劉振亞:堅強智能電網是世界電網發展的共同目標
歷程,遵循電壓等級由低到高、聯網規模由小到大、資源配置能力由弱到強的客觀規律,總體可分為三個階段:一是初級電網階段(從19世紀后期到20世紀中期),基于電的發明和推廣應用,逐步形成以小機組、低電壓、弱聯系為特征,以城市或局部區域電力配置為主的小型孤立電網。二是互聯電網階段(從20世紀中期到20世紀末),基于現代制造業和控制技術,逐步形成以大機組、高電壓、強互聯為特征,具有全國或跨國電力配置能力的大型同步電網。目前國際上形成了北美電網、歐洲統一電網、俄羅斯—波羅的海電網等。中國形成了華北—華中、華東、東北、西北、南方、西藏6個同步電網。三是堅強智能電網階段(從本世紀初開始),基于現代網絡產業、控制技術和信息技術,將形成以智能化、信息化、互動化為特征,具有跨國和跨洲電力配置能力、靈活適應新能源發展和多樣化需求服務的現代電網體系。
堅強智能電網是功能強大的能源轉換、高效配置和互動服務平臺。通過這個平臺,能夠將煤炭、水能、風能、太陽能、核能、生物質能、潮汐能等一次能源轉換為電能,實現多能互補、協調開發、合理利用;能夠聯接大型能源基地和負荷中心,實現電力遠距離、大規模、高效率輸送,在更大范圍優化能源配置;能夠與互聯網、物聯網、智能移動終端等相互融合,滿足客戶多樣化需求,服務智能家居、智能社區、智能交通、智慧城市發展。中國目前通過電網轉換配置的煤炭、水能、核能和新能源總量達到16億噸標準煤,約占一次能源生產總量的50%。2012年通過國家電力市場交易的跨區電量達到9240億千瓦時。
堅強智能電網是堅強電網與智能控制緊密融合的現代電網。堅強是基礎,智能是堅強電網發揮作用的關鍵。雖然世界各國的經濟發展水平、能源資源稟賦和電網發展階段不同,但對電網“堅強”和“智能”的要求是共同的。各國構建本國先進的大電網或全國電網,以及歐洲規劃建設超級電網等,目標都是要建設堅強智能電網,保障安全、可靠、優質、高效的電力供應。100多年來,世界電網最高電壓等級已發展到特高壓。作為一項安全、經濟、高效、成熟的技術,特高壓輸電具有距離遠、容量大、能耗低、占地少的顯著優勢。隨著全球能源供需矛盾日益突出和能源布局深刻變化,特高壓在構建國家級電網及跨地區、跨國乃至跨洲能源通道中的作用將更加重要,發展前景廣闊。
堅強智能電網是涵蓋發電、輸電、變電、配電、用電和調度各環節的智能化電力系統。這個系統全面集成先進的傳感測量、信息通信、自動控制、新型材料、先進儲能等技術,使電網對大型能源基地、各類新能源發電、分布式電源等具有很強的適應性,能夠保證安全可靠運行。近年來,分布式發電、微電網技術研究和應用受到關注。這里需要指出的是,微電網由分布式電源、負荷以及控制和儲能系統組成,主要是在配電和用電環節,以自我平衡為主的方式滿足小范圍供電需求。微電網在結構上是大電網的組成部分,運行上需要大電網的支撐,功能上無法替代大電網優化配置資源的作用。
總之,發展堅強智能電網具有巨大的經濟價值、社會價值、環保價值,是實現能源可持續發展的戰略選擇,將為經濟社會發展提供更安全、更高效、更清潔的電力保障。
三、共同推動堅強智能電網創新發展
基于電網的重要作用,近年來世界各國紛紛將電網發展作為能源發展的戰略重點,作為應對氣候變化、保障能源安全的重大舉措,制定發展規劃、建設目標和行動路線,進一步加大投資力度,加快改造升級,呈現快速發展的態勢。中國國家電網公司自2009年5月提出發展堅強智能電網以來,在發展規劃、技術研發、工程應用等方面做了大量工作,取得了重要進展。
一是堅強網架建設實現新的突破。我們制定了電網發展規劃,2020年將建成“五縱五橫”特高壓交流網架和27回特高壓直流工程,具備4.5億千瓦電力大范圍配置能力,滿足輸送5.5億千瓦清潔能源的需求,每年可消納清潔能源1.7萬億千瓦時,替代原煤7億噸,減排二氧化碳14億噸、二氧化硫390萬噸。目前已建成1項1000千伏交流和2項±800千伏直流工程,分別安全運行57個月、39個月和10個月。即將投運世界首條1000千伏同塔雙回特高壓交流工程。正在建設2項±800千伏直流工
責任編輯:廖生玨
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