智能電網的作用?

【專家解說】：建設中國特色智能電網的重要意義
電力行業(yè)是重要的基礎產業(yè)，電網是實現我國能源戰(zhàn)略布局的重要手段、能源產業(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)展任務艱巨。結合我國國情、借鑒國外發(fā)展趨勢，建設具有中國特色的智能電網，是立足于經濟社會對我國電網發(fā)展要求的戰(zhàn)略性選擇。通過技術創(chuàng)新與管理創(chuàng)新，綜合運用信息、通信、控制、管理等領域的先進技術成果，實現電力流、信息流、業(yè)務流的高效協(xié)同，是構建穩(wěn)定、經濟、清潔、安全的現代能源供應體系的客觀需求，對于保障我國經濟社會和諧發(fā)展，實現節(jié)能減排，履行公司社會責任具有重要意義。
1.1 未來電網發(fā)展所面臨的形勢和要求
未來幾十年將是我國全面建設小康社會，向工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、信息化和現代化深入推進的重要發(fā)展時期，經濟社會將繼續(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“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會，實現能源與經濟社會和諧發(fā)展的關鍵時期。相應地，對作為重要基礎產業(yè)的電力工業(yè)發(fā)展，尤其是電網發(fā)展提出了更高、更多的要求。著重體現在以下幾個方面：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結構更加堅強合理，控制管理更加靈活便利。第二，“兩型”社會建設要求電網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，隨著我國經濟社會不斷發(fā)展，將對現有電網的輸送能力、電能質量和優(yōu)質服務提出更高要求。第四，國際社會對氣候變化問題的高度關注，使能源結構優(yōu)化和提高能源效率成為世界各國獲得國際話語權、彰顯國際競爭力和實現可持續(xù)發(fā)展的重要內容。
1.1.1 經濟社會持續(xù)健康發(fā)展，迫切需要加快電網建設，提升電網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濟社會的發(fā)展呈快速增長態(tài)勢。根據全面建設小康社會的奮斗目標，預計到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合組織國家2007年水平的一半，電力工業(yè)發(fā)展的任務還相當艱巨，對加快電網發(fā)展提出了迫切要求。另外，由于長期“重發(fā)輕供”，我國電網和電源發(fā)展一直不協(xié)調，電網發(fā)展明顯滯后，網架結構薄弱，城市和農村供電水平不高，優(yōu)化配置資源和抵御嚴重自然災害的能力不強，嚴重制約了電網輸配效率的有效發(fā)揮，影響了供電能力的提升。2008年發(fā)生的嚴重冰雪災害和特大地震災害，進一步凸顯了加強電網建設的重要性和緊迫性。受國際金融危機影響，國內電力供需形勢暫時出現供大于求的局面，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，必須加快各級電網建設，構筑結構合理、能力強大、運行靈活的電網系統(tǒng)，實現安全、可靠和經濟高效的電力供應，促進電力行業(yè)的協(xié)調可持續(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、北部和西南等經濟相對落后地區(qū)，而能源消費主要集中在東中部經濟發(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，建設電力“高速公路”，實現大型能源基地的大規(guī)模電力外送，已成為構建我國現代化能源運輸體系的重要內容。
此外，為提升應對氣候變化的能力，國家加大了對風電、太陽能等其它可再生能源開發(fā)的力度，相應地對電網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，當地電力需求有限，無法實現電力就地消納，需要通過電網遠距離輸送到負荷中心地區(qū)。對電網而言，無論在技術上還是經濟上，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，必須加快構建以特高壓為骨干網架、各級電網協(xié)調發(fā)展的電網體系，以實現各種能源基地的能源輸送，實現對大規(guī)?？稍偕茉撮_發(fā)的有序接入，并通過先進的調度和控制技術，實現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濟高效性。
1.1.3 推動節(jié)能減排、服務“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中將長期占據主導地位，以煤為主的能源格局將長期存在。在我國油氣資源供應能力有限的情況下，推動新型的電能利用模式應用，優(yōu)化能源消費結構，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“兩型”社會建設，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之間的信息集成共享，電動汽車接入、雙向電能交換等應用將進一步改善電網運營方式和用戶電能的利用模式，推動低碳經濟和節(jié)能環(huán)保的長足發(fā)展。
進一步加強電網集約化建設，不斷提高電網資源配置能力和服務創(chuàng)新能力，為終端用戶提高安全可靠、經濟優(yōu)質、方便靈活的電力服務，已成為未來電網發(fā)展的重要任務。
1.1.4 未來經濟社會發(fā)展對電能質量和多元化服務的要求，迫切需要提升電網運行的安全可靠性、靈活性和互動能力
信息化是推動經濟社會發(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高度依賴于電力的可靠、安全和優(yōu)質供應。隨著電氣化水平的不斷提高及智能電器的大規(guī)模應用，發(fā)電企業(yè)和電力用戶對提高服務質量、豐富服務內容、更新服務理念也將提出更高要求。
在電源側，需要電網提供更加可靠、靈活、經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、經濟和可靠外送需要；需要通過電網與用戶的互動，實現移峰填谷，提高負荷率，減少系統(tǒng)總裝機從而提高機組運行效率，降低生產成本并實現節(jié)能減排。在用戶側，需要電網提供更為穩(wěn)定可靠、經濟優(yōu)質、靈活互動、友好開放的電力供應方式，可以實現用戶與電網雙向互動，根據用戶需要及峰谷電價調整用電時間，提高用戶用電的經濟性和安全性；可以靈活選擇服務質量更好和價格更優(yōu)的電力供應商；可以將分布式電源電力接入電網，以實現清潔能源的高效利用并獲得一定的經濟效益。
因此，必須加快電力行業(yè)及相關產業(yè)科技進步和設備升級，不斷提高電網的信息化、數字化、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，不斷提高電網的運行靈活性和友好互動功能，豐富電網服務內容和服務質量，滿足未來經濟社會發(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需求。
1.1.5適應應對氣候變化的要求，迫切需要加強我國能源結構優(yōu)化、實現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注，使進一步加強能源結構優(yōu)化和提高能源效率成為世界各國獲得國際話語權、彰顯國際競爭力和實現可持續(xù)發(fā)展的重要內容。相關資料表明，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，也給我國經濟發(fā)展帶來了相當大的障礙。而長期以來的“以煤為主”的能源結構和持續(xù)大幅度增長的能源需求，正是導致我國溫室氣體排放量快速上升的主要原因。
為了適應應對氣候變化的要求，減少溫室氣體排放、提升應對能力，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構優(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，推動一次能源供應的結構優(yōu)化，并通過集約化的能源開發(fā)和轉換，提高能源開發(fā)利用效率，實現能源供應的優(yōu)質化和高效率。同時，通過采取各種技術與管理措施，引導終端消費環(huán)節(jié)的能源節(jié)約和高效利用，構建資源節(jié)約型社會。在上述兩個方面的國家戰(zhàn)略實施中，要求聯接一次能源供應和終端消費兩個環(huán)節(jié)的電網系統(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智能電網建設在歐美國家已逐步上升到國家戰(zhàn)略層面，成為國家經濟發(fā)展和能源政策的重要組成部分
目前，美國、歐洲等國家電網高速發(fā)展時期早已過去，電網架構趨于穩(wěn)定、成熟，具備較為充裕的輸配電供應能力。因此，如何進一步提高電網效率，積極應對環(huán)境挑戰(zhàn)，提高供電可靠性和電能質量，完善電力用戶服務，適應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)達國家的主要關注點。所以從上世紀90年代后期開始，隨著信息技術和互聯網技術的廣泛應用，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、電力供應商業(yè)模式和技術手段創(chuàng)新，以及關注配電和用戶環(huán)節(jié)的相關研究實踐，有關智能電網的建設和應用理念逐步形成。近年來，智能電網在歐美國家已經逐步上升到國家戰(zhàn)略層面，成為國家經濟發(fā)展和能源政策的重要組成部分。尤其是在當前應對金融危機的環(huán)境下，智能電網建設已成為歐美等國家增加需求、推動經濟發(fā)展的重要手段之一。
1.2 構建國際領先、自主創(chuàng)新、中國特色的堅強智能電網，是適應中國國情，滿足未來各方面發(fā)展需求的戰(zhàn)略性選擇
總體來看，國內外經濟社會發(fā)展對我國未來電網建設提出了“量”與“質”兩方面的高標準要求。一方面，處于持續(xù)快速發(fā)展進程中的中國經濟社會及能源供需格局，需要電網加快外延式發(fā)展，強化輸配電能力，為滿足經濟社會持續(xù)大幅度增長的電力需求提供堅強的輸配平臺；另一方面，出于對經濟社會可持續(xù)發(fā)展能力和大氣、環(huán)保等問題的關注，要求電網運行要具有更高的綜合能源效率、環(huán)境效益和經濟效益，能夠進一步提升供電的安全可靠性、經濟性，促進節(jié)能減排、實現清潔環(huán)保，且具有靈活互動、友好開放等特性，具備更強的服務經濟社會發(fā)展的能力。因此，我國未來的電網發(fā)展，必須以科學發(fā)展觀為指導，借鑒國外發(fā)展經驗，結合我國的現實情況，走一條適合中國國情的發(fā)展道路，以適應現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為：
第一，滿足國民經濟快速發(fā)展需要，外延發(fā)展和內涵提升并重。我國電網發(fā)展總體滯后，為滿足未來電力需求，加快電網發(fā)展的要求更為迫切。因此，我國未來電網發(fā)展必須外延發(fā)展和內涵提升并重，但在近二、三十年還將以外延發(fā)展為主。首先必須以滿足經濟社會高速發(fā)展需要為第一要義，加快電網發(fā)展，構筑堅強電網網架，提高安全可靠供電能力。與此同時，著力提升電網智能化水平，提高效率，優(yōu)化服務。以外延發(fā)展為主，這是中國電網發(fā)展與發(fā)達國家以改造和完善為主的電網發(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，供電側和用電側并重。我國能源資源分布與生產力布局很不平衡，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，當前電網發(fā)展的首要任務是要大力提升輸配電能力，實現遠距離、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村配電網建設，實現方便、靈活、快捷的電力供應與服務。與此同時，結合發(fā)展水平，逐步提高用電的互動能力和增值服務水平，提高能源利用效率，服務經濟社會又好又快發(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)建設一批百萬千瓦和千萬千瓦級風電場，探討在西北部地區(qū)建設大規(guī)模光伏發(fā)電。可再生能源大規(guī)模集中開發(fā)，當地電網規(guī)模小、無法就地使用，需要集中接入電網，大范圍消納。因此，必須尊重中國國情，以大電網為前提，依靠自主創(chuàng)新，實現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)的應用條件，因地制宜納入配電網運行，實現電力工業(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。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，是實現節(jié)能減排，建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇。通過堅強智能電網建設，推動友好互動的用戶服務、推廣低耗節(jié)能設備、電動汽車和智能家電等智能設備大規(guī)模應用，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面影響，降低能耗并減少排放。
為實現上述目標，未來的中國電網必須足夠堅強，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、開放的服務要求。其基本發(fā)展思路和技術路線，應當是以特高壓電網為骨干網架、各級電網協(xié)調發(fā)展的堅強電網為基礎，通過傳統(tǒng)電力技術與先進的信息、通信和控制技術的融合，通過電網資源與社會資源的融合，進一步拓展電網功能及其資源優(yōu)化配置能力，大幅提升電網的服務能力，實現多元化電源和不同特征電力用戶的靈活接入和方便使用，實現更加經濟、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)及其它相關產業(yè)的技術升級，滿足我國經濟社會全面、協(xié)調、可持續(xù)發(fā)展要求。
因此，構建以信息化、自動化、數字化、互動化為特征的國際領先、自主創(chuàng)新、中國特色的堅強智能電網，是適應中國國情，滿足未來各方面發(fā)展需求的戰(zhàn)略性選擇。