王磊

蘇州供電公司營銷部， 江蘇 蘇州 215004

智能電網(wǎng)的發(fā)展未來—如何進一步做好華中地區(qū)的智能電網(wǎng)建設

王磊

蘇州供電公司營銷部， 江蘇 蘇州 215004

隨著時代的發(fā)展，原有的電網(wǎng)結構和電力設備已無法滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，這時智能電網(wǎng)技術就成為我國現(xiàn)代化建設的重要支撐力量，如何更好的建設智能電網(wǎng)，也成為我國“十二五”的關鍵任務。本文簡要介紹智能電網(wǎng)技術的發(fā)展規(guī)劃以及相關背景。

智能電網(wǎng)；華中地區(qū)；超導

1、發(fā)展背景

當前，我國電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性、電能質(zhì)量、應對突發(fā)事故和災難的能力等多方面還有待進一步提高。隨著電力在終端能源所占的比重日益提高，對電力系統(tǒng)的上述各個方面的要求也將越來越高。與此同時，隨著化石能源的日益枯竭，需要大力發(fā)展新能源技術，這時智能電網(wǎng)也就此應運而生。

智能電網(wǎng)的建設是一個長期艱巨的任務，早在2009年，國電在華中地區(qū)就已經(jīng)開始相關建設行動，并確定了“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略，確定智能電網(wǎng)建設這一長期工程，并規(guī)劃從2009年開始第一階段即研發(fā)試點階段，到2020年建成。屆時，建成特高壓電網(wǎng)、數(shù)字化變電站、用電信息管理系統(tǒng)等一些列智能電網(wǎng)的重要部分。

2、智能電網(wǎng)的概念

什么是智能電網(wǎng)？盡管目前對只能電網(wǎng)還沒有一個統(tǒng)一的定義，但從智能電網(wǎng)的涵義出發(fā)，基本可以概括為：是以電力系統(tǒng)中各種發(fā)電設備、輸配電網(wǎng)絡、用電設備和儲能設備的物理電網(wǎng)為基礎，將新型電網(wǎng)控制技術、信息技術與管理技術有機結合起來，以“自愈、安全、經(jīng)濟、清潔”為特點，智能控制技術與往里電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。它是一個完全自動化的供電網(wǎng)路，可以實現(xiàn)從發(fā)電到用電所有環(huán)節(jié)信息的智能系統(tǒng)，系統(tǒng)優(yōu)化電力生產(chǎn)、輸送和使用過程，是當今世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的最新趨勢。

3、智能電網(wǎng)的特點

電網(wǎng)基礎體系、技術支撐體系、智能應用體系、標準規(guī)范體系是堅強智能電網(wǎng)的四大體系。

智能電網(wǎng)的特點是：自愈、安全、經(jīng)濟、清潔，能夠提供適應未來經(jīng)濟社會發(fā)展需要的優(yōu)質(zhì)電力與服務。

自愈-實時掌控電網(wǎng)運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)、快速診斷和消除故障隱患；在盡量少的人工干預下，快速隔離故障、自動恢復，避免大面積停電的發(fā)生，提升電網(wǎng)運行的可靠性。

安全-更好地對人為或自然引發(fā)的擾動做出辨識與反應。在自然災害、外力破壞和計算攻擊等不同情況下，保證人身、設備和電網(wǎng)的安全。

經(jīng)濟-支持電力市場競爭的要求，優(yōu)化配置資源；提高設備傳輸容量和利用率，有效控制成本，實現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟運行。

清潔—既能適應大電源的集中接入，也能對分布式發(fā)電方式友好接入，做到“即插即用”。支持風電、太陽能等可再生能源的大規(guī)模應用，滿足電力與自然環(huán)境、經(jīng)濟社會和諧發(fā)展的要求。

4、智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃及發(fā)展現(xiàn)狀

我國“智能電網(wǎng)”的建設主要分三個階段來進行：1）、2009年～2011年為規(guī)劃試點階段，開展關鍵性、基礎性、共用性技術研究，進行技術和應用試點。2）、2012年～2015年為全國建設階段，加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設，初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動服務體系，關鍵技術和裝備實現(xiàn)重大突破和廣泛應用；3）、2016年～2020年為引領提升階段、建成統(tǒng)一的“堅強智能電網(wǎng)”，技術和裝備全面達到國際先進水平。

今年是2011年，是第一個階段的結束之年，華中地區(qū)在智能電網(wǎng)的建設中基本完成任務，基本建成了“兩橫兩縱”特高壓網(wǎng)架，并建立了智能電網(wǎng)的物理基礎-數(shù)字化變電站，從而將進一步加快智能電網(wǎng)的推廣速度，同時以用電信息采集系統(tǒng)為基礎的“SG186”系統(tǒng)，而且也制定了相關研發(fā)規(guī)劃和標準。

從上述發(fā)展成果可以看出，華中地區(qū)的智能電網(wǎng)的建設工作已經(jīng)取得了一定的成績，但是我國的智能電網(wǎng)的發(fā)展水平與美國日本等發(fā)達國家的智能電網(wǎng)還存在一定差距，而且發(fā)展方向也有所區(qū)別，如何更好地建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強智能電網(wǎng)，并實現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動化、互動化也成為今后華中地區(qū)在智能電網(wǎng)建設中的重要任務。

5、智能電網(wǎng)的發(fā)展未來

智能電網(wǎng)的建設是一項循序漸進的長遠工程，應該按照“統(tǒng)一規(guī)劃、分布實現(xiàn)、試點先行、整體推進”的原則建設實施。

我們在第一階段，已經(jīng)逐步完成智能電網(wǎng)的整體規(guī)劃，形成了主要的頂層設計，主要有如下成績：（1）完成各級電網(wǎng)的初步建設，并開展關鍵性、基礎性、共用性技術研究，進行技術和應用試點，全面開展智能電網(wǎng)的關鍵技術試點工作；（2）建成華中各地區(qū)的同步電網(wǎng)，基本形成“兩縱兩橫”特高壓網(wǎng)絡的構架；（3）電網(wǎng)具備相應的能力接納國家規(guī)劃的可再生能源發(fā)電規(guī)模；（4）完成智能變電站建設及改造試點工程；（5）建成智能調(diào)度技術支持系統(tǒng)整體試點；（6）全面開展智能用戶服務關鍵技術研究，研究智能用電設備，完成智能配電網(wǎng)示范性工程建設，并完成“SG186”工程。

接下來是第二階段（2012～2015年）——全面建設階段。我們的目標應是形成堅強智能電網(wǎng)建設標準，規(guī)范建設要求；跟蹤發(fā)展需要技術進步并進行建設評估，滾動修訂發(fā)展規(guī)劃，堅強智能電網(wǎng)建設全面鋪開。到2015年，基本建成堅強智能電網(wǎng)，關鍵技術和裝備達到國際領先水平?；窘ǔ梢蕴馗邏弘娋W(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的國家電網(wǎng)；具備接納和優(yōu)化配置大型火電、水電、核電等可再生能源基地電力的能力；在電網(wǎng)部分重要區(qū)域內(nèi)開展樞紐變電站智能化建設和改造；初步建成智能調(diào)度中心，智能調(diào)度技術支持系統(tǒng)達到國際領先水平；雙向互動服務在大中城市得到推廣，在有條件的地方開展分布式能源試點；基本建成SG—ERP系統(tǒng)。

最后完成第三階段（2016年～2020年）-完善提升階段。在全面建設的基礎上，評估建設績數(shù)，結合應用需求和技術發(fā)展，進一步完善和提升中國堅強智能電網(wǎng)的綜合水平，引領國際智能電網(wǎng)的技術發(fā)展。到2020年，全面建成堅強智能電網(wǎng)，技術和裝備全面達到國際領先水平。建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的更加堅強的國家電網(wǎng)；發(fā)電及需求之間實現(xiàn)實時互動反饋；超過50%的關鍵變電站實現(xiàn)全站設備的智能化，建成安全防御、運行優(yōu)化、高效管理三位一體的智能調(diào)度體系；智能化用電設備得到廣泛應用，雙向互動服務全面推廣；分布式能源系統(tǒng)以及具備發(fā)電能力和用電功能的各種終端用電設備實現(xiàn)“即接即用”，全面建成SG—ERP系統(tǒng)，信息化達到國際領先水平。

6、現(xiàn)階段智能電網(wǎng)建設重點

為了及早更好的實現(xiàn)智能電網(wǎng)的建設，我們應該做好以下幾個方面：

6.1 大力發(fā)展儲能技術，促進智能電網(wǎng)技術的發(fā)展。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)遵循電能生產(chǎn)—傳輸—使用的模式運行，儲能技術的應用可以在這個系統(tǒng)中增加一個具有“存儲”電能的環(huán)節(jié)，將使電網(wǎng)運行的安全性、經(jīng)濟性、靈活性得到大幅度的提高。尤其是針對可再生能源以及分布式發(fā)電的大規(guī)模應用，儲能技術更是不可或缺的技術選擇，特別是大型可再生能源發(fā)電站的開發(fā)利用，更加需要儲能技術作為有力的支持?？稍偕茉窗l(fā)電系統(tǒng)對儲能裝置有以下要求：能量密度大，能夠以較小的體積重量提供較大的能量；功率密度大，能夠提供系統(tǒng)功率突變時所需的補償功率，具有較快的響應速度；儲能效率高；耐溫性能好，能夠適應一些特殊環(huán)境；儲能量大，能夠滿足調(diào)節(jié)峰谷和適應可再生能源資源晝夜變化和短期不穩(wěn)定性變化的需要。

6.2 大力發(fā)展分布式智能電網(wǎng)，實現(xiàn)可再生能源的充分利用。分布式智能電網(wǎng)是指以靠近用戶的小型發(fā)電機組（一般低于30MW）、儲能系統(tǒng)和微型電網(wǎng)構建起來的與外部電網(wǎng)互聯(lián)（或獨立運行）的智能電網(wǎng)。隨著能源問題的日益突出，國家能源政策對新能源發(fā)展的激勵，電力市場的擴大以及分布式電源技術的發(fā)展使得分布式電源正成為新的發(fā)展方向。由于分布式電源具有不易出現(xiàn)規(guī)模性瓦解和可跟蹤電力負荷的變化的特點，因此可大大提高資源的利用率。根據(jù)經(jīng)濟發(fā)達國家的經(jīng)驗，大電網(wǎng)系統(tǒng)和分布式發(fā)電系統(tǒng)相結合是節(jié)省投資，降低能耗，提高系統(tǒng)安全性和靈活性的主要方法。

6.3 努力發(fā)展超導技術，為構建堅強的智能電網(wǎng)奠定技術。超導電力技術在解決電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題、電能質(zhì)量問題、大容量輸送問題、短路故障保護問題和降低網(wǎng)絡損耗等方面均具有顯著的優(yōu)勢，因此，它在電力技術的應用將促進電網(wǎng)技術的重大變革，可為大規(guī)模智能電網(wǎng)的建設提供堅實的技術基礎。超導技術的作用遠非限于電力應用，超導技術的重大突破將大大改變世界，無論在能源技術、交通技術、通訊技術、計算機技術還是其他領域，均將發(fā)揮重大變革性的作用。因此，要發(fā)展智能電網(wǎng)就必須大力探索高臨界溫度乃至常溫超導材料、加強超導技術在電力應用中的關鍵技術研究開發(fā)及其示范作用。

7、結語

提高電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性、電能質(zhì)量、應對突發(fā)事故和災難的能力以及綜合效率效益、實現(xiàn)新能源的規(guī)?；?，是智能電網(wǎng)發(fā)展的重要驅(qū)動力。華中地區(qū)在結合新能源技術的特點和本地區(qū)的發(fā)展需要，做出了智能電網(wǎng)的具體規(guī)劃，我相信只要加強儲能技術、分布式電力技術和超導電力技術研究開發(fā)的有關措施，將更好地實現(xiàn)智能電網(wǎng)的普及。

[1]王明駿.智能電網(wǎng)的推動因素、研發(fā)路線和難點問題[A].第一屆智能電網(wǎng)研究學術論壇

[2]余貽鑫，欒文鵬.智能電網(wǎng)概述[A].第一屆智能電網(wǎng)研究學術論壇

[3]陳樹勇，宋淑芬，李蘭欣.智能電網(wǎng)技術綜述[J].電網(wǎng)技術

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.24.003