中国智能电网计划

智能电网计划（Smartgridplan；Intelligentelectricalnetworkplan）中国国家电网公司2009年5月21日首次公布的，其内容有：以坚强智能电网以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，包含电力系统的发电、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、友好互动的现代电网。“而国外的智能电网侧重在配电和用户侧，重点研发可再生能源和分布式电源并网技术，电动汽车与电网协调运行技术以及电网与用户的双向互动技术。”根据预计，2020年中国可再生能源装机将达到5.7亿千瓦，占总装机容量的35％，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。其中，风能、太阳能等非水电的可再生能源比例将大大提高，而这些间歇性可再生能源的大规模利用将对传统电网提出挑战，而智能电网将可以很好地解决此问题。对此，国家电网副总经理舒印彪认为，智能电网不会改变传统电网的形态，不可能改变电力系统运行规律和基本理论，只会在传统电网安全、经济的基础上更清洁、高效。坚强智能电网的主要作用表现为，通过建设坚强智能电网，提高电网大范围优化配置资源能力，实现电力远距离、大规模输送，满足经济快速发展对电力的需求。国家电网智能电网战略研究报告提出，国家发展智能电网的框架性目标就是国家电网公司将分三个阶段推进坚强智能电网建设。国家电网公司首次向社会公布了中国智能电网发展计划及其建设时间表：2009年—2010年是规划试点阶段，重点开展坚强智能电网发展规划，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，开展各环节的试点；2011年—2015年是全面建设阶段，将加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用；2016年—2020年是引领提升阶段，将全面建成统一的坚强智能电网，技术和装备达到国际先进水平。届时，电网优化配置资源能力将大幅提升，清洁能源装机比例达到35％，分布式电源实现“即插即用”，智能电表普及应用。到2020年，可全面建成统一的“坚强智能电网”。一、智能电网与互动电网的概念提出提及“智能电网”这一概念在国内的兴起，不得不提及著名能源问题专家武建东先生。他今年1月19日独家在东方早报发表《奥巴马如何以能源革命再将美带到全球经济的顶端》一文，率先解读了美国大力推进智能电网的战略意图。其后，武建东连续在早报上发表了4篇论述中国应该发展有别于欧美模式的“互动电网”。4月24日，中国国家电网公司总经理刘振亚访美，与美国能源部长朱棣文相晤，并在华盛顿发表演讲称：“中国国家电网公司正在全面建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。”二、我国智能电网的研究与发展国电力工业面临着类似于欧美国家的情况：在宏观政策层面，电力行业需要满足建设资源节约型和环境友好型社会的要求，适应气候变化；在市场化改革层面，交易手段与定价方式正在改变，市场供需双方的互动将会越来越频繁。这说明智能电网建设也将成为我国电网发展的一个新方向。目前，中国发展智能电网的条件已经具备，通过智能电网建设，电力各领域都将发生飞跃和提升，电网的发展也将随之深刻变化。我国发展智能电网与其他国家有所差别。外国智能电网更多地关注配电领域。目前，我国需要更地关注智能输电网领域，把特高压电网的发展融入其中，保证电网的安全可靠和稳定，提升驾驭大电网安全运行的能力。另外，我国电网企业正在转变电网发展方式，用户的用电行为也在发生变化。以建设智能电网为抓手，能够比较方便地建成满足未来需要的下一代电力网络。要实现电网智能化目标，有许多技术需要进行研究。其中输电网中基于相量测量单元的广域测量系统、柔性交流输电和配电网中分布式发电、自动抄表、需求侧管理等很多技术，在智能电网概念提出前就已经在研究，并且取得了不错的成绩。智能电网的发展，会让这些技术提高到新的层次，并使研发工作更有用武之地。此外还要开发诸如储能技术、先进的双向式自动计量表计设施、风能和太阳能等可再生能源的接入技术、微电网等一系列新的技术。智能电网也需要不断整合和集成企业资产管理和电网生产运行管理平台，从而为电网规划、建设、运行管理提供全方位的信息服务。国家电网公司建设的SG18612程，为构建智能电网打下了基础。各项工作的推进，让智能电网正从设想进入现实，这是一项艰难的任务，也是一个诱人的挑战。2.1智能电网对我国电网发展的现实意义我国电网企业已树立了追求卓越的发展战略，电网规模正在快速扩张，用户的用电行为也在发生变化。以建设智能电网为抓手，借助电网扩张的机遇，能够比较方便地建成满足未来需要的下一代电力网络，直接占领电网技术的最高点。我国电网企业还面临着一些特殊问题，如国家电网尚未建成坚强骨干网架，电网抵御多重故障的能力较弱；各区域电网主干网架较为薄弱，电网稳定水平偏低，电网运行灵活性不强；现有高压、超高压输电线路输送能力偏低，线路走廊利用率不高；企业信息化建设相对滞后，还没有形成一体化的生产经营管理系统，信息孤岛普遍存在，信息技术在重大决策和现代化管理中的作用还没有得到充分发挥等。对于上述问题，建设智能电网无疑是一个理想的解决方案。2.2我国电网具有实现智能化的物质基础我国的电网智能化与美国相比，我国电力行业的基础建设要先进得多，美国有的变电器用了40年，我国的变电器不仅有而且很新。我国电网起点高，实现智能化更容易。我国电力行业的变电器等基础建设和装备制造能力要比美国先进得多或实力相当，具有实现智能化的物质基础。我国实施智能电网改造初期投资只需要3000亿元至5000亿元，但是其对变压器、智能终端、网络管理技术等行业拉动巨大，每年至少可拉升国民经济一到两个百分点。十一五期间，我国电力信息化每年约有超过100亿元的投资，如果从现在开始就着眼于互动电网的建设，其效益也是非常巨大的，如果扩大投资规模，我国将可能成为主导全球互动电网变革的领先国家。2.3我国式智能电网的难点我国首条特高压交流“试验示范”线路刚刚建成投运，淮南一上海、锡盟一上海、陕北一长沙特高压线路已经上马。毫无疑问，以国家电网公司为主要推动力的我国电网建设，正在向“特高压电网”建设快马加鞭。但是，我国关于智能电网方面的研究进展缓慢，甚至是刚刚起步。2007年10月，华东电网公司启动智能电网可行性研究项目，目前还处于前瞻性研究。华北电网公司今年计划开展智能电网发展规划和实施方案的研究，另外还有一些地方公司对电网安全稳定、实时预警及协调防御系统方面进行研究。这与美国IBM、通用电气等公司在智能电网方面的研发仍有很大差距。业内人士建议，我国在输电部分做智能电网会有一些困难，但可以先从配电系统开始，投资小，见效快。IBM公司则建议，在考虑智能电网建设与改造时，要首先对电网企业的业务流程进行梳理，业务变革和管理变革要先行，从条件比较成熟的地域和业务着手。对于输电网的智能化，应有条件地选择试点，并与新建和改造紧密结合。智能电网不是一个固定的、一成不变的方案，电网企业要根据自己的业务目标和要解决的关键问题，对智能电网进行调整，以适合自己的情况。三、适合现状的解决办法新能源革命倒逼电网智能化投资１５０００亿元到１８０００亿元，在沿海营建３０００－５０００个近海人工岛，上面建１２０００－１５０００部超导风力发电机，这样就可形成４亿千瓦以上的风电装机容量，相当于中国现有装机容量的一半„„这是中国科学院教授、著名能源专家武建东对于发展海上风电的美好愿景。除了海上风电，武教授还希望开发青藏高原和沙漠地区的太阳能，通过大规模开发这些可再生能源，我们就可以从容应对矿物能源终将耗竭所带来的危机。但是，这些美好的设想要变成现实，有一个必要的前提：风电和太阳能发电要能上网利用。然而，以目前的技术条件，风电、太阳能发电等间歇性能源的大规模利用，会对电网造成严重冲击，影响电网的安全性。出路只有一条：建设强大、坚固、有力、互动、高效、灵便的智能电网。只有建设坚强智能电网，才能实现可再生能源的集约化开发、远距离输送和高效利用，实现各类分布式电源、储能装置和用电设施并网接入标准化和电网运行控制智能化。“智能电网建成后，消费者既可以是电力客户，也可以让自己生产的风能、太阳能、氢电池、生物沼气等并网利用，从而成为小型电力供应商，这个转变将使人类消费能源的方式发生历史性革命。”武建东说。据有关专家测算，到２０２０年，中国可再生能源装机容量将达到５．７亿千瓦，占总装机容量的３５％；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。２０２０年，这也将是国家电网公司规划的坚强智能电网大功告成之时。国家电网公司研究室主任葛正翔表示：“届时，电网优化配置资源能力将大幅提升，清洁能源装机比例达到３５％，分布式电源实现‘即插即用’，智能电表普及应用。”“整合或改造传统的电力流程，其本质就是更有效地重组人类的能源体系，改造人类基本的生产方式。以智能互动电网重塑全球电力体系是危机时代人类提高能源效率的最佳捷径。”武建东认为，“全球主要经济体正面临着一次使电力体系效益最大化的历史机遇，谁掌握了智能互动电网，谁就主导了下一代全球能源的战略发展能力。它是以科技创新再造国际分工的最大的和平红利。中国必须拥有这个制高点，也一定能够拥有这个制高点。”四、结语当前，在应对国际金融危机的过程中，为抢占未来经济、科技发展制高点，发达国家普遍加快了新能源、新材料、信息网络技术、节能环保等高新技术产业和新兴产业的发展。从能源供应的重要环节——电网的发展来说，则大力推进智能电网建设，智能化成为世界电网发展的新趋势。面对新形势新挑战，我国国家电网公司提出了加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，以信息化、自动化、互动化为特征的智能电网，努力实现我国电网从传统电网向高效、经济、清洁、互动的现代电网的升级和跨越，为实现经济社会又好又快发展提供强大支撑。