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坚强智能电网引领世界电网技术创新
作者:  来源:本站  发表时间:2009-1-13 17:32:24  点击:1375
导读:电力工业作为社会基础性产业,是国家经济社会发展的重要命脉之一。以美欧为代表的发达国家首先提出了“智能电网”的概念,各国电力监管部门、研究机构、电力企业、装备制造企业纷纷响应。智能电网被认为是当今世界电力工业变革的新的制高点,也是未来电网发展的大趋势。

  坚强智能电网发展的中国特色

  发展智能电网在世界不少国家已上升为国家战略,成为国家经济发展和能源政策的重要组成部分。目前,发达国家的电力工业已步入成熟期,电网架构趋于成熟稳定,具备较强的输配电供应能力。因此,提高电网效率,积极应对环境挑战,提高供电可靠性,改善电能质量,完善电力用户服务,适应更加开放的能源和电力市场化改革需要等,成为其研究和建设智能电网的主要关注点。

  我国国情与发达国家存在着较大的差异。随着经济的高速发展,电力需求日益增长,然而我国仍面临电网架构薄弱、各类负荷变动剧烈、区域负荷极不平衡、一次能源和能源需求呈逆向分布的问题。

  我国政府提出加强节能减排,建设“资源节约型、环境友好型”社会,实现低碳经济转型,保障经济社会可持续、协调发展。这就对电力工业尤其是电网的发展提出了更高的要求。为支撑我国经济社会可持续发展,保障国家能源安全,构建和谐社会,国家电网公司提出了构建坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的坚强智能电网的发展战略。我国的坚强智能电网,覆盖所有电压等级,贯穿发电、输电、变电、配电、用电、调度的全流程,形成电力流、信息流、业务流的高度融合和一体化,构成了协调、统一的有机整体。

  其中,“坚强”是基础,“智能”是关键。强调坚强网架与电网智能化的高度结合,是以整体性、系统性的方法来客观描述现代电网发展的基本特征。

  随着坚强智能电网的建设和发展,电网本身面临着巨大的运行压力和诸多新的技术难题。坚强智能电网建设将在基础理论、新材料、工程应用、装备制造、信息通信等诸多技术领域方面发挥巨大的创新推动作用,将会极大地提高我国电力工业及相关产业的整体技术水平和体系化创新能力。

  电网发展面临技术挑战

  我国一次能源呈现出多煤、缺油、少气的特点,煤电仍将在中长期内占据主导地位。为了实现煤炭资源集约开发,提高发电效率,降低能耗,集中治理污染,缓解运力紧张,大煤电基地建设将是我国电力工业中长期发展的必然趋势。

  同时,清洁能源发展将掀起一场新的“能源革命”。我国清洁能源十分丰富,但其分布很不均衡,必须走大型集约化发展道路,大水电、大核电、大型可再生能源基地建设是必然趋势。

  我国生产力布局与能源资源呈逆向分布,大电源尤其是可再生能源基地迫切需要超大规模电网将无法就地消纳的电能输出到全国范围内消纳;同时,发电侧多种类型能源需要相互协调,依托先进的输电技术,建设电力输送的“高速公路”,提升电网的资源优化配置能力。

  伴随着经济社会发展,我国电网将成为世界上规模最大、最为复杂的电能输送网络和能源优化配置网络。如何对其进行驾驭和控制,给电网运营企业提出了巨大的技术挑战。需要构建坚强可靠、经济合理、均衡配置的网架,提升输送能力和控制灵活性,降低网损;积极开展大电网安全稳定、节能调度、状态检修、全寿命周期管理和智能防灾等技术应用,提高大电网的安全稳定运行水平;积极应用先进高效储能、电力电子技术等,提高电网的资源利用效率和柔性控制能力;强化需求侧智能化管理和互动营销理念,提高用户侧能源资源利用效率等。

  改革开放以来,我国用电总量、人均用电量均呈现快速增长态势。长期以来,电网尤其是配电网投入不足,总体发展滞后,供电可靠性与国际先进水平相比存在较大差距,优化配置资源和抵御严重自然灾害的能力不强,严重制约了电网输配效率的有效发挥,影响了供电能力的提升。

  随着经济社会的不断发展,用户对用电安全性、电能质量及电力多元化服务的需求越来越高,终端电力用户的电力消费激增,对电力供应的开放性和互动性提出更高要求。电动汽车、储能装置和分布式电源的推广应用,也要求电网能够兼容各类电源和用户的接入与退出。

  坚强智能电网技术创新展望

  我国国情、电网网情、技术现状和技术发展趋势,要求我们必须走符合中国国情的智能电网建设之路。也正因如此,将使我国在相关领域处于技术前沿,并面临巨大挑战。可以预见,随着坚强智能电网建设的推进,我国将在电网技术及相关领域取得突破性的进展。

  智能电网建设的直接动因在于促进可再生能源发展与利用,提高清洁能源在终端能源消费中的比重。具有随机性、间歇性等特点的可再生能源大规模开发,在国内外均没有成熟经验。通过对大规模发电功率预测、网源协调、并网接入等技术的创新性研究,将使我国在风机和风电场控制、风光储一体化、高效太阳能发电、先进储能等方面有长足进展,并在世界上率先实现大规模可再生能源利用。

  随着大型电源基地的建设,机组群间、跨区域间、电源与负荷间、各级电网间的联系日趋紧密,电网运行环境极其复杂,将为提升网源协调运行控制理论和应用技术水平、推进网源实时信息交互及共享、提高各类机组深度调峰能力,带来巨大的进步。同时,还将推动各类电源发电控制理论和控制技术创新,从而提高各类电源综合发电效率,提升发电资源利用效益;促进绿色煤电发展,加快煤资源精细化加工和多元化利用技术创新。

  未来,我国电网将面临各类大规模电源长距离输电、分布式电源并网、孤岛供电、异步交直流电网混联等诸多问题,势必要求研究采用新技术、新材料来均衡电网的潮流和提高电网的输送能力,带动特高压交直流输电、灵活交直流输电技术和工程应用达到国际领先水平;并快速推进输电线路综合状态监测及防灾减灾技术的理论创新和综合突破。

  以主干网连接区域电网是世界各国电网共同的发展趋势。未来我国将形成世界上规模最大、电气联系最紧密、网架结构最复杂的电网,大电网安全稳定技术发展将面临前所未有的难题。必须突破大电网安全稳定实时预警及协调防御技术、智能辅助决策技术和综合预防控制技术,实现电网控制手段从人工调度转变为智能化控制,提高安全运行裕度,为世界范围内的大电网运行控制提供示范。

  坚强智能电网的发展将促进粗放型用电时代转向绿色互动用电时代,在配电网方面,将带动配电自动化技术创新,提高供电可靠性、供电质量和供电能力;带动微电网、分布式电源接入技术的创新,促进用户侧利用可再生能源。在用电领域,将带动电能转换技术创新,推动经过变换或控制后使用电能的比例;带动智能楼宇/小区/家居技术的创新,引导用户合理用电;带动互动营销模式创新,提高互动水平和服务能力,促进增值服务。

  随着智能电网建设,我国电力装备制造业的竞争力必将大大提高,电力行业的整体研发水平和自主创新能力也将提升。

  建设智能电网,将融合网络通信、传感器、电力电子、储能和新型材料等高新技术,对于相关高科技产业的新技术革命具有直接的推动作用,同时将带动上下游和周边衍生行业产业链的技术创新和变革,促进技术和装备升级;另一方面,将为国内相关行业,如电动汽车和智能家电等提供技术革命的平台和支撑,促进关联产业良性发展,刺激新产业不断涌现。

  建设坚强智能电网是适应中国国情、满足未来电网发展需求的战略性选择,对于保障我国经济社会全面、协调、可持续发展,巩固和提升我国电网技术的国际竞争力,引领和推动电力行业及其他产业的技术升级,具有十分重要的现实意义。

 

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