智能電網(wǎng)的作用?

【專家解說】：建設(shè)中國特色智能電網(wǎng)的重要意義
電力行業(yè)是重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，電網(wǎng)是實現(xiàn)我國能源戰(zhàn)略布局的重要手段、能源產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)和國家綜合運輸體系的重要組成部分，發(fā)展任務(wù)艱巨。結(jié)合我國國情、借鑒國外發(fā)展趨勢，建設(shè)具有中國特色的智能電網(wǎng)，是立足于經(jīng)濟社會對我國電網(wǎng)發(fā)展要求的戰(zhàn)略性選擇。通過技術(shù)創(chuàng)新與管理創(chuàng)新，綜合運用信息、通信、控制、管理等領(lǐng)域的先進技術(shù)成果，實現(xiàn)電力流、信息流、業(yè)務(wù)流的高效協(xié)同，是構(gòu)建穩(wěn)定、經(jīng)濟、清潔、安全的現(xiàn)代能源供應(yīng)體系的客觀需求，對于保障我國經(jīng)濟社會和諧發(fā)展，實現(xiàn)節(jié)能減排，履行公司社會責(zé)任具有重要意義。
1.1 未來電網(wǎng)發(fā)展所面臨的形勢和要求
未來幾十年將是我國全面建設(shè)小康社會，向工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、信息化和現(xiàn)代化深入推進的重要發(fā)展時期，經(jīng)濟社會將繼續(xù)保持平穩(wěn)較快發(fā)展。這一時期，也是我國加強節(jié)能減排，建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會，實現(xiàn)能源與經(jīng)濟社會和諧發(fā)展的關(guān)鍵時期。相應(yīng)地，對作為重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的電力工業(yè)發(fā)展，尤其是電網(wǎng)發(fā)展提出了更高、更多的要求。著重體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，我國大范圍能源資源配置和可再生能源的大規(guī)模集中接入要求電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加堅強合理，控制管理更加靈活便利。第二，“兩型”社會建設(shè)要求電網(wǎng)在確保安全可靠的前提下，著重提升其運行效率和靈活管理能力。第三，隨著我國經(jīng)濟社會不斷發(fā)展，將對現(xiàn)有電網(wǎng)的輸送能力、電能質(zhì)量和優(yōu)質(zhì)服務(wù)提出更高要求。第四，國際社會對氣候變化問題的高度關(guān)注，使能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和提高能源效率成為世界各國獲得國際話語權(quán)、彰顯國際競爭力和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。
1.1.1 經(jīng)濟社會持續(xù)健康發(fā)展，迫切需要加快電網(wǎng)建設(shè)，提升電網(wǎng)的資源配置能力和運行效率
國外發(fā)達國家的發(fā)展歷程表明，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化時期的電力需求將隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展呈快速增長態(tài)勢。根據(jù)全面建設(shè)小康社會的奮斗目標(biāo)，預(yù)計到2020年，我國用電需求將達到7.67萬億千瓦時，發(fā)電裝機將達到16.4億千瓦，分別是2008年的2.2倍和2倍。屆時，全國人均用電量也僅為經(jīng)合組織國家2007年水平的一半，電力工業(yè)發(fā)展的任務(wù)還相當(dāng)艱巨，對加快電網(wǎng)發(fā)展提出了迫切要求。另外，由于長期“重發(fā)輕供”，我國電網(wǎng)和電源發(fā)展一直不協(xié)調(diào)，電網(wǎng)發(fā)展明顯滯后，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，城市和農(nóng)村供電水平不高，優(yōu)化配置資源和抵御嚴(yán)重自然災(zāi)害的能力不強，嚴(yán)重制約了電網(wǎng)輸配效率的有效發(fā)揮，影響了供電能力的提升。2008年發(fā)生的嚴(yán)重冰雪災(zāi)害和特大地震災(zāi)害，進一步凸顯了加強電網(wǎng)建設(shè)的重要性和緊迫性。受國際金融危機影響，國內(nèi)電力供需形勢暫時出現(xiàn)供大于求的局面，但我國電力工業(yè)發(fā)展的總體趨勢和基本格局并未發(fā)生根本性變化，為滿足未來經(jīng)濟社會全面發(fā)展而快速增長的能源電力消費需求，必須加快各級電網(wǎng)建設(shè)，構(gòu)筑結(jié)構(gòu)合理、能力強大、運行靈活的電網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)安全、可靠和經(jīng)濟高效的電力供應(yīng)，促進電力行業(yè)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。
1.1.2 我國能源資源分布特點及大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)展，迫切需要提升電網(wǎng)的資源優(yōu)化配置能力，支撐國家能源戰(zhàn)略實施
我國能源資源與生產(chǎn)力布局呈逆向分布，能源資源主要分布在西部、北部和西南等經(jīng)濟相對落后地區(qū)，而能源消費主要集中在東中部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。隨著未來能源開發(fā)重心進一步向西部和北部地區(qū)轉(zhuǎn)移，逆向分布趨勢將更加明顯。
能源資源的分布特點決定了我國基地式的能源開發(fā)格局?？傮w來看，位于西部和北部的大煤電基地、西南大水電基地距離東部負(fù)荷中心一般為800～3000公里，基地電力外送規(guī)模大、距離遠。因此，依托先進的特高壓輸電技術(shù)，建設(shè)電力“高速公路”，實現(xiàn)大型能源基地的大規(guī)模電力外送，已成為構(gòu)建我國現(xiàn)代化能源運輸體系的重要內(nèi)容。
此外，為提升應(yīng)對氣候變化的能力，國家加大了對風(fēng)電、太陽能等其它可再生能源開發(fā)的力度，相應(yīng)地對電網(wǎng)的接納能力和資源優(yōu)化配置能力提出了更高的要求。尤其是處于“三北”地區(qū)的大型可再生能源基地，當(dāng)?shù)仉娏π枨笥邢?，無法實現(xiàn)電力就地消納，需要通過電網(wǎng)遠距離輸送到負(fù)荷中心地區(qū)。對電網(wǎng)而言，無論在技術(shù)上還是經(jīng)濟上，都是一個巨大的挑戰(zhàn)。
因此，立足于國家能源戰(zhàn)略的有效實施，必須加快構(gòu)建以特高壓為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的電網(wǎng)體系，以實現(xiàn)各種能源基地的能源輸送，實現(xiàn)對大規(guī)?？稍偕茉撮_發(fā)的有序接入，并通過先進的調(diào)度和控制技術(shù)，實現(xiàn)各種能源資源之間的優(yōu)化配置，提高電力輸配的安全可靠性和經(jīng)濟高效性。
1.1.3 推動節(jié)能減排、服務(wù)“兩型”社會，迫切需要推動新型電能利用模式，提高電能在終端能源消費中的比重
以煤為主的能源供需格局，使我國在大氣污染排放方面成為世界的主要關(guān)注對象。長期以來，在我國終端能源消費中，煤炭比重一直在40%以上，遠遠高于世界平均水平（2006年約8.6%），成為影響大氣環(huán)境質(zhì)量的重要因素之一。目前我國二氧化硫的年排放量居世界第一位，每年因大氣污染造成的經(jīng)濟損失約占GDP的2～3％。
我國油氣資源較為貧乏，煤炭和水能資源相對豐富，煤電、水電在我國電力生產(chǎn)中將長期占據(jù)主導(dǎo)地位，以煤為主的能源格局將長期存在。在我國油氣資源供應(yīng)能力有限的情況下，推動新型的電能利用模式應(yīng)用，優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，大力提高電能在終端能源消費中的比重，是促進節(jié)能減排，服務(wù)“兩型”社會建設(shè)，提高能源利用效率的重要途徑，是國家能源可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。通過加強用戶與電網(wǎng)之間的信息集成共享，電動汽車接入、雙向電能交換等應(yīng)用將進一步改善電網(wǎng)運營方式和用戶電能的利用模式，推動低碳經(jīng)濟和節(jié)能環(huán)保的長足發(fā)展。
進一步加強電網(wǎng)集約化建設(shè)，不斷提高電網(wǎng)資源配置能力和服務(wù)創(chuàng)新能力，為終端用戶提高安全可靠、經(jīng)濟優(yōu)質(zhì)、方便靈活的電力服務(wù)，已成為未來電網(wǎng)發(fā)展的重要任務(wù)。
1.1.4 未來經(jīng)濟社會發(fā)展對電能質(zhì)量和多元化服務(wù)的要求，迫切需要提升電網(wǎng)運行的安全可靠性、靈活性和互動能力
信息化是推動經(jīng)濟社會發(fā)展和變革的重要力量，是我國未來社會發(fā)展的主要趨勢之一。信息社會的正常運轉(zhuǎn)高度依賴于電力的可靠、安全和優(yōu)質(zhì)供應(yīng)。隨著電氣化水平的不斷提高及智能電器的大規(guī)模應(yīng)用，發(fā)電企業(yè)和電力用戶對提高服務(wù)質(zhì)量、豐富服務(wù)內(nèi)容、更新服務(wù)理念也將提出更高要求。
在電源側(cè)，需要電網(wǎng)提供更加可靠、靈活、經(jīng)濟的電力接入和輸送平臺，以保障傳統(tǒng)電力和新能源的高效、經(jīng)濟和可靠外送需要；需要通過電網(wǎng)與用戶的互動，實現(xiàn)移峰填谷，提高負(fù)荷率，減少系統(tǒng)總裝機從而提高機組運行效率，降低生產(chǎn)成本并實現(xiàn)節(jié)能減排。在用戶側(cè)，需要電網(wǎng)提供更為穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟優(yōu)質(zhì)、靈活互動、友好開放的電力供應(yīng)方式，可以實現(xiàn)用戶與電網(wǎng)雙向互動，根據(jù)用戶需要及峰谷電價調(diào)整用電時間，提高用戶用電的經(jīng)濟性和安全性；可以靈活選擇服務(wù)質(zhì)量更好和價格更優(yōu)的電力供應(yīng)商；可以將分布式電源電力接入電網(wǎng)，以實現(xiàn)清潔能源的高效利用并獲得一定的經(jīng)濟效益。
因此，必須加快電力行業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)科技進步和設(shè)備升級，不斷提高電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動化和互動化運行水平，提高電力接入、輸送能力和配電自動化水平，不斷提高電網(wǎng)的運行靈活性和友好互動功能，豐富電網(wǎng)服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)質(zhì)量，滿足未來經(jīng)濟社會發(fā)展要求以及發(fā)電企業(yè)、電力用戶不斷提高的多元化服務(wù)需求。
1.1.5適應(yīng)應(yīng)對氣候變化的要求，迫切需要加強我國能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、實現(xiàn)更高的能源利用效率，減少溫室氣體排放
國際社會對氣候變化問題越來越密切的關(guān)注，使進一步加強能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和提高能源效率成為世界各國獲得國際話語權(quán)、彰顯國際競爭力和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。相關(guān)資料表明，目前我國的二氧化碳排放量已高居世界第二位，且很快將超過美國成為世界第一，這一現(xiàn)實情況使我國在國際社會中面臨了巨大的政治壓力，也給我國經(jīng)濟發(fā)展帶來了相當(dāng)大的障礙。而長期以來的“以煤為主”的能源結(jié)構(gòu)和持續(xù)大幅度增長的能源需求，正是導(dǎo)致我國溫室氣體排放量快速上升的主要原因。
為了適應(yīng)應(yīng)對氣候變化的要求，減少溫室氣體排放、提升應(yīng)對能力，我國政府進一步重申了“節(jié)能優(yōu)先”的戰(zhàn)略發(fā)展理念，并明確了要加大能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化力度的能源戰(zhàn)略舉措，力求通過進一步加快對核能和可再生能源的開發(fā)利用來降低對煤炭等化石能源的依賴性，推動一次能源供應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，并通過集約化的能源開發(fā)和轉(zhuǎn)換，提高能源開發(fā)利用效率，實現(xiàn)能源供應(yīng)的優(yōu)質(zhì)化和高效率。同時，通過采取各種技術(shù)與管理措施，引導(dǎo)終端消費環(huán)節(jié)的能源節(jié)約和高效利用，構(gòu)建資源節(jié)約型社會。在上述兩個方面的國家戰(zhàn)略實施中，要求聯(lián)接一次能源供應(yīng)和終端消費兩個環(huán)節(jié)的電網(wǎng)系統(tǒng)必須具備強大的能源輸配能力，并充分發(fā)揮資源優(yōu)化配置作用。
1.1.6智能電網(wǎng)建設(shè)在歐美國家已逐步上升到國家戰(zhàn)略層面，成為國家經(jīng)濟發(fā)展和能源政策的重要組成部分
目前，美國、歐洲等國家電網(wǎng)高速發(fā)展時期早已過去，電網(wǎng)架構(gòu)趨于穩(wěn)定、成熟，具備較為充裕的輸配電供應(yīng)能力。因此，如何進一步提高電網(wǎng)效率，積極應(yīng)對環(huán)境挑戰(zhàn)，提高供電可靠性和電能質(zhì)量，完善電力用戶服務(wù)，適應(yīng)更加開放的能源及電力市場化改革需要等，成為歐美等發(fā)達國家的主要關(guān)注點。所以從上世紀(jì)90年代后期開始，隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，圍繞與用戶之間的雙向互動、可再生能源和分布式電源發(fā)展與管理、電力供應(yīng)商業(yè)模式和技術(shù)手段創(chuàng)新，以及關(guān)注配電和用戶環(huán)節(jié)的相關(guān)研究實踐，有關(guān)智能電網(wǎng)的建設(shè)和應(yīng)用理念逐步形成。近年來，智能電網(wǎng)在歐美國家已經(jīng)逐步上升到國家戰(zhàn)略層面，成為國家經(jīng)濟發(fā)展和能源政策的重要組成部分。尤其是在當(dāng)前應(yīng)對金融危機的環(huán)境下，智能電網(wǎng)建設(shè)已成為歐美等國家增加需求、推動經(jīng)濟發(fā)展的重要手段之一。
1.2 構(gòu)建國際領(lǐng)先、自主創(chuàng)新、中國特色的堅強智能電網(wǎng)，是適應(yīng)中國國情，滿足未來各方面發(fā)展需求的戰(zhàn)略性選擇
總體來看，國內(nèi)外經(jīng)濟社會發(fā)展對我國未來電網(wǎng)建設(shè)提出了“量”與“質(zhì)”兩方面的高標(biāo)準(zhǔn)要求。一方面，處于持續(xù)快速發(fā)展進程中的中國經(jīng)濟社會及能源供需格局，需要電網(wǎng)加快外延式發(fā)展，強化輸配電能力，為滿足經(jīng)濟社會持續(xù)大幅度增長的電力需求提供堅強的輸配平臺；另一方面，出于對經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展能力和大氣、環(huán)保等問題的關(guān)注，要求電網(wǎng)運行要具有更高的綜合能源效率、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，能夠進一步提升供電的安全可靠性、經(jīng)濟性，促進節(jié)能減排、實現(xiàn)清潔環(huán)保，且具有靈活互動、友好開放等特性，具備更強的服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展的能力。因此，我國未來的電網(wǎng)發(fā)展，必須以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，借鑒國外發(fā)展經(jīng)驗，結(jié)合我國的現(xiàn)實情況，走一條適合中國國情的發(fā)展道路，以適應(yīng)現(xiàn)實國情和未來各方面的綜合發(fā)展需求。其主要特點主要體現(xiàn)為：
第一，滿足國民經(jīng)濟快速發(fā)展需要，外延發(fā)展和內(nèi)涵提升并重。我國電網(wǎng)發(fā)展總體滯后，為滿足未來電力需求，加快電網(wǎng)發(fā)展的要求更為迫切。因此，我國未來電網(wǎng)發(fā)展必須外延發(fā)展和內(nèi)涵提升并重，但在近二、三十年還將以外延發(fā)展為主。首先必須以滿足經(jīng)濟社會高速發(fā)展需要為第一要義，加快電網(wǎng)發(fā)展，構(gòu)筑堅強電網(wǎng)網(wǎng)架，提高安全可靠供電能力。與此同時，著力提升電網(wǎng)智能化水平，提高效率，優(yōu)化服務(wù)。以外延發(fā)展為主，這是中國電網(wǎng)發(fā)展與發(fā)達國家以改造和完善為主的電網(wǎng)發(fā)展形態(tài)之間所存在的明顯的階段性差異。
第二，滿足大范圍能源資源優(yōu)化配置需要，供電側(cè)和用電側(cè)并重。我國能源資源分布與生產(chǎn)力布局很不平衡，隨著土地、資源、環(huán)保、運力等制約因素的增多和影響程度的增大，必須走大范圍資源優(yōu)化配置的道路。立足于推動國家能源戰(zhàn)略的有效實施，當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展的首要任務(wù)是要大力提升輸配電能力，實現(xiàn)遠距離、大容量、低損耗的電力輸送，保證大型能源基地電力的高效穩(wěn)定送出；加強和完善城市和農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)，實現(xiàn)方便、靈活、快捷的電力供應(yīng)與服務(wù)。與此同時，結(jié)合發(fā)展水平，逐步提高用電的互動能力和增值服務(wù)水平，提高能源利用效率，服務(wù)經(jīng)濟社會又好又快發(fā)展。
第三，滿足大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)展需要，集中和分散并重。與歐洲風(fēng)電和光伏發(fā)電分散接入、就地消納的發(fā)展模式不同，我國可再生能源是集中和分散并重，以集中為主。目前在甘肅酒泉和河北張北等地區(qū)陸續(xù)開發(fā)建設(shè)一批百萬千瓦和千萬千瓦級風(fēng)電場，探討在西北部地區(qū)建設(shè)大規(guī)模光伏發(fā)電。可再生能源大規(guī)模集中開發(fā)，當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)規(guī)模小、無法就地使用，需要集中接入電網(wǎng)，大范圍消納。因此，必須尊重中國國情，以大電網(wǎng)為前提，依靠自主創(chuàng)新，實現(xiàn)可再生能源的柔性接入和大規(guī)模、遠距離輸送；同時研究分布式能源系統(tǒng)的應(yīng)用條件，因地制宜納入配電網(wǎng)運行，實現(xiàn)電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
第四，提高電能在終端能源消費中的比重，推動資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設(shè)。以煤炭為主的能源格局決定了我國必須依靠集中式發(fā)電方式提高煤炭等化石能源的利用效率和環(huán)境保護水平，必須大力發(fā)展可再生能源發(fā)電從而減少對化石能源依賴。提高電能在終端能源消費中的比重，是實現(xiàn)節(jié)能減排，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇。通過堅強智能電網(wǎng)建設(shè)，推動友好互動的用戶服務(wù)、推廣低耗節(jié)能設(shè)備、電動汽車和智能家電等智能設(shè)備大規(guī)模應(yīng)用，將有效改變終端用戶用能方式，提高清潔的電能在終端能源消費中的比重，減少化石燃料使用的負(fù)面影響，降低能耗并減少排放。
為實現(xiàn)上述目標(biāo)，未來的中國電網(wǎng)必須足夠堅強，滿足安全、可靠的供電要求，而且要更加智能，滿足運行靈活、方便、開放的服務(wù)要求。其基本發(fā)展思路和技術(shù)路線，應(yīng)當(dāng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過傳統(tǒng)電力技術(shù)與先進的信息、通信和控制技術(shù)的融合，通過電網(wǎng)資源與社會資源的融合，進一步拓展電網(wǎng)功能及其資源優(yōu)化配置能力，大幅提升電網(wǎng)的服務(wù)能力，實現(xiàn)多元化電源和不同特征電力用戶的靈活接入和方便使用，實現(xiàn)更加經(jīng)濟、高效的發(fā)展。通過科技創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，帶動電力行業(yè)及其它相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級，滿足我國經(jīng)濟社會全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展要求。
因此，構(gòu)建以信息化、自動化、數(shù)字化、互動化為特征的國際領(lǐng)先、自主創(chuàng)新、中國特色的堅強智能電網(wǎng)，是適應(yīng)中國國情，滿足未來各方面發(fā)展需求的戰(zhàn)略性選擇。