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智能电网未来在中国大发展的四大关键点

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摘要:智能电网未来在中国大发展的四大关键点

位于上海世博会浦西园区内的国家电网馆已成为中国未来智能电网梦想的浓缩展示区。除了展馆的精彩,在世博年的上海,智能电网示范工程已悄然全面铺开。一系列重大项目开启不仅标志着上海成为世界上最大的“绿电城市”,也意味着上海将率先接轨智能电网这一全球性战略新兴产业。――上海世博会成为首个智能电网全面示范区

智能电网是传统电网与现代传感测量技术、通信技术、计算机技术、控制技术、新材料技术等高度融合形成的新一代电力系统,能够实现对电力系统的全方位监控和信息、电能的智能化统一管理。把传统电网改造成为新一代安全、高效、环保的电网,并形成新的产业,是国家经济转型的一个重要途径,被视作各国重塑经济与能源格局的重要动力。

我国第一个智能电网示范工程已在上海世博园率先投运,将整个世博园区建成了智能电网。该示范工程内容包括新能源接入(东海大桥海上风电场、崇明太阳能光伏、世博场馆太阳能光伏)、储能系统、智能变电站、配电自动化、故障抢修管理系统(TCM)、电能质量监测、用电信息采集、智能用电楼宇与智能家居、电动汽车充放电与入网等9个子工程。

虽然智能电网在世博会上是浓缩展示,但其包含的技术和项目却已经代表了我国智能电网的发展方向。包括单体容量世界第一的650Ah钠硫电池,中国第一个电动汽车充放电站,中国电力行业第一套故障抢修管理系统(TCM),东海大桥海上风电场(100MW)(亚洲第一个并网运行的海上风电项目),上海崇明岛前卫村光伏电站(1MW)(中国第一个光伏上网示范工程)等。

多个“第一”背后,还可反映出的是我国自主智能电网发展的基本结构和框架:如通过智能电表实现智能化用电信息采集,不但可实现自动抄表,也可让居民合理利用电价杠杆调整用电计划。配电网自动化可以实现更加智能化的配电,进一步优化电力资源的配置。电网电能监测系统可对电能质量进行实时监测、评估和治理。调度系统可实现新能源、风电、水电等“绿色能源”优先使用,并自动切除故障,有自愈功能。储能系统将解决以往电能无法储存的困境,实现削峰填谷、稳定间歇式能源电能质量,并提供应急电源。电动汽车应用是通过V2G(Vehicle-to-grid)电动车充电站,在智能电网和电动汽车之间形成可充放双向功能,不但推动未来汽车摆脱对石化资源的依赖,降低排放,更将汽车作为智能电网移动的储能装置。

――关注智能电网四大重头戏

智能电网未来在中国的大发展,有四大关键点值得关注:

一是“绿电”。我国智能电网的发展,有赖于清洁能源的大开发,包括水电、风电、太阳能光伏发电都是未来接入智能电网,优化国家能源结构,降低污染排放的关键性因素。尤其是近期投运的全球首个特高压向家坝-上海±800千伏直流输电示范工程,不仅将西南“绿电”送到了东部,更代表了我国建设坚强智能电网的基础。

二是电动汽车充放电技术。在世博国家电网馆的东北角,国际上最先进的电动汽车充放电技术――V2G已经开始应用。它能使电动车与电网进行互动,也就是电能可以互相传输。通过这种设计思路,当未来电动汽车大量应用时,电动汽车就成了智能电网的无数个移动储能装置,可随时将电能回输电网,支援城市用电的高峰负荷,从而大大节省发电能力投资,降低能耗。利用日夜电价差的价格杠杆,可以让这种智能电网与电动汽车的互动成为可能。

三是储能电池技术。由于电能具有瞬时性和季节性需求变化较大的特性,掌握电能储存方法是建设智能电网的关键。目前,中科院上海硅酸盐研究所与上海电力公司经过多年攻关,已完成了大容量城网储能钠硫电池的研发,建成了一条2兆瓦的中试生产示范线和一套10千瓦的储能系统示范装置,已成功完成2.2千瓦钠硫电池子模块的首次充放电,一举使我国成为继日本之后世界上第二个掌握大容量钠硫单体电池核心技术的国家。

四是智能家居。在浦东峨山路越富豪庭小区里,有一个上海世博会智能电网示范区,目前已经有100多户居民享受到了智能电网带来的便捷。这些用户使用了低压光纤、智能电表等新技术、新材料,使电力线、电话线、上网线和有线电视线实现了“多网融合”。

――发展智能电网潜力巨大上海将先试先行

国家电网总经理刘振亚表示,由于各国国情和基础条件的差异,发展智能电网的途径和重点也不尽相同。我国能源结构以煤为主,油气资源较为贫乏,目前人均能源消费水平也较低。加快水能、风能、核能、太阳能等清洁能源开发,对于保障能源安全和电力可靠供应、改善能源结构至关重要。同时,能源资源与生产力水平总体呈逆向分布。3/4以上的煤炭、水能以及风能、太阳能资源分布在北部、西部和西南地区,而2/3以上的能源需求集中在东部、中部地区,主要负荷中心与大型能源基地的距离一般都在800―3000公里。

因此,我国的电网发展必须立足于充分发挥电网在能源综合运输体系中的重要作用,以坚强的网架结构和强大的资源配置能力为基础,才能满足经济社会发展的需要。否则,不仅电网安全得不到保证,煤电运紧张的局面也难以从根源上解决。

根据规划,到2020年,全国范围内坚强智能电网将基本建成。届时,我国清洁能源装机将达到6亿千瓦,占全国总装机的35%左右,发电量将占总发电量的27%左右。

记者了解到,我国坚强智能电网技术标准建设分三步走:第一阶段,2009―2010年,建立体系框架、保障试点工程。初步形成坚强智能电网技术标准体系框架,重点制定/修订试点工程所需技术标准。第二阶段,2011―2015年,健全标准体系、支撑全面建设。滚动修订已有标准,补充制定所需标准,基本建成坚强智能电网技术标准体系,重点推进优势领域智能电网标准国际化。第三阶段,2016―2020年,完善标准体系、提升国际水平。优化完善坚强智能电网技术标准体系,全面推进坚强智能电网标准的国际化,提升坚强智能电网标准的国际水平。

借助世博会的示范效应,上海已率先成为智能电网示范区域,未来将进一步加快发展。日前,上海市政府与国家电网公司签署《智能电网建设战略合作协议》,双方将在加快国家电网公司上海智能电网研究与发展中心建设、加快电动汽车充电设施的建设、推动电力光纤设施建设服务三网融合发展、推动钠硫电池产业化、进一步扩大和完善智能电网示范应用等五个方面开展深度合作。上海已率先制定了《推进智能电网产业发展行动方案(2010-2012年)》。立足自主化,聚焦产业化,将在国内率先建成智能电网三大基地,即智能电网功能示范应用基地、智能电网关键技术研发基地、智能电网核心设备产业基地。到2012年,力争培育3-5家智能电网行业的龙头企业,形成有竞争力的智能电网产业集群,产业规模达到500亿元左右。

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