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国内投资积极新能源大发展呼唤智能电网

发布时间:2019-12-15 09:26:23

什么是智能电?目前业内还没有一个完整的概念,智能电(smart grid)就是把最新的信息化、通讯、计算机控制技术和原有的输、配电基础设施高度结合,形成一个新型电,实现电力系统的智能化。智能电可以提高能源效率、减少对环境的影响、提高供电的安全性和可靠性、减少输电的电能损耗。目前智能电的研究与开发尚处于起步阶段,各国国情及资源分布不同,发展的方向和侧重点也不尽相同,国际上对其还没有达成统一而明确的定义。但是可以预见的是,智能电是未来电发展的趋势。

智能电的优势

与现有电相比,智能电体现出电力流、信息流和业务流高度融合的显着特点,其先进性和优势主要表现在:

(1)具有坚强的电基础体系和技术支撑体系,能够抵御各类外部干扰和攻击,能够适应大规模清洁能源和可再生能源的接入,电的坚强性得到巩固和提升。

(2)信息技术、传感器技术、自动控制技术与电基础设施有机融合,可获取电的全景信息,及时发现、预见可能发生的故障。故障发生时,电可以快速隔离故障,实现自我恢复,从而避免大面积停电的发生。

(3)柔/直流输电、厂协调、智能调度、电力储能、配电自动化等技术的广泛应用,使电运行控制更加灵活、经济,并能适应大量分布式电源、微电及电动汽车充放电设施的接入。

(4)通信、信息和现代管理技术的综合运用,将大大提高电力设备使用效率,降低电能损耗,使电运行更加经济和高效。

(5)实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用,为运行管理展示全面、完整和精细的电运营状态图,同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案。

(6)建立双向互动的服务模式,用户可以实时了解供电能力、电能质量、电价状况和停电信息,合理安排电器使用;电力企业可以获取用户的详细用电信息,为其提供更多的增值服务。

阶梯电价助智能电发展

阶梯电价如果推广开来,肯定会使得千家万户换上新的电表,因为在统计方面需要对于用户的用电量进行实时监测,而不像以前单纯的扣费。厦门大学中国能源研究中心主任林伯强指出,由于阶梯电价每一档之间的价格存在不确定性,因而需要更精确的计量仪器测算。目前居民家中使用的是单一电表,根本不具备实施阶梯电价的硬件条件。这也是国家电从2010年起,每年4次大批量采购智能电表的主要原因之一。

事实上,现在的电力市场还是相对静态的,从经济学的角度来看,单纯的跳跃性的阶梯电价并不能做到完美体现电这种资源的真正价值。随着智能电的发展,将来更加精确而科学的智能电价则可以成为现实,这样的电价将能够更加有效地改变消费者行为,从而进一步促进能源的有效利用。

国家发改委能源研究所所长韩文科在接受我们采访时曾指出,美国的分时段计价就体现得很明显。美国居民的每个季节

,每天的每个时段用电的价格是不一样的,它都采取实时化计量。

假设你现在想要将衣服烘干,同时你并不是很在意烘干的时间,只要在12小时内完成这项工作就行了。伊利诺大学香槟分校电气和计算机工程大卫.M.尼科尔教授说,将来的智能电就能做到与家庭计算机联,通过简单的命令使得智能电能够选择一个电价便宜的时段来运行烘干机。

蒙西电的内部人士也告诉我们,国家推行阶梯电价的目的之一就是节能,但是目前的阶梯电价对于居民用户的用电行为调控能力还是有限的。事实上,不光要考虑到用电量的多少,还有峰谷电价等方面的问题,而以后的智能电能够对于大块区域的用电状况进行检测,使得某些时效性并不是那么强的用电需求能够在用电低谷时释放,这样能够达到能源的优化配置。

全力推进智能电建设

今年两会期间,国务院总理在工作报告中明确提出要加强用能管理,发展智能电和分布式能源,实施节能发电调度、合同能源管理、节能采购等行之有效的管理方式。继2010年及2011年之后,发展智能电再一次被写入工作报告,也调动了国内各方对于智能电的热情。

目前智能电还有很多技术瓶颈,蒙西电还在为智能电的发展奠定基础,我们目前的投资原则是上不封顶。上述内部人士向我们表明了蒙西电发展智能电的决心。事实上,国内的国家电和南方电的投入也非常可观。

日前

,国家电公司发布的《2011年社会报告》中指出,在2012年国家电公司要完成电投资超过3000亿元。其中,集中针对核心技术和关键设备开展攻关,预计全年研发经费将达80亿元。相对于2015年建成5000座智能变电站宏伟目标,去年近100座的试点项目不过是凤毛麟角。这种投资力度,使关注智能电建设的业内人士普遍认为:国家电公司正全力推进智能电建设。

国家电公司科技部(智能电部)主任王益民近期也表示,十二五期间,国家电公司电智能化建设投资超过2800亿元,将带动社会总产出累计增加约11400亿元,提供就业岗位约94.3万个。

来自国家电公司提供的一组数据显示,目前全国已有26个省市开展了29类共287个智能电试点项目建设,已建成投产25类试点项目中的238项。这些项目,包括发电、输配电、用电等各个环节。以上海为例,目前,已全面推进坚强智能电的10多项试点工程建设,包括电力光纤到户试点工程、用电信息采集系统、智能用电楼宇试点、电动汽车充换电设施建设,以及智能电表推广等。而江苏、浙江、山东、重庆等省市也都在加快智能电建设布局。

新能源大发展在即

对储能技术有更急迫的现实需求

传统能源的日益匮乏和环境的日趋恶化,极大地促进了新能源的发展,新能源发电的规模也快速攀升。但风电、太阳能发电自身所固有的随机性、间歇性特征,决定了其规模化发展必然会对电调峰和系统安全运行带来显着影响,必须有先进的储能技术作支撑。

国外有关研究表明,如果风电装机占装机总量的比例在10%以内,依靠传统电技术以及增加水电、燃气机组等手段,基本可以保证电安全;但如果所占比例达到20%甚至更高,电的调峰能力和安全运行将面临巨大挑战。储能技术在很大程度上解决了新能源发电的随机性、波动性问题,可以实现新能源发电的平滑输出,能有效调节新能源发电引起的电电压、频率及相位的变化,使大规模风电及太阳能发电方便可靠地并入常规电。

中国新能源大发展在即,对储能产业有更急迫的现实需求。预计到2020年,风电和太阳能发电装机会突破1.7亿千瓦,占全国发电装机总量的比例会超过15%。但由于目前我国电力系统煤电比例较高,在部分地区又主要是调峰能力差的供热机组,核电发展很快但却不能参与调峰,水电、燃气发电等调峰性能优越的电源所占比例过低,导致现有电力系统接纳新能源的能力很弱。

再加上我国能源资源所在地多远离负荷地,不得不实施风电、光电的大规模集中开发、远距离输送,这更进一步加大了电运行和控制风险。随着国内新能源发电规模的快速扩大,电与新能源的矛盾越来越突出,对储能的需求更为迫切

中电普瑞科技有限公司电气工程师牛萌表示,提出适合我国的大容量新能源及储能技术的技术标准体系将势在必行,严格的技术标准和规范化管理是驱动储能产业发展的重要动力。如西班牙等国就规定所有风电在上前必须向电提供风机出力曲线和发电短期预测曲线,误差不能超过一定比例,否则将受到惩罚。这会倒逼发主动采用预测技术和储能技术,从而实现新能源发电与电建设的良性发展。但我国对新能源入至今没有强制性的流程和技术要求,很多企业认为只要发出电,不论多少、优劣,电就必须全额接收,在这种情况下,发电企业自然没有动力采用储能技术。因此需要制定完善的储能接入技术标准,推动大容量储能技术及其接入的产业化进程。

智能电必然需要储能系统来提高接纳能力,抑制功率波动。蒙西电的内部人士告诉我们,发展智能电,储能方面的问题比较大。一是储能容量有限。调峰的时候处理用电量小的用户,储能容量还可以保证,但是给想调节用电大户的供电,比如大型工业企业,就很难做到。他还表示,在技术层面上还存在储能效率方面的问题。充电往往需要很长时间,而充、放电的时间与应急的要求也会存在矛盾。

在储能技术领域,国外特别是美国和日本研究起步早

,成果多并有丰富的工程实际经验。由于国内研究起步晚,相关技术与国外还有差距,特别是在飞轮储能等先进储能系统方面经验还较欠缺。此外,在电力电子接口、储能系统高效转换等技术方面,国外也处于领先状态。中国科学院院士程时杰表示。

据我们了解,目前大规模储能技术中只有抽水蓄能技术比较成熟,主要用于电的调峰、调频以及应急保障,以及辅助核电站进行功率调节。但是,受地理环境、建设周期较长的约束,以及没有适当的价格政策,我国抽水蓄能电站装机比例小于欧日等国。为适应智能电发展,降低可再生能源接入对电的冲击,提高电的兼容性,维护电安全稳定运行,除发展抽水蓄能外,应大力发展布置灵活的电池储能技术,包括各类蓄电池,如锂离子电池、钠硫电池、液流电池以及超级电容器等。

新能源产业的加速发展

对电提出了更高要求。

在今年全国两会上,代表委员总结出我国清洁能源并的主要难题:风电、太阳能发电等清洁能源具有显着的间歇性和随机性,大规模接入后,电面临突出的安全压力;我国新能源资源与负荷呈逆向性分布特性,风电资源和太阳能发电资源主要集中在西北部地区,本地消纳困难等。

代表委员呼吁

,为促进我国新能源可持续发展,要进一步加强特高压等跨区电建设,统一规划新能源、其他电源和电建设,并制定和完善清洁能源并、低电压穿越等方面的技术标准等。

事实上,我国已将新能源并技术研究上升到国家层面。2011年12月21日,被列为国家863计划的风电场、光伏电站集群控制系统研究与开发课题在甘肃启动。该课题以酒泉千万千瓦风电、百万千瓦光电基地为控制目标,重点研究大规模风光电集群的安全稳定控制策略,全面提高大规模风光电集群响应大电调度的能力,缓解大规模集中开发可再生能源与电协调的矛盾。

华北电力大学输配电系统研究所所长张建华告诉我们:智能电是新能源上的有效途径。我们都知道风电等新能源发电受气候的影响较大,智能电能帮助用户用上稳定的电源。

规范我国风电和太阳能光伏发电的发展,防止设备企业盲目扩张,首先应加快建立、修改和完善设备制造的技术标准,严格并检测,发展电友好型的风电厂和太阳能发电厂。提高设备制造的进入门槛,推动企业技术进步,淘汰落后产能,提高国际竞争力。中国电力科学研究院院长表示。

认为,我国未来大电不同于别国电的一大特点就是,新能源发电规模化集中开发、远距离外送。十二五期间,我国将结合大水电、大煤电、大风电基地外送工程以及未来大核电基地的接入系统,重点加快华北、华东、华中特高压交流同步电建设。2015年华北、华东、华中特高压电将形成三纵三横主架,锡盟、蒙西、张北、陕北能源基地通过3个纵向特高压交流通道向华北、华东、华中地区送电,北部煤电(风电)、西南水电通过3个横向特高压交流通道向华北、华中和长三角特高压环送电。

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