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综述:中国智能电网是未来电网发展的大趋势

2010-04-05
作者:来源:CIO时代
关键词: 智能电网 发展趋势

  智能电网建设将是中国电网未来十年发展的主要方向,传统电网存在不支持大规模间歇性电源与分布式电源接入、输电损失巨大、且用户侧无法互动等问题,无法满足低碳经济时代的要求。智能电网作为先进信息技术和高级物理电网的充分结合,是解决未来能源输送问题的理想方案,是未来电网发展的大趋势。

  世界能源发展格局正发生着重大而深刻的变化,新一轮世界能源变革的目标是通过科技创新,实现以低碳能源为核心的低碳经济。世界主要发达国家纷纷把发展智能电网作为抢占未来低碳经济制高点的重要战略措施,掀起了一场全球范围的智能电网建设热潮。
 
  随着智能电网概念在全世界范围内的升温,中国国家电网公司迅速将智能电网上升到战略层面,于2009年5月提出了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、互动化为特征的统一坚强智能电网计划。并针对此计划国家电网做出了三步走的规划,2009~2010年为规划试点阶段,2011~2015年为全面建设阶段,2016~2020年为引领提升阶段。
 
  2009年8月,第一阶段工作已全面启动,重点开展电网智能化规划工作,制定技术标准和管理规范,研究关键技术和研发智能化设备,开展各环节的试点工作。据悉,目前第一阶段工作已取得了一定的进展。
 
  2010年国家电网的工作部署中提到,预计2010年在电网建设方面投资2274亿元,智能电网作为投资重点。按照国家电网勾勒的目标,到2020年,基本建成坚强智能电网,形成以华北、华东、华中特高压同步电网为接受端,东北、西北电网为输送端,连接全国各大煤电、水电、核电和可再生能源发电基地的坚强电网结构。
 
  业内人士指出,由于智能电网的兼容性极强,便于风电、光伏等新能源并网发电,所以风力发电等受制于电网调度的瓶颈有望打破。一旦入网瓶颈攻克,风电、光电等新能源电力将迎来新的发展时期。因此,坚强智能电网将成为今后中国电力系统的重要平台,将未来电网发展方向集成到一起,特高压、清洁能源接入、电网自动化控制和智能电表等都将在此平台上发展。
 
  特高压是主旋律
 
  近年来,中国电力工业快速发展,跨区跨省电网建设快速推进,电网网架结构得到加强和完善。截至2008年底,中国发电装机容量7.92亿kW,全社会用电量3.43万亿kWh。预测到2020年,中国电力需求将达到7.7万亿kWh,发电装机达到16亿kW,均在现有基础上翻一番;同时,中国各地资源分布和经济发展也不相同。因此,中国为推动电力能源在全国范围内的优化配置,保障安全可靠的电力供应而发展智能电网。
 
  中国智能电网将以特高压电网为主干,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。预计截至2020年,中国特高压电网将基本建成,届时输送电量将达到2亿kWh以上,占全国装机总容量的25%。
 
  中国大力发展特高压是由中国经济发展阶段、能源集中分布特点决定的。中国的一次能源分布与生产力布局很不均衡,煤炭、水能两大能源支柱以及可大规模开发利用的陆地风能和太阳能资源主要集中在西部和北部地区,而能源消费需求主要集中在经济较发达的中东部地区,负荷中心与大型能源基地距离大都在1000 km以上,并且中间缺乏电源支撑,较难实现500 kV交流接力送电,特高压输电是理想的选择。
 
  另外,特高压电网的最大特点是大容量、远距离输电,这对电网的建设和特性提出了更高要求。中国在研究和建设特高压电网的过程中,不断探索怎样将特高压电网建设成具有“高智商”的电网,使它与生俱来就有安全、可靠、高效的特质,而智能电网正好可以满足其需求。特别是在中国首条特高压试验示范工程成功投运后,中国在远距离、大容量、低损耗的特高压核心输电技术和设备国产化上获得了更多的经验和成果,为今后推进智能电网的建设奠定了强大的基础。
 
  2009年,国家电网公司公布的智能电网发展计划也强调指出,中国的智能电网首先是一个坚强的电网,其中,具有长距离、大容量输电特征的特高压电网将成为核心环节。国家电网公司总经理刘振亚说,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。
 
  2009年内国家电网开工建设淮南-上海、锡盟-上海、陕北-长沙特高压交流输变电工程,推进向家坝-上海、锦屏-苏南特高压直流工程建设;同时积极推动淮南、晋东南、锡盟、陕北、宝清等煤电基地,金沙江下游、雅砻江、黄河上游等水电基地开发,以及哈密、酒泉等火电、风电基地 “打捆”外送,促进特高压电网与能源基地协调发展。2012年中国特高压交流骨干网架将初具规模。
 
  在整个特高压工程布局中,晋东南-南阳-荆门线只是开局。根据国家电网下一步规划,到“十二五”初期,国家电网将建成“两纵两横”特高压骨干电网,将陕北、晋东南煤电基地的电力输送到华中、华东地区;将蒙西煤电基地电力送到华北、华东地区;将西南水电送到华中、华东地区。
 
  国家电网公司研究室主任葛正翔表示,采用特高压加快能源基地的电力外送工作,不久就会付诸实施。预计智能电网总投资规模接近4万亿元。2009~2010年,投资约5500亿,其中特高压电网投资830亿元;全面建设阶段投资约2万亿元,其中特高压电网投资3000亿元;基本建成阶段投资1.7万亿元,其中特高压投资2500亿元。有了特高压输电的技术支持,国家智能电网的建设,在2010~2015年将大面积推开,计划到2020年,全面建成统一的坚强智能电网。为此,国家在特高压输电方面的投入将超过6000亿元。
 
  可再生能源并网是关键
 
  有研究预计到2020年,中国清洁能源总量将达到5.7亿kW,其中风电装机将达到1亿kW以上。清洁能源将是未来发展的大趋势,随着社会对环境和可持续发展的日益重视,以风、光、核为代表的清洁能源将迅速发展。
 
  “而清洁能源的发展,对电网提出了新的要求。”国家电网对外联络部新闻处副处长刘心放表示,只有建设智能电网,才能适应并推动清洁能源的发展。由于风电、太阳能等可再生能源发电具有间歇性、随机性、可调度性低的特点,大规模接入后对电网运行会产生较大影响。中国相对集中的资源分布条件、相对薄弱的电网发展基础以及新能源迅猛发展势头和基地式开发模式,对电网的适应性和安全稳定控制水平提出了更高要求。因此,智能电网首先应该是“坚强的电网”,才能实现能源的大范围优化配置,保障安全可靠的电力供应以及打破电网对可再生能源发展的制约。
 
  为此,国家电网公司副总经理舒印彪认为,应尽快把坚强智能电网建设上升为国家战略。他同时表示,建设坚强智能电网是适合中国国情的战略性选择。由于坚强智能电网建设是一项涉及多领域、跨行业乃至社会理念转变的庞大系统工程,因此,必须将其上升为国家战略,统一认识、统一目标、稳步推进,才能更好地把握世界发展趋势,抓住历史机遇,实现电力系统和相关产业的跨越式发展。这也是促进新能源发展的重要基础。
 
  国家能源局新能源处处长梁志鹏透露,目前国家能源局也正在着手建立新能源并网技术规范以及新能源检测机制,目前已经安排了少量资金对相关工作予以支持,国家电网制定的风电场、光伏电站接入电网的技术标准对国家标准制定将起到参考作用,预计国家标准规范将很快得到完善。
 
  智能电网是解决可再生能源并网问题的关键已成为共识。以风电上网为例,截至2008年底,风电的装机容量从2002年前的46.8万kW迅速发展到1200万kW,大增了25倍,是“十一五”规划任务的2倍。到2020年中国风电装机将达到1.2亿kW,约为2008年装机量的8倍多,比原先的规划目标大为提高。
 
  不过,与快速增长的装机速度大相径庭的是,近三成的机组处于闲置状态。风力发电不稳定,接入技术、输电技术不过关,均是风电发展建设过程中最为敏感的焦点问题。风力属于不可控的能源,时有时无,时大时小,而要把风电变为稳定的电源,就需要对它进行调峰。
 
  刘心放表示,调峰的方法有很多,比如,建蓄能电站、储能基地等,但这些都比建坚强型智能电网的成本高、适用性也较弱。“建智能电网可以实现全国性的电力调配,从而把清洁能源送到需要电力的地方,实现电力供需的实时调配。”
 
  舒印彪认为,借助这个智能电网,将煤电和风电“打捆”输送,就能够将西北地区的风电输送到华北、华中、华东负荷中心,实现风电在全国范围内消纳。
 
  信息化是基础
 
  智能电网被喻为电力系统的“中枢神经系统”,是当今世界电力系统发展变革的最新动向,也是一项庞大的系统工程。中国电力企业联合会王永干秘书指出,智能电网融合了电网、通信、IT、新材料等各行业的科技成果,只有各行业融合,才有助于促进和建设好智能电网。
 
  国家电网能源研究院总工程师葛旭波认为,信息化是建设坚强智能电网的基础,智能电网建设将为电网信息化的发展带来变革。智能电网的本质就是能源替代和兼容利用,它需要在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上,整合系统中的数据,优化电网的运行和管理。要实现整个电网中无所不在的“智能”特色,电力和IT产业的协作是必然的。在国家电网智能电网计划中,大约有60%~80%的投资将用于实现远程控制、交互智能等非传统项目。电网对IT支撑需求之强烈前所未有,智能电网将成为拉动电力行业信息化需求新的增长点。
 
  国家电网公司的“坚强智能电网”计划的启动将带动电网生产运行、经营管理、客户服务以及社会能源利用模式的重大变革。信息化作为智能电网“四化”特征的突破口,其重要性凸显。智能电网下信息化的重要特征,其发展趋势、建设方向都将成为电网企业以及IT业界共同关注的问题。
 
  在智能电网建设的大环境下,企业信息化将渗透到电网业务价值链的各个环节,管理信息化与自动化的结合将更加紧密,技术引领与业务驱动并重,信息化与业务创新将深度融合。国家电网公司高度重视信息化工作。公司信息化系统由生产控制系统和管理信息系统两部分组成,紧密围绕着公司发展战略和核心业务。调度技术支持系统是电网生产控制系统的核心,支撑现代大电网的安全稳定运行;管理信息系统覆盖企业生产经营管理全过程,支撑现代公司的高效运营。
 
  目前,借助信息化,国调中心能够采集到各网省330 kV以上线路及装机百万kW以上电厂的实时数据。国调中心采用的电能管理系统(EMS),是中国具有自主知识产权的电网调度自动化软件产品,动态预警系统总体达到国际领先水平。
 
  管理信息系统在公司发展中作用日益重要。据悉,通过SG186工程,公司仅用3年多时间,完成了通常需8~10年的信息化工作量。信息化已经从大规模建设阶段进入“建设与应用并重,着力深化应用”的新阶段,全面提升了管理效率、效能和效益。目前,通过SG186工程建设,公司实现了总部、网省纵向贯通,相关业务横向集成,已构建起全球规模最大、用户数最多的企业级信息系统。
 
  统一坚强智能电网建设是国家电网公司实现工业与信息化融合的契合点,建设智能电网,“统一”是前提,“坚强”是基础,“智能”是关键,三者相辅相成。多年来,国家电网公司一直高度关注国际电力技术发展动向,建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的国家电网,电网优化配置资源能力和抵御事故风险能力不断增强,持续开展建设以信息化、自动化和互动化为特征的自主创新、国际领先的统一坚强智能电网。
 
原文出自【比特网】,原文链接:http://do.chinabyte.com/126/11200626_3.shtml
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