／本刊記者 田來(lái)鎖／

智能電網(wǎng)之下，電工裝備亟需哪些方面做突破？
——訪國(guó)家電網(wǎng)智能電網(wǎng)部副主任沈江

／本刊記者 田來(lái)鎖／

沈江，國(guó)家電網(wǎng)智能電網(wǎng)部副主任，曾參加國(guó)務(wù)院《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》的起草。在企業(yè)界，沈江副主任的學(xué)術(shù)報(bào)告素以注重實(shí)際、落地性強(qiáng)、具有很強(qiáng)的指導(dǎo)性而著名。本刊根據(jù)一些企業(yè)的要求，并匯總他們的意見(jiàn)，近日有幸就這些企業(yè)所關(guān)心的一些問(wèn)題對(duì)他進(jìn)行了采訪，并整理發(fā)表。

什么是智能電網(wǎng)？國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局在2015年發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)智能電網(wǎng)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》中做了這樣的定義：“智能電網(wǎng)是在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過(guò)集成新能源、新材料、新設(shè)備和先進(jìn)傳感技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)等新技術(shù)，形成的新一代電力系統(tǒng)，具有高度信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化等特征，可以更好地實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行。發(fā)展智能電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源生產(chǎn)、消費(fèi)、技術(shù)和體制革命的重要手段，是發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)?！?/p>

在國(guó)家電網(wǎng)早先確立智能電網(wǎng)規(guī)劃和總體投資中，到2020年國(guó)家電網(wǎng)在智能電網(wǎng)建設(shè)方面總投資逾4萬(wàn)億元。我國(guó)建設(shè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)就要構(gòu)筑堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，需要大量的變壓器、開(kāi)關(guān)等輸變電設(shè)備，據(jù)估計(jì)這方面設(shè)備約占電網(wǎng)總投資40%，這無(wú)疑是電力設(shè)備制造企業(yè)的福音。但是，面對(duì)智能電網(wǎng)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、能源互聯(lián)網(wǎng)等眾多新的發(fā)展機(jī)遇，電工裝備企業(yè)、特別是中小型企業(yè)，究竟該選定什么目標(biāo)，如何發(fā)展？很多企業(yè)還較為的迷茫。正如一些企業(yè)所講：“智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)這些大方向、大趨勢(shì)我們清楚，但是具體到每一個(gè)企業(yè)在生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、技術(shù)創(chuàng)新等方面該怎么做？我們還是有很多需要探索的地方?！?/p>

《電器工業(yè)》：在2016年8月8日國(guó)務(wù)院發(fā)布的《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中，提出了6個(gè)重大科技項(xiàng)目和9項(xiàng)重大工程，其中在能源領(lǐng)域，至2030年形成涵蓋能源多元供給、高效清潔利用和前沿技術(shù)突破的整體布局。智能電網(wǎng)作為9項(xiàng)重大工程之一，規(guī)劃中提出了智能電網(wǎng)建設(shè)中的重點(diǎn)任務(wù)，如聚焦部署大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)調(diào)控、大電網(wǎng)柔性互聯(lián)、多元用戶(hù)供需互動(dòng)用電、智能電網(wǎng)技術(shù)等。請(qǐng)解讀一下這些“重點(diǎn)任務(wù)”中具體涉及的電工裝備主要有哪些？我國(guó)電工設(shè)備業(yè)如何實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)突破，需要做哪些努力？

沈江：智能電網(wǎng)技術(shù)中，有很大一部分涉及到可再生能源的發(fā)、輸、配、用等方面，可以說(shuō)，這些技術(shù)現(xiàn)在我們基本上都已經(jīng)解決，不存在技術(shù)障礙問(wèn)題?，F(xiàn)在在清潔能源中需要重點(diǎn)研究、技術(shù)上著力突破的應(yīng)該是海上風(fēng)電。

海上風(fēng)電主要在距離海岸十公里，水深十米的區(qū)域，而這些地方又恰恰是海水養(yǎng)殖、船舶航行較為密集的地方。如果每一個(gè)發(fā)電工作單元均要將發(fā)出的電力輸送到岸上的時(shí)候，那輸電線(xiàn)便會(huì)如蛛網(wǎng)一般影響?zhàn)B殖戶(hù)的利益以及涉及到來(lái)往船舶的航行安全。這就需要一個(gè)海上的集成平臺(tái)，將每一個(gè)發(fā)電單元的電力集中起來(lái)，統(tǒng)一輸送到岸上。海上變電站技術(shù)、柔性輸電技術(shù)，抗臺(tái)風(fēng)、抗腐蝕的建設(shè)和運(yùn)行技術(shù)還需要突破。

第二個(gè)急需解決的就是風(fēng)電、光伏等并網(wǎng)所需的“虛擬同步機(jī)”技術(shù)。隨著大規(guī)模的風(fēng)能、太陽(yáng)能、電動(dòng)汽車(chē)等接入電網(wǎng)，以及能源使用效率的提高，電力系統(tǒng)正從以傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)為主轉(zhuǎn)向以新型電力電子設(shè)備為主的復(fù)雜巨系統(tǒng)，如何保證這些新接入的分布式能源與電力系統(tǒng)兼容成為當(dāng)務(wù)之急。

2015年7月，國(guó)家發(fā)改委、能源局頒布的《關(guān)于促進(jìn)智能電網(wǎng)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》中提出將推廣具有即插即用、友好并網(wǎng)特點(diǎn)的并網(wǎng)設(shè)備，滿(mǎn)足新能源、分布式電源廣泛接入要求。一般說(shuō)來(lái)，風(fēng)電和光伏電源主要通過(guò)并網(wǎng)逆變器接入電網(wǎng)，并網(wǎng)逆變器控制策略各異，加之分布式電源輸出功率具有波動(dòng)性、不確定性等特點(diǎn)，很難實(shí)現(xiàn)其即插即用與自主協(xié)調(diào)運(yùn)行。如果能使并網(wǎng)逆變器具有類(lèi)似同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性，那么必將大幅提升分布式發(fā)電的性能，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這就是虛擬同步機(jī)技術(shù)。

在電力電子領(lǐng)域正在突破UPFC（統(tǒng)一潮流控制器）技術(shù)。這是一種功能強(qiáng)大、特性?xún)?yōu)越的新一代柔性交流輸電裝置，綜合了FACTS元件的多種靈活輸電控制手段，它包括了電壓調(diào)節(jié)、串聯(lián)補(bǔ)償和移相等所有能力，它可以同時(shí)并非常快速地獨(dú)立控制輸電線(xiàn)路中有功功率和無(wú)功功率。UPFC可以控制線(xiàn)路的潮流分布、有效地提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

在材料方面，新材料的研究和發(fā)現(xiàn)將會(huì)使超導(dǎo)技術(shù)和各種儲(chǔ)能技術(shù)得到進(jìn)一步突破和實(shí)用化，在電力裝備領(lǐng)域帶來(lái)新的發(fā)展方向。

《電器工業(yè)》：關(guān)于“互聯(lián)網(wǎng)+”，現(xiàn)在大家都在講。不過(guò)也出現(xiàn)了一個(gè)有趣的問(wèn)題，那就是在智能電網(wǎng)行業(yè)誰(shuí)“+”誰(shuí)的問(wèn)題，是“設(shè)備制造+互聯(lián)網(wǎng)”，還是“互聯(lián)網(wǎng)+設(shè)備制造”。比如有人認(rèn)為，在未來(lái)的社區(qū)供電解決方案中，是以智能化、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用為主導(dǎo)，設(shè)備處于一個(gè)系統(tǒng)解決的從屬地位，是一個(gè)被選擇的對(duì)象。這里似乎是涉及到了在未來(lái)的智能電網(wǎng)業(yè)態(tài)中誰(shuí)為主導(dǎo)，誰(shuí)為從屬的問(wèn)題。您是怎么看的？如果真像后者，設(shè)備制造業(yè)的路該怎么走？

沈江：在電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、用電不同的環(huán)節(jié)應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有不同的方式。在用電環(huán)節(jié)，將來(lái)表現(xiàn)為更多的會(huì)是以信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主導(dǎo)的一體化解決方案。其中設(shè)備在這些一體化解決方案中處于一種從屬的、被選擇的地位。也就是說(shuō)選用什么樣的設(shè)備、哪個(gè)品牌的設(shè)備，需要符合系統(tǒng)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化要求，從而達(dá)到不同的解決目的。這有點(diǎn)像現(xiàn)在流行的“街頭自行車(chē)租賃”，那種一掃二維碼就可以騎走的服務(wù)。在這種服務(wù)中，服務(wù)商更注重的是整個(gè)系統(tǒng)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，即方便客戶(hù)，服務(wù)商通過(guò)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行來(lái)獲取利益，至于選用什么樣的自行車(chē)，并不是主要的。對(duì)于自行車(chē)這個(gè)“設(shè)備”本身，其功能甚至可以簡(jiǎn)化到能代步就行。同樣，隨著電動(dòng)汽車(chē)、港口岸電等新的用電方式的出現(xiàn)和普及，隨之帶來(lái)了互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的理念和新的商業(yè)模式的出現(xiàn)，供電設(shè)備就必須按照新的商業(yè)模式，滿(mǎn)足信息化和智能化的要求。我理解這樣的模式就應(yīng)該是“互聯(lián)網(wǎng)+設(shè)備制造”。而在發(fā)電和輸電環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的設(shè)備需要互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高信息化水平，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、分析和控制的自動(dòng)化，但是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并不改變電力系統(tǒng)的生產(chǎn)方式和經(jīng)營(yíng)方式。因此這應(yīng)該就是你所說(shuō)的“設(shè)備制造+互聯(lián)網(wǎng)”。

《電器工業(yè)》：還是一個(gè)關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)的問(wèn)題。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，關(guān)于大數(shù)據(jù)的運(yùn)用，《規(guī)劃》提出來(lái)“突破大數(shù)據(jù)共性關(guān)鍵技術(shù)，建成全國(guó)范圍內(nèi)數(shù)據(jù)開(kāi)放共享的標(biāo)準(zhǔn)體系和交換平臺(tái)，形成面相典型應(yīng)用的共識(shí)性應(yīng)用模式和技術(shù)方案。”您在一次報(bào)告中關(guān)于智能電網(wǎng)建設(shè)，也提到了大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的運(yùn)用。請(qǐng)問(wèn)《規(guī)劃》所講的“大數(shù)據(jù)共性關(guān)鍵技術(shù)”指的是哪方面？這一技術(shù)的突破對(duì)于智能電網(wǎng)的建設(shè)有什么重大意義，請(qǐng)舉例說(shuō)明。

沈江：首先要說(shuō)明一下，我并沒(méi)有參與大數(shù)據(jù)的相關(guān)規(guī)劃的編寫(xiě)和研究。不過(guò)智能電網(wǎng)確實(shí)在研究如何利用大數(shù)據(jù)，其中之一就是挖掘和研究智能電表提供的數(shù)據(jù)。之前大家都知道是“入戶(hù)抄表”，其中一些數(shù)據(jù)很難匯總。隨著智能電表的普及，不但省略了很多人工服務(wù)，更重要的是可以集中、挖掘并分析這些數(shù)據(jù)，分析出居民用電習(xí)慣、住宅區(qū)空置率、工業(yè)企業(yè)開(kāi)工狀況以及今后電動(dòng)汽車(chē)的普及程度等等，為政府、行業(yè)評(píng)估社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供參考服務(wù)，也為電網(wǎng)企業(yè)提供增值服務(wù)。如何為設(shè)備制造企業(yè)服務(wù)也是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的一個(gè)重要方面。在電網(wǎng)運(yùn)行、檢修和故障處理中匯集了大量的設(shè)備數(shù)據(jù)，特別是智能化帶來(lái)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)于分析設(shè)備的運(yùn)行狀況和性能質(zhì)量很有幫助，這需要電網(wǎng)企業(yè)和設(shè)備制造企業(yè)共同努力，挖掘和分析這些大數(shù)據(jù)，改進(jìn)和提高設(shè)備制造和運(yùn)行水平。

《電器工業(yè)》：電網(wǎng)“走出去”，是我國(guó)電力行業(yè)走向世界、參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的重要方向；也是全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的一個(gè)重要目標(biāo)。而智能電網(wǎng)更是在“一帶一路”建設(shè)中占有重要的地位?，F(xiàn)在我們都做了哪些預(yù)備性工作？從技術(shù)角度講我國(guó)的智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)真正的“走出去”還要多長(zhǎng)時(shí)間？

沈江：其實(shí)我國(guó)電網(wǎng)“走出去”的步伐越來(lái)越大，輸變電設(shè)備和電網(wǎng)建設(shè)工程快速地加入國(guó)際市場(chǎng)。關(guān)于智能電網(wǎng)技術(shù)的輸出，一是對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家要加強(qiáng)技術(shù)交流、標(biāo)準(zhǔn)合作以及設(shè)備互檢互認(rèn)；二是對(duì)于發(fā)展中國(guó)家要加大智能電網(wǎng)理念的宣傳。比如巴西，他們?cè)谝婚_(kāi)始的時(shí)候?qū)ξ覀兊淖冸娬局悄芑⒉焕斫?，需要我們把他們?qǐng)到中國(guó)來(lái)交流參觀，使他們認(rèn)識(shí)到了應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù)的必要性；三是要輸出智能電網(wǎng)的管理，比如國(guó)家電網(wǎng)在菲律賓的實(shí)踐，不僅有資本、技術(shù)和裝備的輸出，還要注重提高當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的管理水平，提高電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)水平，反過(guò)來(lái)促進(jìn)了技術(shù)和設(shè)備的輸出。

《電器工業(yè)》：在智能電網(wǎng)參與“一帶一路”建設(shè)的過(guò)程中，電工設(shè)備從研發(fā)、設(shè)計(jì)到制造、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“全面適應(yīng)特殊環(huán)境的能力”至關(guān)重要。就我國(guó)現(xiàn)有的電工裝備來(lái)講，適應(yīng)特殊環(huán)境的能力如何？怎樣才能提高我們這方面的能力，您有什么好的建議？

沈江：我們國(guó)家地緣遼闊，惡略環(huán)境多樣化，對(duì)裝備制造積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。以我國(guó)的高鐵為例，由于在國(guó)內(nèi)大范圍的應(yīng)用和豐富的工程實(shí)踐，使得在國(guó)際市場(chǎng)上對(duì)日本等國(guó)家有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。同樣，對(duì)于電工設(shè)備制造和運(yùn)行，為了應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的運(yùn)行條件，我們建立健全了高溫、高寒、高濕、高鹽分、高海拔以及污穢、抗震等等一系列環(huán)境檢測(cè)能力和機(jī)構(gòu)，這是我們比其他國(guó)家優(yōu)越的地方。這些檢測(cè)有的是在電網(wǎng)企業(yè)，有的是在制造企業(yè)，我們要加強(qiáng)合作，減少重復(fù)建設(shè)。充分利用好這些環(huán)境檢測(cè)能力，有針對(duì)性地提高產(chǎn)品適應(yīng)不同環(huán)境的性能指標(biāo)，使我們的產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上更有競(jìng)爭(zhēng)力。

《電器工業(yè)》：在你做的一次學(xué)術(shù)報(bào)告中，我們注意到，您認(rèn)為“智能電網(wǎng)領(lǐng)域?qū)⒏拥膶挿骸?。您提到了將有金融業(yè)參與進(jìn)來(lái)。您能不能較為詳細(xì)地解釋一下，金融也將在智能電網(wǎng)領(lǐng)域占有什么樣的位置？

沈江：我講的金融業(yè)的參與并不是企業(yè)的融資等業(yè)務(wù)。而是金融機(jī)構(gòu)也將參與到智能電網(wǎng)的發(fā)展中來(lái)。除了電費(fèi)的繳納，像電動(dòng)汽車(chē)、港口岸電、分布式電源并網(wǎng)等智能電網(wǎng)新的業(yè)態(tài)，都會(huì)催生出新的金融服務(wù)。這也是互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、能源互聯(lián)網(wǎng)為電工制造和智能電網(wǎng)帶來(lái)的新的發(fā)展機(jī)遇。