他解释说,采取阶梯电价不甚合理的原因是,阶梯电价实际上是变相鼓励消费者在尖峰负荷时用电,从而并未根本消除潜在的风险。

此外,目前的价格单一机制,导致了民间的高耗能用电设备完全不考虑电力负荷的错峰问题,对电力系统造成了越来越大的压力。

蔡国雄说,利用价格杠杆调节客户合理用电,可以缓解用电紧张局面,同时也可以使我国的电力消费更趋合理。

据介绍,目前已经有一些国家和地区开始实施分时电价。这些国家和地区的通常作法是,将电价根据时段分为二至三个标准。如果是两个时段电价,分为白天电价和夜间电价;如果是三个时段电价,分为白天电价、第一深夜(前半夜)电价和第二深夜(后半夜)电价,后半夜的电价较前半夜更便宜。从实施效果来说,达到了预定目标。

分时电价推动智能电表的应用

分时电价,是智能电网首先需要实现的功能。另一方面,分时电价的实行,也将推动智能电表的应用与推广。

分时电价,能平衡电网负荷,同时方便人们选择合理而省钱的用电方式。目前一些地方采用的“冰释冷空调”,就可选择在电价最低的晚上,进行空调系统的储能。而普通居民也可选择在此时为电动汽车、电动自行车充电。

然而,分时电价并不是智能电网要实现的终极目标。未来,国家可能会根据电网的负荷情况等,发布实时电价。到那时,对电价的随时掌握,将大有裨益。然而要了解实时电价,就需安装具有分时计费功能的智能电表。

通过智能电表,能让客户切身感受到智能电网的存在。除指导家庭用电、削峰填谷外,对于普通家庭,可在自家屋顶安装太阳能、风能等发电设备,并可将接入家庭用电的负荷并入大电网,这称之为分布式能源发电。

分时电价,尤其是实时电价的实行,将会推动智能电表的普及应用,从而推动智能电网的发展。没有浮动的电价,智能电表的作用就发挥不出来。蔡国雄认为,浮动式电价实行后,民众在用电时就会更多地算经济账,“低电价时大家会多用电,高电价时就会少用电。”

安全智能电网是未来的理想电网

电网涉及国家能源安全和环境安全,怎样更好地利用能源、节省能源、应用新的能源,是我们国家能源安全的一个重要因素。

——全国人大代表、中国工程院院士薛禹胜

全国人大代表、中国工程院院士薛禹胜认为,智能电网不是一夜之间形成的概念,而是在过去长久工作的基础上,对未来电网发展的展望。从某种意义上说,智能电网就是一张未来的理想电网。不同的人、行业和国家看未来的电网,结果各有侧重,这些想象的合成和综合,就是我们理想中的电网。

建设智能电网需要电力工业整体提高

建设智能电网不仅要满足需求侧或者交互性的需求,还是全面的系统性问题。建设智能电网的目的是为了利用能源创造更高的经济价值,满足能源安全、环境安全,以及经济发展的安全。

智能电网的建设需要电力工业的整体提高,特高压则可以解决技术上的安全性,特高压电网和智能电网相辅相成。举例来说,没有一张坚强的电网,等于没有高速公路,智能电网很难发挥作用。反之,如果只有高速公路,而城市公路没有配套发展,车在高速公路上下不来,也起不到作用。

而智能电网的特性则可以在科学评价的基础上不断拓展,直到满足人们对的要求。

薛禹胜说,从我们自己专业角度去考虑如何为智能电网服务,并反思现在电网的水平和未来想要达到的水平中间还存在多大差距,那就是我们能为智能电网做的东西。智能电网是我们的理想电网。

建设智能电网更多接纳可再生能源

在大力发展新能源的现实情况下,薛禹胜认为,电网需要坚强到尽可能地接纳可再生能源,同时也需要经济上的良好运作,提高运营水平、降低成本、提高效率,我们未来的电网也应该做到通过市场手段协调发电侧、客户侧。在电力系统中,主要有能源流,有资金流,为了支撑这两个流,信息流无处不在。

现在有了新的变化,比如可再生能源接入后,能源流和资金流是双向的,信息流也要相应变化。大量信息就加在受端系统上,原本复杂的电力系统复杂性又大大增加。

薛禹胜说,为了适应这个变化,我们有很多工作要做,因为气候变暖已是一个不争的事实。电力系统如何减少排放、改善环境,电网的任务特别艰巨。

作为稳定性理论及电力系统自动化专家,薛禹胜已经做了十余年电网可靠性的拓展工作。薛禹胜说,可靠性包括两个方面,一个是安全性,一个是充裕性。薛禹胜举例说,安全性是指电力系统遭到大的扰动以后是否能够生存下来,生存下来以后能不能满足需求,就是充裕性的问题。中国电网的安全性已经走到国际前列,但可再生能源大量接入后,又带来了新的问题。比如100万千瓦的可再生能源,到底需要多少备用容量?在没有可再生能源接入的时候,电网的充裕度不是大的问题,现在这个问题越来越大,这就是智能电网面临的新问题。

薛禹胜认为,可以采用在客户侧应用市场机制,引入可中断容量的可中断负荷,来解决备用容量的问题,让智能电网的经济性更强。

建设坚强智能电网需要各界协同推进

如何看待“加强智能电网建设”写入政府工作报告,成为最近一段时间两会代表、委员热议的焦点。诚如全国人大代表、吉林省电力有限公司总经理张羡崇所言,这标志着智能电网建设已上升到国家的战略需求。全国政协委员、中国工程院副院长钨贺铨表示,方向已明,现在应深入思索路在何方了。

反观国外,欧美许多发达国家的电力企业,正积极推进技术革新和管理转变,普遍将智能电网作为未来电网发展的新趋势,并已经逐步上升到国家战略层面,且已开始行动。

所幸我们并没有迟到。在中国,国家电网公司在认真分析世界电网发展新趋势和中国国情的基础上,紧密结合中国能源供应新形势和用电服务新需求,于2009年提出了建设坚强智能电网的发展目标,深入开展了智能化电网建设的相关研究和实践,大量科研成果已广泛应用到实际工程中,部分电网技术和装备已达到国际领先水平,为建设智能电网提供了坚实的技术支撑和设备保障,积累了一定的工程实践经验。

“今年要大力培育战略性新兴产业。”温家宝总理提出,这是中国立足当前渡难关、着眼长远上水平的重大战略选择,既要对中国当前经济社会发展起到重要的支撑作用,更要引领中国未来经济社会可持续发展的战略方向。

针对坚强智能电网这个具有战略性新兴产业诸多特性的“新生事物”,两会代表委员普遍认为,它并不是少数企业可以“独臂撑天”的,而是一项涉及多领域、跨行业乃至社会理念转变的庞大系统工程。当前,制约其发展的一个主要因素是推动范围还局限于电力行业,不利于统一规划。因此,应消除行业和专业间的壁垒,共同研发建设。

非电力行业的一些企业已经表达出融入坚强智能电网建设的强烈呼声。全国人大代表、正泰集团董事长南存辉认为,智能电网及相关系统建设,可以考虑加大鼓励包括民营企业在内的社会各界共同参与。全国政协委员、中国移动通信集团公司总裁王建宙在接受本报记者采访时,表达了希望参与智能电网信息系统建设的强烈兴趣。

只有加强沟通、协调和宣传,才能引导社会上的广大客户主动适应发展趋势,共同参与智能电网建设并从中受益。全国政协委员、国家开发投资集团总经理王会生指出,当前非常有必要在全国普及智能电网的概念,让更多人了解与接近它。

“坚强”与“智能”缺一不可。记者获悉,目前,特高压交流试验示范工程已经通过国家验收专家组的现场验收,需要尽快完成国家验收,同时加快核准后续特高压工程。全国政协委员、中国广东核电集团有限公司董事长钱智民认为,用科技手段解决发展难题的思路是正确的。新能源能否顺利发展,电网的坚强稳定和智能化水平是决定性因素。

记者听到日益汇合的响亮强音:建设坚强智能电网关系到国家能源安全和能源可持续发展,关系经济社会发展全局和创新型国家建设,建议将坚强智能电网列入国家能源战略和国家科技发展规划,纳入国民经济和社会发展“十二五”规划,并在相关法律、财税政策、资金和电价等方面给予支持;充分发挥政府的主导作用和企业的主体作用,加强统一组织,协调推进坚强智能电网建设。同时,建议国家有关部门在科技项目研发、试验示范工程及推广应用等方面给予政策激励,在新能源发电量消纳和经济补偿等方面制定相关的配套政策。

由此看来,建设坚强智能电网是由国家、企业和社会协同书写的一篇“大文章”,我们一定要做好,也一定能做好。

对于智能电网,我们非常盼望。我了解的智能电网,不仅更节能,而且电压更稳定,也使老百姓更受益,我们期盼早点实现。最好能继续在荆门试点。

——全国人大代表、湖北省荆门市市长王玲

我国转变电网发展方式,建设坚强智能电网,对于调整电源结构、解决煤电运紧张的矛盾、加快新能源发展,实现2020年的节能减排目标,具有十分重要的意义。

——全国人大代表、国家电网公司体制改革办公室主任贾福清

在政府工作报告中,有8次提到电力问题,重点提出“要加强智能电网建设”。这是党中央、国务院重视电网工作的体现。建设坚强智能电网,是继特高压电网之后,国家电网公司科技创新的又一个里程碑。我是智能电网坚定的拥护者、追随者,也是执行者、实践者。我对智能电网的建设充满信心。

——全国人大代表、华中电网有限公司总经理毛日峰

继续阅读>>