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未來電網(wǎng)的發(fā)展
摘要：分析了歐美智能化電網(wǎng)的發(fā)展趨勢以及智能電網(wǎng)的產(chǎn)生、特點、功效，闡述了中國堅強智能電網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃和重要意義，并對國內(nèi)智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀做了簡介。
關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng) 特高壓 能源
中圖分類號：TM6 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973(2011)006-036-02
1 智能電網(wǎng)發(fā)展的背景及意義
眾所周知，“電網(wǎng)”是一個國家經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施和重要公用事業(yè)，也是現(xiàn)代化建設(shè)的基本保障，它關(guān)系著整個國家的能源安全和國計民生。隨著數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境與氣候要求日趨嚴格，世界各國的能源政策也在不斷的改革以適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展，一方面是由于電網(wǎng)與客戶、市場的關(guān)系發(fā)展更為密切，用戶對電能供應(yīng)和質(zhì)量的要求也愈來愈高;另一方面是由于可再生能源發(fā)電的規(guī)模在逐漸擴大，傳統(tǒng)的電力網(wǎng)絡(luò)已不能滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的要求，需要將傳統(tǒng)電網(wǎng)進行升級換代，于是“智能電網(wǎng)”契機而生。
智能電網(wǎng)翻譯成英語為Smart power Grid。智能電網(wǎng)就是應(yīng)用數(shù)字信息技術(shù)和自動控制技術(shù)，貫穿于發(fā)電、輸電、配電、用電所有環(huán)節(jié)，通過終端傳感器將電力公司與用戶、用戶與用戶之間形成即時連接的網(wǎng)絡(luò)互動，實時監(jiān)控和整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，最終實現(xiàn)信息雙向交流，優(yōu)化電網(wǎng)運行。因此，智能電網(wǎng)具有以下幾個特點：即堅強、兼容、經(jīng)濟、自愈、集成、優(yōu)化等。
中國電網(wǎng)由于尚未建成堅強骨干網(wǎng)架，抵御多重故障的能力還較弱;區(qū)域電網(wǎng)的主干網(wǎng)架相對較薄弱，在一定程度上限制了新能源的利用;電網(wǎng)運行不夠經(jīng)濟、穩(wěn)定，信息孤島普遍存在，這些原因?qū)е聡鴥?nèi)能源分布不均衡，結(jié)構(gòu)不合理。為了更好的解決這些問題，提高電網(wǎng)運營能力，建設(shè)和研究智能電網(wǎng)成為一個關(guān)鍵。
中國國家電網(wǎng)公司在特高壓取得重大突破后，國家電網(wǎng)公司建立了新的起點即建設(shè)統(tǒng)一堅強的智能電網(wǎng)，以此不斷的推動電網(wǎng)科學(xué)發(fā)展水平。通過建設(shè)智能電網(wǎng)可充分優(yōu)化能源布局與配置，推動可再生能源和低碳能源發(fā)展，促進和用戶側(cè)新型電能利用模式發(fā)展，全面提高供電安全性和服務(wù)水平，實現(xiàn)更好的社會經(jīng)濟效益，對我國經(jīng)濟社會全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義。
2 國外智能電網(wǎng)發(fā)展狀況
早在2001年，意大利電力公司首先創(chuàng)建立了智能化計量網(wǎng)絡(luò)，改造、安裝了3180萬只智能電表。每年節(jié)約管理成本5億歐元，客戶服務(wù)成本降低至40%，實際管理線損由3%降至1%。美國已經(jīng)把智能電網(wǎng)建設(shè)作為經(jīng)濟刺激計劃中重要組成部分，并投資約45億美元用于智能電網(wǎng)和地區(qū)試點項目建設(shè)，目前已有10多個州正在積極推進智能化電網(wǎng)建設(shè)與應(yīng)用，其中科羅拉多州的Boulder成為第一個智能電網(wǎng)城市。日本作為亞洲經(jīng)濟和科技技術(shù)強國，2010年也開始進行構(gòu)建智能電網(wǎng)試驗，主要致力于開發(fā)太陽能等可再生能源，并促使其能和現(xiàn)有的電力系統(tǒng)進行有機融合，最終得以實現(xiàn)智能電網(wǎng)。韓國將于今年建立“智能電網(wǎng)”綜合性試點項目。此外，西方的一些發(fā)達國家和歐洲經(jīng)濟強國都在不斷加快智能化電網(wǎng)地建設(shè)和應(yīng)用，西班牙將智能電網(wǎng)項目試點設(shè)在了Puerto Real;意大利部分電網(wǎng)已經(jīng)實現(xiàn)智能化：歐盟在2009年初圓桌會議上明確要利用智能電網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)可再生能源集成跳躍式發(fā)展，即把北海和大西洋的海上風力發(fā)電以及歐洲南部和北非太陽能發(fā)電融入歐洲電網(wǎng)。
3 國內(nèi)智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
經(jīng)歷了一個多世紀的誕生、成長及變革，電網(wǎng)發(fā)展又有了質(zhì)的飛躍――智能電網(wǎng)。讓電網(wǎng)擁有思考的“大腦”，對復(fù)雜的系統(tǒng)變化能夠自動采取正確的應(yīng)對措施，這是人類加之于電網(wǎng)的夢想。一直以來，社會經(jīng)濟的發(fā)展GDP指數(shù)的提升，一度以犧牲環(huán)境資源、大規(guī)模破壞自然為代價，現(xiàn)今保護環(huán)境、節(jié)能減排被納入到發(fā)展的主題，成為衡量發(fā)展的綜合效益的主要指標，而更為可靠的安全性、更具效益的經(jīng)濟性，更好利用資源的高效性、更為友好的環(huán)保性等等是被加冕可于智能電網(wǎng)的熱點特征，發(fā)展智能電網(wǎng)被視為拉動電網(wǎng)企業(yè)走在時代發(fā)展前沿的引擎。
盡管中國電網(wǎng)的先進性在全球名列前茅，但是電網(wǎng)仍不夠安全，預(yù)計到2020年，我國全社會用電需求量和相應(yīng)的發(fā)電裝機總規(guī)模均將達到目前現(xiàn)有水平的2倍以上，電網(wǎng)難以滿足未來經(jīng)濟社會發(fā)展的需求，因此，這些原因成為了中國建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的動力。2009年5月21日，國家電網(wǎng)公司在“2009特高壓輸電技術(shù)國際會議”上提出“堅強智能電網(wǎng)”發(fā)展規(guī)劃，使我國智能電網(wǎng)建設(shè)正式步入中國公眾的視野。
國家電網(wǎng)公司面對國際國內(nèi)智能電網(wǎng)熱潮，高瞻遠矚，深刻認識國內(nèi)外政治經(jīng)濟形式，準確把握能源和典韋發(fā)展規(guī)律，超前謀劃部署指南電網(wǎng)研究，從保障能源安全、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、促進節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟、提高服務(wù)水平的要求出發(fā)，確定了建設(shè)國際領(lǐng)先、自主創(chuàng)新、具有中國特色統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略目標。
近幾年來，我國已深入開展現(xiàn)代化電網(wǎng)建設(shè)運行管理相關(guān)的研究和實踐工作，部分項目已進入試點階段，大量科研成果已轉(zhuǎn)化并廣泛應(yīng)用到實際工程中去，部分職能電網(wǎng)技術(shù)和裝備已處于國際領(lǐng)先水平，為智能電網(wǎng)建設(shè)提供必要的技術(shù)支撐和設(shè)備保障。尤其是特高壓輸變電核心技術(shù)的重大突破以及國產(chǎn)設(shè)備的性能在電網(wǎng)運行中優(yōu)異表現(xiàn)，為堅強智能電網(wǎng)發(fā)展提供了重要的技術(shù)支撐。全面掌握了特高壓核心技術(shù)，成功研制了代表世界最高水平的全套特高壓交流設(shè)備，形成了目前世界上實驗?zāi)芰ψ顝姟⒓夹g(shù)水平最高的特高壓試驗研究體系，建立了全套的特高壓工程設(shè)計、施工和運行維護技術(shù)規(guī)范體系。
大電網(wǎng)安全運行控制能力、繼電保護技術(shù)和裝備水平已居于國際領(lǐng)先地位。光與測量控制系統(tǒng)的功能和應(yīng)用達到領(lǐng)先水平，向量測量裝置(PMU)在世界上投運數(shù)量最多，國產(chǎn)化性能、精度、處理能力均優(yōu)于國外產(chǎn)品;中國自主研發(fā)的能量管理系統(tǒng)(EMS)在省級以上調(diào)度機構(gòu)得到了廣泛的應(yīng)用并達到國際先進水平，自動電壓控制、繼電保護和安穩(wěn)控制裝置等方面具有明顯技術(shù)優(yōu)勢。依托先進可靠的電力通信網(wǎng)絡(luò)建成高效集成的統(tǒng)一信息系統(tǒng)平臺，為堅強智能電網(wǎng)發(fā)展提供了可靠的信息支撐。目前以“SG186”工程為代表的國家電網(wǎng)信息系統(tǒng)集成開發(fā)整合工作已取得階段性成果，ERP系統(tǒng)已經(jīng)完成建設(shè)試點并開始大規(guī)模推廣運行。
4 智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略規(guī)劃
國家電網(wǎng)公司把統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一標準作為智能電網(wǎng)建設(shè)的原則。其中，“統(tǒng)一”是前提，“堅強”是基礎(chǔ)，“智能”是關(guān)鍵。統(tǒng)一性、網(wǎng)架堅強、智能化三者的高度融合決定了國家電網(wǎng)未來的發(fā)展方向。2009年7月11日召開的國家電網(wǎng)公司年中工作會議，總經(jīng)理劉振亞八統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)建設(shè)的內(nèi)容貫穿始終，這被認為是建設(shè)智能電網(wǎng)時間表的正式出爐。按照國家電網(wǎng)的最新規(guī)劃，建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的階段性目標分三步走：2010年前，完成發(fā)展規(guī)劃的制定，開展關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備研發(fā)和試點工作;到2015年，在關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備上取得重大突破并廣泛應(yīng)用;到2020年，堅強智能電網(wǎng)將全面建成，電網(wǎng)在資源配置能力方面、安全水平方面、運行效率方面，以及電網(wǎng)與電源、用戶之間的互動性有明顯提升。
堅持從中國國情出發(fā)，以社會用戶服務(wù)需求為導(dǎo)向、以先進科學(xué)為技術(shù)手段、以滿足經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展為目標，著眼于未來電網(wǎng)發(fā)展趨勢，以堅強網(wǎng)架為基礎(chǔ)、以信息平臺為支撐，全面落實“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”一體化融合的智能電網(wǎng)理念，構(gòu)建高度一體化的貫穿發(fā)電、線路、變電、調(diào)度、配電和用戶各環(huán)節(jié)的電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展體系。這是智能電網(wǎng)的建設(shè)思路。前不久，美國商務(wù)部部長駱家輝和能源部部長朱棣文，特意將國家電網(wǎng)作為訪華行程中的重要一站，就特高壓、清潔能源和智能電網(wǎng)等問題與國網(wǎng)公司進行會晤。這表明中國與美國等世界強國站在了發(fā)展智能電網(wǎng)的統(tǒng)一起跑線上，并對發(fā)展智能電網(wǎng)有著自己獨特的想法――建立中國式的智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的發(fā)展必將推動能源革命的深度裂變，將更有限的實現(xiàn)資源利用，對于智能電網(wǎng)來說舍我其誰。建設(shè)統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)勢在必行，我們則志在必得。
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