面向未來的智能電網(wǎng)
對我們來說,現(xiàn)在電網(wǎng)的智能化實際上是第二次智能化。第一次智能化是1970年到1980年初這樣一段時間,那個時期電網(wǎng)大停電事故頻繁地出現(xiàn),以紐約大停電為代表,所以當時的美國政府就要求電力公司必須使用計算機,于是在電力系統(tǒng)里面,在大型發(fā)電廠超高壓輸電線路上裝了2TU,把一些數(shù)據(jù)送到調(diào)度中心,調(diào)度中心開發(fā)了能量管理系統(tǒng)進行電網(wǎng)的安全分析和優(yōu)化。當時沒有向配電網(wǎng)發(fā)展,也就是110千伏以下的電網(wǎng),現(xiàn)在城市里面大量的電網(wǎng)并沒有智能化,原因是由于當時的通訊技術(shù)、信息技術(shù)、一些電力電子技術(shù)的價錢太貴了,花不起。
現(xiàn)在的形勢發(fā)生了變化,因為通訊、信息這些技術(shù)太便宜了,我們現(xiàn)在做這件事成本效益是非常合適的,所以這一次重點針對的是第一次短缺的部分也就是配用電。當然在發(fā)電和輸電領(lǐng)域也還要繼續(xù)提升。
這一次電網(wǎng)智能化整個的原動力,有市場因素、安全因素、環(huán)境因素,其中環(huán)境因素是特別突出的,因為現(xiàn)在大氣中二氧化碳的排放量現(xiàn)在是要限制的時候了,特別是在中國,空氣污染的問題讓我們感覺這個問題非常迫切,所以這一次的原動力遠大于第一次。
首先看一下可再生風能和太陽能發(fā)電。我們國家的風能和太陽能資源是極其豐富的,而且價格的優(yōu)勢日益明顯。我們本就沒有什么能源危機的問題。這個地球上太陽能資源是風能的一百倍,風能資源是水能的一百倍。
資源是有的,問題是怎么鋪蓋,可以利用屋頂、道路、魚塘、農(nóng)田等等上方,也可以利用沙漠和灘涂。實際上中國76%的國土面積都可以裝設(shè)風力發(fā)電機,100%的國土都可以鋪設(shè)太陽能,中國的這個條件是非常好的。大家知道德國的太陽能利用很好,我們的資源比德國要好多了。
再看一下光伏。光伏和風電的價格這些年逐漸下降,特別是光伏,從1987年到2013年這一段時間降低到原來的1%,而且現(xiàn)在還以每年15%的速度在下降。按照全社會成本包括投資、運行費用、燃料費用、可靠性成本、環(huán)境成本、網(wǎng)損等等都考慮進去,如果從西北地區(qū)2000公里以外發(fā)電,比如說風能,送到東部地區(qū)的話大概總成本一度電是9毛多錢。如果就地開發(fā)、就地利用,現(xiàn)在看大概是6毛多錢。所以現(xiàn)在看就地開發(fā)要更合算,應(yīng)該是就地開發(fā)、就地使用。
但是使用的時候有什么問題呢?就是風能、太陽能是間歇的,是波動的、是不確定的,這就使得它的使用比較難,就需要有一些措施,電力系統(tǒng)需要有一些平滑措施,這些平滑措施包括現(xiàn)在大型的火力發(fā)電機組可調(diào)能量,包括儲能,用戶需求配合等等這些因素。但是要想把這些因素都用好就需要電網(wǎng),這個電網(wǎng)就是智能電網(wǎng)。
智能電網(wǎng)總的設(shè)想是希望利用新能源、互聯(lián)網(wǎng)等等這些新技術(shù)實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化。要獲得的結(jié)果是什么呢?是要像互聯(lián)網(wǎng)那樣改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鞣绞剑湍壳皝碚f,我們實際上是一個較為智能的電網(wǎng),我們現(xiàn)在所建設(shè)較為智能的電網(wǎng)就是說利用現(xiàn)有的好技術(shù)或者是未來幾年可能有的技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的那個電網(wǎng)。
智能電網(wǎng)現(xiàn)在沒有一個很明確的定義,智能電網(wǎng)的特點是電力和信息的雙向流動性,以便建立一個高度自動化和廣泛分布的能量交換網(wǎng)絡(luò),為了實時交換信息和達到設(shè)備層次上近乎瞬時的供需平衡,把分布式計算和通信的優(yōu)勢引入電網(wǎng)。兩句話:智能電網(wǎng)一張網(wǎng)是動力網(wǎng),一張網(wǎng)是通訊網(wǎng),這兩張網(wǎng)從基礎(chǔ)的那些電器設(shè)備開始,就結(jié)合到一起了,目的是要建成一個高度自動化和廣泛分布的能量網(wǎng)絡(luò)。我們在開始搞智能電網(wǎng)的時候,大家對自動化都是認可的,就是廣泛分布式我們認識的太慢了,實際上給我們國家?guī)砹撕艽蟮慕?jīng)濟損失。
第二句話就是要實現(xiàn)實時的交換信息和達到設(shè)備層次上近乎瞬時的供需平衡,這又是兩件事。信息共享是智能電網(wǎng)最核心的內(nèi)容,功率平衡,電網(wǎng)的功率必須近乎順時供需平衡,否則電網(wǎng)就不能安全運行。現(xiàn)在用戶都可以跟電網(wǎng)配合了,那么這時候我們的負荷跟發(fā)電就能控制了,這是智能電網(wǎng)很重要的特性。
智能電網(wǎng)包括哪些工程問題呢?一個是廣域監(jiān)視和控制,以前,電網(wǎng)在很大范圍里面,成百上千公里的范圍里面,每一個點量測的數(shù)據(jù),送到調(diào)度中心的時候,因為試驗的關(guān)系,都不一樣。現(xiàn)在有了衛(wèi)星定位,可以通過GDS或者是北斗衛(wèi)星來定位,送上去的數(shù)據(jù)都可以有識標,這是很大的變化。應(yīng)該說我們國家的廣域量測系統(tǒng)是全球建設(shè)最好的系統(tǒng),但是它的潛力的開發(fā)還是有很多的工作。
責任編輯:電朵云
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