智能电网:未来电网的发展方向
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作者: 周丛月
[关键词]智能电网;概念;作用
智能电网,就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
IT产业的数字革命和新能源热潮正成为孪生兄弟,而智能电网的横空出世无疑将推动新能源革命的深度裂变。或许再过几年,用电方式将会发生这样的改变:家庭用电的电价不再是一成不变,而是根据一天中不同时段来自动定价,比如傍晚用电高峰期,电价自动上扬,白天用电低谷时电价自动下调;以前只是电力系统读取电表用量,现在你却可以看到整个城市的用电情况,从而为自己的用电进行规划;我们不再担心停电,因为智能电网可以在最短的时间内实现自动恢复;室内空调不仅能够感应外部度的变化,还能感应用电高峰电价上涨变化,及时计算并自动调整使用时间,帮你控制电量和电费。
这并非虚构,它将会实实在在地发生在我们身边。
毫无疑问,智能电网,与人们的生活息息相关。我国将建智能电网的信息一经发布,宛如“风乍起,吹皱一池春水”,引起各个层面专家热议、媒体纷争――想必,从中能窥视到我们最最关心的问题:这场史无前例的电网革命,究竟会给我们的生活带来什么?
互动电网实现全新模式。
曾有专家说,每一次大的经济危机之后,都会有一次大的能源革命。国内的电力业界人士同样试图抓住这次全球性金融危机的机会,在国内推动互动电网战略的研究与讨论。
2009年5月21日,国家电网在“特高压技术国际会议”上正式宣布启动智能电网的建设。
“举个例子来说吧,我们现在的电网是单向的,如果有互动电网,今后家庭的太阳能屋顶发电就可以与电网实现互联,实现富裕电能的回售,电动汽车也可以通过传感器随时充电,计入个人用电账户,最终将实现有插座的地方就有能源,有插座的地方就有信息互动。消费者既可以是电力客户,也可以成为风能、太阳能、氢电池、生物沼气等小型电力供应商。”互动电网的推动显然将使人类消费能源的方式发生根本性的改变,仅这个转变每年就可能为我国降低温室气体排放10%左右,每年可为中国节省3亿吨标准煤。
互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。从技术上来说,互动电网将集成最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业,也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成。
互动电网将是下一代全球电网的基本模式,中国应该借此拉动电网体系的革命,推动电力产业从中低端电力供应商的传统模式提升为综合能源、通讯和信息服务商的高端创新模式,电力系统的通讯和信息等服务的营业收入和赢利水平将完全可能等同或超过传统的售电业务。我国电网发展目标应从电网输送方式的变革调整为电网的效率革命,即互动电网变革。
经济危机中受冲击相对较轻的中国更需要占领智能互动电网这个能源革命的制高点,“3到5年内,我国应该全面推进互动电网发展。否则,一旦美欧经济复苏并实现了经济与电力结构的升级转型,我国不但将失去一次领跑世界经济的机会,也将再一次沦为国际分工的劳动力角色”。
与传统电网相比,智能电网除了提高供电可靠性、提高运营管理水平外,更重要的是,可通过智能电表与分时电价、设备状态检测等手段减少电网固定资产投资支出和电网运行费用。
根据IBM的观点,智能电网可以比喻为电力系统的“中枢神经系统”,电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件和分析工具,自动监控电网、优化电网性能、防止断电、更快地恢复供电,消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。
对于我国,实施智能电网无论从经济价值、社会价值和环境价值方面来讲都具有深远的意义。资料显示,由于需求变化难测、管理手段不足造成电网调度难以实现现代化、节能和安全,导致大量发电机组发电煤耗损失巨大,目前每年输电、配电和用户端损耗约9%,每年线路损耗约3 000亿千瓦时,折合1.5亿吨原煤,相当于7 000万千瓦装机容量,3 000亿元的电源投资和3 000亿元的电网投资。如果发展超导输电和智能电网,大力改善需求侧用电波动影响,提高电网调度调配能力,减少输配环节损耗,节约的原煤将超过1亿吨,相当于2009年全社会煤炭消耗量的3.65%。
智能电网的首要作用是节能,去年我国社会用电总量近35 000亿千瓦时,实现电网信息化之后,每年在配电输电用电等环节即可节约5%至10%的电力资源,节省价值近2 000亿元人民币。根据政策开放程度,电网还可以开放宽带、电视盒通讯等业务,这将是一个比3G业务更宏大的产业空间,更能拉动内需。如果启动国家互动电网的改造,每年有可能拉动国内生产总值(GDP)1个百分点左右。
智能电网概念提出的时间虽然不长,但人们对这项变革的热情却极为高涨,其根本原因是,智能电网战略不仅为全球能源转型提供了一个重要的契机,更为电力设备行业提供了无限的商机和难得的发展机遇。
在我国,作为重要的新兴产业之一,智能电网与新能源汽车一样,已经被赋予国家竞争级的战略地位。智能电网的规模将远大于互联网,因为一个家庭可以没有互联网入户,但所有家庭都离不开电。按照国家电网公司的设想,通过三个步骤的发展,计划到2020年,我国将全面建成统一的“坚强智能电网”,其技术和装备要全面达到国际先进水平。届时,国家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,智能电表得到普及。
从2009年起,国家电网计划3～5年内投入五六百亿元到智能电网建设上,其中70%~80%将投往控制方面,20%左右投向硬件,并在3年后,实现智能化电网雏形。在这样的背景下,据专家测算,从2009年起,我国需要更新百万个以上变电站,将3 000万块～5 000万块电表更改为智能电表,推动世界上最大的统一电网体系,分期实现电网技术的升级。
与传统电网相比,智能电网具有更为强大的兼容性,为可再生能源发电的发展,创造了更大的可能。而一旦智能电网建成,国家将通过政策鼓励家庭和企业安装小型高效的可再生能源发电设备,并支持消费者购买或出售绿色电力。由于智能电网具有极强的兼容性,因此还会带动太阳能、风能、地热能等新能源产业加速发展。也就是说,智能电网可供风能、太阳能、地热能等及时接入电网,介入过程还可以自行控制。
未来发展智能电网是一种趋势,也是科技进步的一种必然,在未来的若干年里,智能电网会走进千家万户,成为生活的一个重要组成部分。□
(编辑/穆杨)
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