張玉芹
目前,“智能電網(wǎng)”四個(gè)字越來(lái)越頻繁地出現(xiàn)在公眾的視野中。也許就在不遠(yuǎn)的將來(lái),智能電網(wǎng)的觸角就會(huì)伸進(jìn)我們的現(xiàn)實(shí)生活,成為我們走進(jìn)智能時(shí)代的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。
那么,究竟什么是智能電網(wǎng)?所謂智能電網(wǎng),其實(shí)就是電網(wǎng)的智能化,也被稱為“電網(wǎng)2.0”,它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上的新型現(xiàn)代化電網(wǎng),通過(guò)先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)。在智能電網(wǎng)發(fā)展上,國(guó)家電網(wǎng)公司提出了“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”(Strong Smart Grid)概念。
接下來(lái),筆者將以知識(shí)問(wèn)答的形式,向您介紹智能電網(wǎng)的一些基本知識(shí)。
堅(jiān)強(qiáng)。在電網(wǎng)發(fā)生大擾動(dòng)和故障時(shí),仍能保持對(duì)用戶的供電能力,而不發(fā)生大面積停電事故;在自然災(zāi)害、極端氣候條件下或外力破壞下仍能保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行;具有確保電力信息安全的能力。
自愈。具有實(shí)時(shí)、在線和連續(xù)的安全評(píng)估和分析能力,強(qiáng)大的預(yù)警和預(yù)防控制能力,以及自動(dòng)故障診斷、故障隔離和系統(tǒng)自我恢復(fù)的能力。
兼容。支持可再生能源的有序、合理接入,適應(yīng)分布式電源和微電網(wǎng)的接入,能夠?qū)崿F(xiàn)與用戶的交互和高效互動(dòng),滿足用戶多樣化的電力需求并提供對(duì)用戶的增值服務(wù)。
經(jīng)濟(jì)。支持電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)和電力交易的有效開(kāi)展,實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置,降低電網(wǎng)損耗,提高能源利用效率。
集成。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成和共享,采用統(tǒng)一的平臺(tái)和模型,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和精益化管理。
優(yōu)化。優(yōu)化資產(chǎn)的利用,降低投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本。
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,我國(guó)電力需求較快增長(zhǎng)的趨勢(shì)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變。同時(shí),我國(guó)能源與生產(chǎn)力布局呈逆向分布,能源運(yùn)輸形勢(shì)長(zhǎng)期緊張。但目前我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展相對(duì)滯后,在能源綜合運(yùn)輸體系中的作用還不明顯。這些在客觀上要求加快轉(zhuǎn)變電力發(fā)展方式,提升電網(wǎng)大范圍優(yōu)化配置能源的能力,建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是滿足這一要求的必然選擇。
特高壓輸電具有遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗、高效率的優(yōu)勢(shì),建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),能夠促進(jìn)大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開(kāi)發(fā)利用。同時(shí),特高壓電網(wǎng)可以提升電網(wǎng)抵御突發(fā)性事件和嚴(yán)重故障的能力,進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性,使堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)具備堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)架基礎(chǔ)。
因此,在堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)中,必須以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架,連接大型能源基地及主要負(fù)荷中心,以更好地保障國(guó)家能源供應(yīng)和能源安全,滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的需要。
堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展,使得電網(wǎng)功能逐步擴(kuò)展到促進(jìn)能源資源優(yōu)化配置、保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、提供多元開(kāi)放的電力服務(wù)、推動(dòng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展等多個(gè)方面。作為我國(guó)重要的能源輸送和配置平臺(tái),堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)從投資建設(shè)到生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的全過(guò)程都將為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源生產(chǎn)和利用、環(huán)境保護(hù)等方面帶來(lái)巨大效益。
在電力系統(tǒng)方面,可以節(jié)約系統(tǒng)有效裝機(jī)容量;降低系統(tǒng)總發(fā)電燃料費(fèi)用;提高電網(wǎng)設(shè)備利用效率,減少建設(shè)投資;提升電網(wǎng)輸送效率,降低線損。
在用電客戶方面,可以實(shí)現(xiàn)雙向互動(dòng),提供便捷服務(wù);提高終端能源利用效率,節(jié)約電量消費(fèi);提高供電可靠性,改善電能質(zhì)量。
在節(jié)能與環(huán)境方面,可以提高能源利用效率,帶來(lái)節(jié)能減排效益;促進(jìn)清潔能源開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)替代減排效益;提升土地資源整體利用率,節(jié)約土地占用。
其他方面,可以帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,拉動(dòng)就業(yè);保障能源供應(yīng)安全;變輸煤為輸電,提高能源轉(zhuǎn)換效率,減少交通運(yùn)輸壓力。
建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),要堅(jiān)持解放思想,立足科學(xué)發(fā)展,依靠科技創(chuàng)新,調(diào)動(dòng)社會(huì)各方力量,做到統(tǒng)籌兼顧。在智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中,要更加注重電網(wǎng)與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展;更加注重電網(wǎng)與能源行業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展;更加注重發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)發(fā)展;更加注重規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、營(yíng)銷、服務(wù)等各項(xiàng)業(yè)務(wù)的高度協(xié)同;更加注重應(yīng)用先進(jìn)的通信信息和自動(dòng)控制等技術(shù)提高電網(wǎng)的智能化水平。
堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)遵循“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一建設(shè)”的基本原則。①堅(jiān)持統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)調(diào)發(fā)展。發(fā)揮規(guī)劃統(tǒng)領(lǐng)作用,保障各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,保證發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度及通信等各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化同步規(guī)劃、同步建設(shè)。②堅(jiān)持統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、試點(diǎn)先行。建立國(guó)家電網(wǎng)公司統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范,提升電網(wǎng)通用設(shè)計(jì)水平,在試點(diǎn)先行的基礎(chǔ)上,有序推進(jìn)、加快發(fā)展。③堅(jiān)持統(tǒng)一建設(shè)、突出重點(diǎn)。加強(qiáng)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的統(tǒng)一組織、策劃和實(shí)施,著力解決骨干網(wǎng)架和配電網(wǎng)“兩頭薄弱”問(wèn)題,重點(diǎn)建設(shè)好具有戰(zhàn)略性的電網(wǎng)智能化工程。④堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng)、注重質(zhì)量。全面推動(dòng)理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和實(shí)踐創(chuàng)新,提升電網(wǎng)技術(shù)含量和裝備水平,提高電網(wǎng)發(fā)展質(zhì)量和效率。
建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略框架可以簡(jiǎn)要概括為:一個(gè)目標(biāo)、兩條主線、三個(gè)階段、四個(gè)體系、五個(gè)內(nèi)涵和六個(gè)環(huán)節(jié),詳見(jiàn)下圖:
到2020年,基本建成以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架,各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的堅(jiān)強(qiáng)國(guó)家電網(wǎng),全面提高電網(wǎng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性和互動(dòng)性。
第一階段為規(guī)劃試點(diǎn)階段(2009~2010年):重點(diǎn)開(kāi)展堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃工作,制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范,開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備研制,開(kāi)展各環(huán)節(jié)的試點(diǎn)工作。
第二階段為全面建設(shè)階段(2011~2015年):加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè),初步形成智能電網(wǎng)運(yùn)行控制和互動(dòng)服務(wù)體系,關(guān)鍵技術(shù)和裝備實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用。
第三階段為引領(lǐng)提升階段(2016~2020年):基本建成堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),使電網(wǎng)的資源配置能力、安全水平、運(yùn)行效率,以及電網(wǎng)與電源、用戶之間的互動(dòng)性顯著提高。
上述三個(gè)階段是為實(shí)現(xiàn)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)做出的整體性安排,并不能截然分開(kāi)。技術(shù)研發(fā)、設(shè)備研制、試點(diǎn)驗(yàn)證、標(biāo)準(zhǔn)完善和推廣應(yīng)用等工作將貫徹始終。針對(duì)不同階段的建設(shè)需求,將陸續(xù)安排新的技術(shù)研究和工程試點(diǎn)項(xiàng)目,待成熟后統(tǒng)一組織推廣應(yīng)用。
具體包括以下八個(gè)方面:
1.具備強(qiáng)大的資源優(yōu)化配置能力;
2.具備很高的安全穩(wěn)定運(yùn)行水平;
3.適應(yīng)并促進(jìn)清潔能源發(fā)展;
4.實(shí)現(xiàn)高度智能化的電網(wǎng)調(diào)度;
5.滿足電動(dòng)汽車(chē)等新型電力用戶的服務(wù)要求;
6.實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)管理信息化和精益化;
7.實(shí)現(xiàn)電力用戶與電網(wǎng)之間的便捷互動(dòng);
8.發(fā)揮電網(wǎng)的增值服務(wù)潛力。