■ 王益民

隨著經濟發(fā)展、社會進步、科技水平的提高以及全球資源和環(huán)境問題的日益突出，電網發(fā)展面臨新課題和新挑戰(zhàn)。依靠現代信息、通信和控制技術，積極發(fā)展堅強智能電網，適應可持續(xù)發(fā)展的要求，已成為世界電力發(fā)展的共同選擇。

智能電網建設成就

2009年以來，國家電網公司全面啟動了堅強智能電網研究實踐工作，取得了八個方面的重要成果。

一是先后建成3個世界上電壓最高、容量最大的特高壓交、直流工程，已累計送電超過800億千瓦時。

二是取得多項大規(guī)模新能源發(fā)電并網關鍵技術的研究成果，支撐了新能源的開發(fā)、消納和行業(yè)發(fā)展。經營區(qū)域內并網風電裝機已超過6000萬千瓦。

三是一批智能輸電技術得到廣泛應用，實現了輸電業(yè)務的精益化管理和電網安全運行決策。已在15個省完成了輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)部署。

四是開展了兩代智能變電站的持續(xù)實踐。在兩批共74座試點工程的基礎上進一步升級原有智能變電站技術方案，大幅優(yōu)化主接線及平面布局，構建一體化業(yè)務系統(tǒng)并深化高級應用功能。已新建并投運智能變電站500多座，研制成功多項關鍵設備并得到規(guī)模應用。

五是配電自動化加速推廣應用，在配電網自愈控制等方面取得進展，在64個城市核心區(qū)建設配電自動化系統(tǒng)，提升了配電網的智能化運行水平。

六是累計實現1.55億戶用電信息采集，構建了大規(guī)模的高級量測體系（AMI），支撐了智能用電服務的提升。

七是電動汽車充換電服務網絡建設全面推進，在26個省（區(qū)）建成投運了電動汽車充換電站360座、充電樁15333個，帶動了電動汽車相關產業(yè)的快速發(fā)展。

八是智能電網調度技術支持系統(tǒng)全面推廣應用，建成投運了31個省級以上的智能電網調度技術支持系統(tǒng)，提升了大電網安全運行水平。

深化智能電網建設的挑戰(zhàn)

更大范圍優(yōu)化資源配置能力亟待提高

中國一次能源分布及區(qū)域經濟發(fā)展的不均衡性，決定了資源大規(guī)?？鐓^(qū)域調配、全國范圍優(yōu)化配置的必然性。隨著中國經濟的高速發(fā)展，電力需求持續(xù)快速增長，就地平衡的電力發(fā)展方式與資源和生產力布局不均衡的矛盾日益突出。缺電與窩電現象并存，跨區(qū)聯網建設滯后，區(qū)域間輸送及交換能力不足，電力資源配置范圍和配置效率受到很大限制，更大范圍優(yōu)化資源配置能力亟待提高。另外，由于環(huán)境問題日益突出，尤其是東部地區(qū)頻繁出現的霧霾天氣帶來的環(huán)保壓力，也要求加快建設以電為中心，實現“電從遠方來”的能源配置體系。

新能源接入與控制能力需要進一步強化

中國風電、光伏等新能源發(fā)展迅猛。一方面，八大千萬千瓦級風電基地正在加快建設，呈現大規(guī)模、集約化開發(fā)的特點。另一方面，分布式新能源及其他形式發(fā)電方興未艾，未來存在爆發(fā)式增長的可能。2002年以來，國家電網公司經營區(qū)域內風電裝機年均增長74.9%，光伏發(fā)電裝機年均增長52.2%。這給電網運行帶來了重大的挑戰(zhàn)。一是需要進一步提高天氣預報的精度，提高新能源發(fā)電預測準確性；二是需要合理安排新能源并網方式，實現風光與傳統(tǒng)電源、儲能等的聯合運行；三是需要進一步提升大電網的安全性、適應性和調控能力；四是需要進一步加強城鄉(xiāng)配電網建設與改造，要求配電網具有自愈重構、調度靈活的特點，具備分布式清潔能源接納能力。

電網裝備智能化水平需持續(xù)提升

自2009年以來，國家電網公司應用了輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測、故障綜合分析告警、配電網自愈等一批先進適用技術，但整體來說，這些技術應用的規(guī)模、范圍和深度仍較低，需要進一步加大推廣。同時，需更加注重應用先進的網絡信息和自動控制等基礎技術，進一步提升電網在線智能分析、預警、決策、控制等方面的智能化水平，滿足各級電網協同控制的要求，支撐智能電網的一體化運行。

與用戶的互動需不斷增強

隨著用戶側、配網側分布式電源的快速發(fā)展，尤其是隨著屋頂太陽能發(fā)電、電動汽車的大量使用，電網中電力流和信息流的雙向互動不斷加強，對電網運行和管理將產生重大影響。一是需要重點研究由此帶來的電網物理特性的改變，建立數學、物理模型，解決信息交換及調度控制等相關問題；二是需要大力探索配套政策與商業(yè)運營模式，適應分布式電源并網的需要，豐富服務內涵，拓展終端用能服務領域和內容，促進終端用能效率的提升，實現可持續(xù)發(fā)展.

堅強智能電網的發(fā)展重點領域

面對發(fā)展的新形勢和新挑戰(zhàn)，國家電網公司建設堅強智能電網需要重點在以下幾個方向開展研究與探索。

第一，發(fā)展特高壓、柔性交流及多端直流輸電技術，實現能源資源在更大范圍內靈活高效配置。中國能源資源的供給和需求呈遠距離逆向分布，需要進一步深化研究并探索如何更大規(guī)模地應用特高壓輸電技術，需要發(fā)展大容量、遠距離靈活輸電技術。通過研究基于全控器件的大容量靈活交流輸電技術、多端直流輸電關鍵技術、新型故障電流限制技術、晶閘管控制移相技術，將特高壓直流輸送電流提升至6250安，電壓提高至±1100千伏，實現強大而靈活的電網潮流控制能力，大幅提高電網能源資源配置的規(guī)模和效率，實現特高壓和跨區(qū)輸電能力在2015年和2020年分別達到2.1億千瓦和4.5億千瓦.

第二，破解多類型分布式電源安全高效接入與控制難題，滿足分布式電源并網運行需求。為實現數量大、類型多的分布式間歇性電源并網及安全高效運行，亟須解決分布式電源有序接入、協調控制和能量優(yōu)化管理的問題。通過研究高精度天氣預報技術，提升分布式電源發(fā)電預測的精度，研究儲能和主動配電網技術，完善對分布式發(fā)電和電動汽車等需求側資源的調控技術手段，破解分布式電源安全高效接入與控制難題，實現分布式能源高效利用，促進中國分布式電源的發(fā)展。

第三，研究“分布自治、集中協調”的調度運行控制技術，構建自適應安全智能防御體系。隨著“發(fā)、輸、變、配、用”各個環(huán)節(jié)智能化水平的逐漸提升，作為智能電網的“大腦”和“神經中樞”，如何在各環(huán)節(jié)智能的基礎上通過調度運行控制實現電力系統(tǒng)整體的智能運轉是需要解決的一個難題。通過研究“源—網—荷”自律協同的電網能量管理與運行控制技術、基于云計算技術的新一代智能調度技術、交直流混合電網的廣域協調穩(wěn)定控制技術等，在33個省級及以上調度中心全面建成互聯互動的能量管理系統(tǒng)，實現電網調度與運行控制的一體化，提高電網應對災變的能力，進一步提升駕馭大電網的能力。

第四，研究電力消費和能源效率提升技術，提高電網和終端用戶能源利用效率。服務于電力用戶的多元化需求，提高用電服務質量和用電能效，支持電動汽車等新型負荷，提高電網和終端用戶能源利用效率。亟須開展終端用戶用能服務相關技術研發(fā)，伴隨著充電速度更快、壽命更久、續(xù)航里程更長的車載電源的不斷出現，需要重點探索高效、靈活的充換電網絡建設模式、運營模式，支持國家“十二五”時期“50萬輛”發(fā)展目標。需要重點研究負荷側可調度資源的優(yōu)化控制技術，針對近年負荷組成結構的變化，不斷改進負荷建模思路和方法，提高負荷建模的準確性，如建立電動汽車及其動力電池等作為可調度資源的負荷模型。同時，需要研究建設高級量測體系（AMI）,在2015年覆蓋3.4億用戶，實現用戶與電網之間的信息交互，幫助用戶根據電網的運行狀態(tài)對自身的用電行為進行調整以實現削峰填谷，減小電網峰谷差。

第五，研究電力物聯網與云計算、大數據技術，促進電力流、信息流與業(yè)務流的深度融合。電力流、信息流與業(yè)務流的高度一體化融合是智能電網的發(fā)展趨勢，電力信息的全面感知、可靠傳輸及智能處理技術亟待突破。需要通過開展電力信息統(tǒng)一建模技術、電力專用新型傳感技術、電力物聯網技術、海量數據云處理技術和基礎服務云平臺技術研究，打破環(huán)節(jié)間、系統(tǒng)應用間資源壁壘，實現電力物理本體的深度感知和電力業(yè)務的跨域協同，實現海量數據的深度挖掘，大力提升電力系統(tǒng)的智能化水平。

結束語

智能電網技術是不斷發(fā)展的技術，持續(xù)推進智能電網建設是各國電網建設與運營企業(yè)共同的目標，由于不同國家地區(qū)的國情、經濟發(fā)展特點不同，智能電網建設也有著各自的特色，這也有助于國際間合作與互補。

中國面臨著新能源消納能力不足，電動汽車快速發(fā)展，調控峰谷差的能力較弱等問題，智能電網建設是重要的解決途徑。國家電網公司期待與世界電力同行開展更加廣泛、更深層次的合作，共同開展技術研究與應用、標準制定等工作，推進智能電網建設。