前些時(shí)日,隨著煤價(jià)持續(xù)上漲,煤電之間的矛盾持續(xù)被激化,甚至有說某大型煤礦企業(yè)硬回應(yīng)寧夏7家大型火電企業(yè)要求大幅降低煤炭合同價(jià)格的訴求:不降低煤炭合同價(jià)格,否則從4月1日起將斷供。
由此可見,隨著傳統(tǒng)化石能源的日漸枯竭以及能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間矛盾日益突出,能源安全等問題已經(jīng)愈發(fā)的被廣泛關(guān)注。提升清潔能源的高效利用成為解決矛盾與問題的重要突破口,國家總理李克強(qiáng)曾多次強(qiáng)調(diào),“能源供應(yīng)和安全關(guān)系我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的全局,要推進(jìn)‘互聯(lián)網(wǎng)+’,推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與能源行業(yè)深度融合,促進(jìn)智能能源復(fù)雜化呢,提高能源綠色、低碳、智能發(fā)展水平,走出一條清潔、高效、安全、可持續(xù)的能源發(fā)展之路,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展提供支撐?!?/p>
而加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)力度,則可以說是最為行之有效的一種解決手段。智能電網(wǎng)的優(yōu)秀特質(zhì)決定了其可以最大程度促進(jìn)可再生能源的消納利用,調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu),推動(dòng)生產(chǎn)與消費(fèi)革命,實(shí)現(xiàn)能源的高效、持續(xù)利用。加快智能電網(wǎng)建設(shè)對(duì)解決我國當(dāng)前能源發(fā)展問題起到重大的推動(dòng)作用。
可以毫不夸張的說,當(dāng)傳統(tǒng)電力供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)用智能化、信息化、科技化的等管理手段后,除了系統(tǒng)本身的管理上一致性有所加強(qiáng)、更加協(xié)調(diào)方便外,其所產(chǎn)生的衍生效果在對(duì)發(fā)電、輸電、配電、用戶以及技術(shù)發(fā)展、電力裝備制造等各個(gè)環(huán)節(jié)都將產(chǎn)生積極影響。
由此可見,智能電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展,將會(huì)為推動(dòng)新一輪電力體制改革提供有力的技術(shù)支撐、資本支撐。通過智能電網(wǎng),電力供貨商將可能有效的協(xié)調(diào)各地的用電量,甚至用戶之間也能組成一個(gè)動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)來互相分享電力。隨著電改的逐步深入,區(qū)域性、全國性乃至全球性的能源互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)也將隨之逐步建設(shè)、完善。可以說,兩者之間的關(guān)系是相輔相成、相互促進(jìn)的。
2015年全國兩會(huì)期間,人大代表、政協(xié)委員提出98件建議、提案,呼吁加快發(fā)展特高壓和智能電網(wǎng)。而伴隨著電改的逐步深入,區(qū)域性、全國性乃至全球性的能源互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)也將隨之逐步建設(shè)、完善。而《關(guān)于促進(jìn)智能電網(wǎng)發(fā)展的指導(dǎo)意見》的出臺(tái),亦可視為推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的配套政策和“十三五”規(guī)劃編制的啟動(dòng),讓互聯(lián)網(wǎng)智慧能源路線圖就此浮現(xiàn)。
2015年6月中共中央、國務(wù)院稍早時(shí)候發(fā)布的《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》(下文簡(jiǎn)稱《意見》)中也提到,加快核電、風(fēng)電、太陽能光伏發(fā)電等新材料、新裝備的研發(fā)和推廣,推進(jìn)生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)能源、沼氣、地?zé)帷\層地溫能、海洋能等應(yīng)用,發(fā)展分布式能源,建設(shè)智能電網(wǎng),完善運(yùn)行管理體系。大力發(fā)展節(jié)能與新能源汽車,提高創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)化水平,加強(qiáng)配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),加大推廣普及力度。
《意見》中提出了我國生態(tài)文明建設(shè)的主要目標(biāo),即到2020年,資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)取得重大進(jìn)展,其中,單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放強(qiáng)度比2005年下降40%-45%,能源消耗強(qiáng)度持續(xù)下降,非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到15%左右;主要污染物排放總量繼續(xù)減少,大氣環(huán)境質(zhì)量、重點(diǎn)流域和近岸海域水環(huán)境質(zhì)量得到改善,為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),提出要發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè),發(fā)展分布式能源,建設(shè)智能電網(wǎng)。
2015年7月《關(guān)于促進(jìn)智能電網(wǎng)發(fā)展的指導(dǎo)意見》正式出臺(tái),為我國智能電網(wǎng)建設(shè)重新定義,與美國、德國等發(fā)達(dá)國家的概念相區(qū)別開,同時(shí),該項(xiàng)文件的發(fā)布在當(dāng)時(shí)亦可視為推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的配套政策和“十三五”規(guī)劃編制的啟動(dòng),讓互聯(lián)網(wǎng)智慧能源路線圖就此浮現(xiàn)。
2015年7月,《國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》發(fā)布,在“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源部分,內(nèi)容強(qiáng)調(diào)通過互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)能源系統(tǒng)扁平化,推進(jìn)能源生產(chǎn)與消費(fèi)模式革命,提高能源利用效率,推動(dòng)節(jié)能減排。加強(qiáng)分布式能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè),提高可再生能源占比,促進(jìn)能源利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化。加快發(fā)電設(shè)施、用電設(shè)施和電網(wǎng)智能化改造,提高電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。
從這一系列的政策支持的密集程度來看,智能電網(wǎng)這一概念已經(jīng)從“幕后”走向“臺(tái)前”。然而,其實(shí)智能電網(wǎng)概念早已經(jīng)在我國推進(jìn)多年,而且已經(jīng)有所突破。
智能電網(wǎng)可極大提升電網(wǎng)接納新能源的能力,實(shí)現(xiàn)大范圍的資源配置,滿足客戶多樣化的用電需求。為此,世界各國都加快建設(shè)智能電網(wǎng)以應(yīng)對(duì)能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型帶來的挑戰(zhàn)。為搶占電網(wǎng)技術(shù)的制高點(diǎn),實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變,支撐我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和利用效率提升,國網(wǎng)于2009年正式啟動(dòng)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)。
經(jīng)過近幾年的建設(shè)、發(fā)展,國網(wǎng)已全面突破從發(fā)電到用電各技術(shù)領(lǐng)域的智能電網(wǎng)核心技術(shù),推動(dòng)我國電網(wǎng)技術(shù)在國際上實(shí)現(xiàn)由“跟隨者”向“引領(lǐng)者”的轉(zhuǎn)變,累計(jì)建成諸如國家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程等32類305項(xiàng)智能電網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目。到2015年,國家電網(wǎng)公司計(jì)劃完成6類41項(xiàng)智能電網(wǎng)創(chuàng)新示范工程建設(shè)任務(wù),其中包括支持新能源開發(fā)工程、支撐分布式電源應(yīng)用工程、促進(jìn)便捷用電工程、推動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展工程、服務(wù)智慧城市建設(shè)工程和提升電網(wǎng)智能化工程等。
同時(shí),在中國,發(fā)展智能電網(wǎng)也是推動(dòng)我國電網(wǎng)改革的重要舉措,是促進(jìn)、落實(shí)我國“一帶一路”戰(zhàn)略發(fā)展的基礎(chǔ)。對(duì)于實(shí)施“一帶一路”戰(zhàn)略,推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命,保障國家能源安全,具有重大戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。
在2017年的全國兩會(huì)期間全國政協(xié)委員、國家電網(wǎng)公司副總經(jīng)濟(jì)師兼西南分部主任、黨組書記王抒祥接受媒體采訪時(shí)表示,在未來的規(guī)劃中,國家電網(wǎng)公司考慮適應(yīng)全球能源互聯(lián)網(wǎng),爭(zhēng)取能源互聯(lián),通過建設(shè)完善智能電網(wǎng)、特高壓輸電技術(shù)來優(yōu)化資源配置,解決能源不均衡的問題。他同時(shí)表示特高壓規(guī)劃與“一帶一路”倡議相吻合,國家電網(wǎng)公司積極實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略,在國際上有多項(xiàng)基建、產(chǎn)能、投資合作,并提出與俄羅斯、哈薩克斯坦、巴基斯坦、尼泊爾等周邊國家“電網(wǎng)互聯(lián)”,基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通,為下一步全球能源互聯(lián)打好基礎(chǔ)。
住建部印發(fā)綠色建筑“十三五”規(guī)劃,光伏建筑規(guī)模目標(biāo)1000萬千瓦。3月14日,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃的通知》,計(jì)劃到2020年,城鎮(zhèn)新建建筑能效水平比2015年提升20%,部分地區(qū)及建筑門窗等關(guān)鍵部位建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到或接近國際現(xiàn)階段先進(jìn)水平。城鎮(zhèn)新建建筑中綠色建筑面積比重超過50%,綠色建材應(yīng)用比重超過40%?!锻ㄖ愤€指出,“十三五”期間擴(kuò)大可再生能源建筑應(yīng)用規(guī)模。
或許,對(duì)光伏建筑系統(tǒng)的規(guī)劃旨在響應(yīng)《太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中提出的“推動(dòng)光伏發(fā)電多元化利用并加速技術(shù)進(jìn)步”這一指導(dǎo)方針,太陽能光伏建筑應(yīng)用能夠真正實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)建筑的節(jié)能減排,同時(shí)這一舉措也將繼續(xù)推動(dòng)分布式光伏的發(fā)展。我國太陽能“十三五”規(guī)劃到2020年光伏累計(jì)裝機(jī)達(dá)到110GW。
然而不論怎樣,光伏發(fā)電的智能化應(yīng)用將成為智能電力與智能城市的一個(gè)重要骨干和指標(biāo)。與此同時(shí),海量的用電數(shù)據(jù)將促使更多新的服務(wù)誕生,或許會(huì)創(chuàng)造出全新的商業(yè)模式。
3月17日,在北京召開的保爾森基金會(huì)2017可持續(xù)性發(fā)展年會(huì)上,國家電網(wǎng)公司董事長(zhǎng)舒印彪還強(qiáng)調(diào),中國國家電網(wǎng)公司始終秉持互利共贏原則,重視與美國企業(yè)的交流合作,歡迎并愿意與更多美國企業(yè),在智能電網(wǎng)、高端裝備制造、清潔能源發(fā)展、資產(chǎn)并購運(yùn)營等方面加強(qiáng)交流、深化合作,實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展。舒印彪表示,美國IT技術(shù)很發(fā)達(dá),如能促進(jìn)中國的電網(wǎng)技術(shù)和美國的IT技術(shù)結(jié)合,推動(dòng)智能電網(wǎng)的建設(shè),將能解決很大的問題,為全球能源合作樹立一個(gè)榜樣。
在2017年CeBIT展會(huì)上,華為發(fā)布了《智能電網(wǎng)融合傳送解決方案白皮書》。通過深入分析電力綜合承載網(wǎng)的關(guān)鍵特性、特殊應(yīng)用、信息化典型場(chǎng)景、需求與挑戰(zhàn),并結(jié)合華為多年電力客戶實(shí)踐案例,白皮書提出融合傳送解決方案是電力通信承載網(wǎng)既兼容現(xiàn)有業(yè)務(wù),又面向未來技術(shù)演進(jìn)發(fā)展的最佳建網(wǎng)方式。
作為我國首個(gè)全國性國土開發(fā)與保護(hù)的戰(zhàn)略性、綜合性、基礎(chǔ)性規(guī)劃——《全國國土規(guī)劃綱要(2016―2030年)》,對(duì)已智能電網(wǎng)建設(shè)也有著明確的要求?!毒V要指出》要完善高效快捷的電力與煤炭輸送骨干網(wǎng)絡(luò)。強(qiáng)化智能電網(wǎng)與分布式能源系統(tǒng)的統(tǒng)籌建設(shè),逐步降低煤炭消費(fèi)比重特別是非電用煤比重。堅(jiān)持輸煤輸電并舉,逐步提高輸電比重,擴(kuò)大北煤南運(yùn)和西電東送規(guī)模。結(jié)合大型能源基地布局,穩(wěn)步建設(shè)西南能源基地向華東、華中地區(qū)和廣東省輸電通道,鄂爾多斯盆地、山西、錫林郭勒盟能源基地向華北、華中、華東地區(qū)輸電通道。加快區(qū)域和省際超高壓主網(wǎng)架建設(shè),加快實(shí)施城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)和改造工程,提高綜合供電能力和可靠性。
這些事件、政策看似沒有太大瓜葛,彼此間卻又有著絲絲聯(lián)系,都在圍繞著一個(gè)共同的目標(biāo)而努力,都在為實(shí)現(xiàn)一個(gè)良好的愿景而在不斷的籌備著、計(jì)劃著。那么,下面我們來簡(jiǎn)單說說三類同樣從名稱上看似與智能電網(wǎng)“毫無瓜葛”,彼此間卻又“難分難舍”的幾個(gè)熱門概念。
采用集控站運(yùn)行管理模式,實(shí)施小規(guī)模變電站集中監(jiān)控與運(yùn)行維護(hù)已得到了充分的考驗(yàn),同時(shí)也積累了豐富的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)。雖然這種管理模式已成功運(yùn)行多年,隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、智能電網(wǎng)的飛速發(fā)展,集控站運(yùn)行模式已經(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展,這就迫切需要改變集控站運(yùn)行模式,實(shí)施調(diào)度與監(jiān)控一體化運(yùn)行模式來解決上述問題,以滿足智能電網(wǎng)發(fā)展需求。
根據(jù)國家電網(wǎng)公司“三集五大”體系建設(shè)目標(biāo)和要求,統(tǒng)籌電網(wǎng)調(diào)度和設(shè)備運(yùn)行資源,優(yōu)化各級(jí)調(diào)度功能定位,提高駕馭大電網(wǎng)的調(diào)控能力和大范圍優(yōu)化配置資源的能力,推進(jìn)輸變電設(shè)備運(yùn)行與電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的業(yè)務(wù)融合,開展變電設(shè)備運(yùn)行集中監(jiān)控,將變電設(shè)備運(yùn)行集中監(jiān)控等相關(guān)業(yè)務(wù)納入相應(yīng)調(diào)度機(jī)構(gòu)統(tǒng)一管理,實(shí)現(xiàn)各級(jí)調(diào)度的調(diào)度與監(jiān)控一體化運(yùn)作。
眾所周知,變電站的電壓等級(jí)僅表示站內(nèi)最高電壓等級(jí),站內(nèi)同時(shí)涉及其他電壓等級(jí),如500千伏變電站一般涉及500千伏、220千伏、35千伏等電壓等級(jí)。而省級(jí)調(diào)度負(fù)責(zé)本省內(nèi)220千伏電網(wǎng)調(diào)度相關(guān)業(yè)務(wù),地級(jí)調(diào)度負(fù)責(zé)本地區(qū)110千伏電網(wǎng),縣(配)級(jí)調(diào)度負(fù)責(zé)縣域(城區(qū))35千伏及以下電壓等級(jí)的電網(wǎng)。從上述劃分可以看出,調(diào)度管轄的是一個(gè)面,而監(jiān)控關(guān)注的是一個(gè)點(diǎn)。由于劃分標(biāo)準(zhǔn)不同,管轄對(duì)象不一致,將會(huì)給調(diào)度與監(jiān)控業(yè)務(wù)融合帶來一定的困難。目前縣(配)級(jí)調(diào)控機(jī)構(gòu)調(diào)控業(yè)務(wù)基本實(shí)現(xiàn)融合,人員身份也統(tǒng)一為調(diào)控員,實(shí)現(xiàn)調(diào)控合一,但也存在調(diào)度與監(jiān)控管轄范圍不統(tǒng)一的問題。地市級(jí)及以上調(diào)控機(jī)構(gòu)調(diào)度與監(jiān)控目前基本處于調(diào)度員與監(jiān)控員同一場(chǎng)所值班、業(yè)務(wù)相對(duì)獨(dú)立狀態(tài)。隨著調(diào)控進(jìn)一步融合,地市級(jí)以上調(diào)控機(jī)構(gòu)的調(diào)度與監(jiān)控人員將變成調(diào)控員身份,在以后的業(yè)務(wù)聯(lián)系時(shí)勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)上級(jí)調(diào)控員接受下級(jí)調(diào)控員的調(diào)度指令情況,給調(diào)度與監(jiān)控一體化運(yùn)行管理帶來一定的困境。
實(shí)現(xiàn)調(diào)度與監(jiān)控一體化運(yùn)行,要求建立起滿足調(diào)度與監(jiān)控正常業(yè)務(wù)開展的統(tǒng)一應(yīng)用平臺(tái),滿足現(xiàn)代大電網(wǎng)與智能電網(wǎng)發(fā)展需求。正是在實(shí)現(xiàn)調(diào)控一體化運(yùn)行的需求下提出并開發(fā)出來一種被稱之為智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持平臺(tái)。智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、消息總線和服務(wù)總線、公共服務(wù)、平臺(tái)一體化功能、安全防護(hù)等基本功能。實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警類應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)、暫態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視、分析、評(píng)估和預(yù)警。調(diào)度計(jì)劃類應(yīng)用實(shí)現(xiàn)滿足節(jié)能發(fā)電調(diào)度和電力市場(chǎng)需求的調(diào)度計(jì)劃。安全校核類應(yīng)用實(shí)現(xiàn)各種預(yù)想運(yùn)行方式和實(shí)時(shí)運(yùn)行方式下的電網(wǎng)安全分析。調(diào)度管理類應(yīng)用為調(diào)度機(jī)構(gòu)日常調(diào)度生產(chǎn)管理提供支撐。
而在智能電網(wǎng)建設(shè)中,除智能變電站的改造升級(jí)或新建是首要任務(wù)外,主干網(wǎng)絡(luò)——特高壓輸變電系統(tǒng)的構(gòu)建也是非常關(guān)鍵的。
據(jù)平安證券的相關(guān)分析,預(yù)計(jì)在2020年之前,國網(wǎng)投資9000億到10000萬億來建設(shè)特高壓,特高壓的建設(shè)總量有望達(dá)到50條。此外,電力自動(dòng)化越來越受到電力企業(yè)的重視,并成為未來發(fā)展的主要趨勢(shì)。
自2009年起,我國正式啟動(dòng)智能電網(wǎng)計(jì)劃,這個(gè)名為堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的計(jì)劃分為三個(gè)階段:第一階段(2009~2010年)為規(guī)劃試點(diǎn)階段;第二階段(2011~2015年即“十二五”期間)為全面建設(shè)階段,加快建設(shè)華北、華東、華中“三華”特高壓同步電網(wǎng),初步形成智能電網(wǎng)運(yùn)行控制和互動(dòng)服務(wù)體系,要害技術(shù)和裝備實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用;第三階段(2016~2020年)為引領(lǐng)提升階段,全面建成統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),技術(shù)和裝備全面達(dá)到國際先進(jìn)水平。
據(jù)記者了解,在特高壓投資中,設(shè)備投資約占45%,其中,變壓器占設(shè)備投資約30%,GIS約占25%,互感器約占10%。目前,GIS市場(chǎng)主要被平高電氣、中國西電、東北電氣3家壟斷,其中平高電氣作為特高壓GIS主要生產(chǎn)商,目前市場(chǎng)份額已經(jīng)達(dá)到40%~50%。在變壓器市場(chǎng)中,中國西電、保變電氣和特變電工各占約1/3的招標(biāo)份額。
智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)的對(duì)接與整合電力具有的高效、快速的傳輸性質(zhì),較高的能源轉(zhuǎn)化效率以及在終端能源消費(fèi)中的便捷性,決定了智能電網(wǎng)將成未來我國能源互聯(lián)網(wǎng)中的資源配置中心,是實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)、能源綜合利用的紐帶和核心。智能電網(wǎng)作為未來電力系統(tǒng)重要技術(shù)支撐已經(jīng)具備了能源互聯(lián)網(wǎng)一些特征,在智能檢測(cè)、智能表計(jì)、自動(dòng)控制、電力電子、數(shù)據(jù)處理、信息交互等多個(gè)層面為能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。
能源互聯(lián)網(wǎng)中一次與二次能源最優(yōu)轉(zhuǎn)化技術(shù),廣義 “源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)”協(xié)調(diào)運(yùn)行技術(shù)以及基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能源市場(chǎng)綜合運(yùn)行、綜合控制、綜合交易以及針對(duì)用戶的綜合能源服務(wù)將最大程度地發(fā)揮智能電網(wǎng)在 “源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)”協(xié)調(diào)控制以及優(yōu)化資源配置方面的技術(shù)潛能,同時(shí)也使得智能電網(wǎng)的范圍和內(nèi)涵得到擴(kuò)展,向著智能綜合能源網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展。
如此來,在未來以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的信息化、智能化時(shí)代,智能電網(wǎng)的概念將融入到電網(wǎng)建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)中來。那么近些年來,國際以及國內(nèi)對(duì)于智能電網(wǎng)的發(fā)展情況又是如何的呢?