武建东:中国智能互动电网发展战略报告

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  • 发   布:2022-11-26 18:48

  一、互动电网释源和界定

1。正确界定智能电网、智能网的概念

智能电网,即SmartGrid,原意为智能网格或智能网,这个概念又包括智能电子网格、智能电力网格、聪明网格(包括各种电、水、热、医、冷、数据等网格)和未来网格等涵义,具有商业流行语的特征。其原意是建立新的电力客户服务信息管理体系,其核心是推动调度体系优化,有限度地加强电网的可靠性,节约支出,提高能源效率。这是一个狭义的电网信息化升级概念,是对传统电网部分或特定系统的提升和改造。

2。从我国电网的实际情况出发,我们把互动电网称为互动电力网络,简称为互动电网,智能电网的含义已涵盖其中

互动电网的定义为:在开放和互联的信息模式基础上,通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统,实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理,是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。它将再造电网的信息回路,构建用户新型的反馈方式,推动电网整体转型为节能基础设施,提高能源效率,降低客户成本,减少温室气体排放,创造电网价值的最大化。

3。互动电网既是下一代全球电网的基本模式,也是中国电网现代化的核心

与以往的产业变革不同,这个革命是跨越式、跨产业、跨地区、多主体联合参与的革命。互动电网既是下一代全球电网的基本模式,也是中国电网现代化的核心。

实际上,互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。从技术上讲,互动电网应是最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成,也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成,对于推动新技术革命具有直接的综合效果。由此,智能电网具备可靠、经济、兼容、集成和安全等特点。

4。互动电网的本质与运转功效

互动电网学说的本质,就是以信息革命的造法性标准和技术手段大规模推动工业革命的最重要资产——电网体系的革新和升级,建立消费者和电网管理者之间的互动。互动电网的功效包括:

一是互动电网能够实现双向互动的数据传输,实行动态的浮动电价制度;

二是可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合,遇到电力供应的高峰期之时,能够在不同区域间进行及时调度,平衡电力供应缺口,从而达到对整个电力系统运行的优化管理;

三是互动电网能够将新型可替代能源接入电网,比如太阳能、风能、地热能等,实现分布式能源管理;

四是可以提高供电效率,减少能量损耗,改善供电质量,解决电网商业化运转;

五是智能电表可以作为互联网路由器,推动电力部门以其终端用户为基础,进行通信、宽带业务或传播电视信号。

二、互动电网再造创新中国

(一)正确认识中美两国能源效率改革不同的发展路径

1。奥巴马发展可再生能源的创新举措是启动美国电网互动变革的根本动力

奥巴马总统要集中发展可再生能源,由此美国电网体系就必须改革,制造新的能源高速公路,以有效地将美国爱荷华州、俄亥俄州等地的太阳能、风能、海洋能和地热能等电力供应连接起来。这个奥巴马发展可再生能源的创新举措实际上是启动美国电网互动变革的根本动力,这样,美国虽然没有从体制上建立一个国家垄断电网,但是却可以构造一个比中国的统一电网更加宏大的电网统一活性,即标准统一、高端转型、兼容替代的统一智能电网,借此美国就可以实现电网神经系统的合成,造就全球最大规模的信息化资源和最伟大的机会。虽然,奥巴马能源变革也不过才百日左右,但这个革命的作用早已超过了革命的进展,其概念拉动作用已促使美国的能源变革有了新的用武之地。

奥巴马已将智能电网的发展催化为一个人类的创新运动,也可能将其演变为世界潮流。但是,奥巴马并不是思想家,目前,美国的智能电网发展并没有占领全球的能源效率的制高点,无论大国、抑或小国都可能在这场竞赛中获得王冠,缔造人类新的生产方式。对中国而言,这应该是一个巨大的机会。

2。较之欧美国家,经济危机中受冲击相对较轻的中国更需要占领智能互动电网这个能源革命的制高点

目前,我国应对国际电力产业危机转型的大战略还在探索之中,其先期试验战略就是国家电网公司目前正在推进一特四大和四化一智的配套电网发展战略。即以大型能源基地为依托,建设由1000千伏交流和正负800千伏直流构成的特高压电网,形成电力高速公路,促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发,在全国范围内实现资源优化配置。

尽管这个电网骨架的统一与美国电网中枢系统的统一发展的本质都指向能源效率的现代化,但是一个没有健全中枢机制的电网体系很难与一个智能化的电网体系相比拟。美国智能电网的四个孪生兄弟分别是:高温超导电网、电力储能技术、可再生能源与分布式系统集成(RD-SI)和实现传输可靠性及安全控制系统,这个电网发展战略的本质是开发并转型进入下一代的电网体系,其战略的核心是先期突破智能电网,嗣后营建可再生能源和分布式系统集成(RD-SI)与电力储能技术,最终集成发展成为低缆线损耗的超导电网。而国家电网提出的信息化、数字化、自动化、互动化的智能电网,其四化概念上存在着相互交叉,互动化实际上是这个四化的灵魂和本质,完全可以直接统一称谓为互动电网;其运转体系存在着建立分布式系统和电力储能技术的弱项,坚强的智能电网还不能清晰地表达行将而致的全球电网的现代化革命。因此,这个体系一定要进一步完善。

中美发展智能电网技术形相似、神相异,这就需要中国电网体系尽快调整战略,在这场世界电网体系的转型之中灵活应对,并成为最终的赢家。

3。需要认真反思我国的能源战略、特别是电力发展战略的合理

我国需要占领智能互动电网这个能源革命的制高点,并借此全面拉动电网体系的革命。电网体系的信息化是我国在能源革命中最有可能执世界之牛耳的大业,不但应该成为我国营建内需经济的重大转折性机遇,也应该成为我国能源革命的优先突破产业。这意味着中国电网的发展战略有必要进行大规模调整,其首要发展目标应从电网输送方式的变革,即特高压计划调整为电网的效率革命,也就是互动电网的变革。这个目标也是国际电网变革的战略制高点,目前还没有哪个国家完全占有它,中国与其他国家处于一个起跑区内。

(二)正确把握发展互动电网的战略目标和转型意义

1。电网信息化革命与升级,将把我国电力生产水平提升到世界新技术革命的高端水平

2008年我国社会用电总量近35000亿KW。h,倘若实现电网信息化体系创新,每年可节省5%~10%左右的电力资源,接近2000亿元人民币的水平,相当于营建一组半投资1200亿元并于2009年开工的福建福清、浙江方家山、广东阳江三个核电站;如果推行更大规模的信息化电网改造工程,电网体系可以创造更加巨大的市场价值。由此,在全球,特别是我国能源发展面临的第一个挑战就是以信息技术彻底改造传统能源体系,将传统电网体系升级为信息社会水平,最大限度地开发电网体系的能源效率,造就一个与传统电网体系规模相当的创新架构,这个转变就需要我们高屋建瓴地把握互动电网革命的灵魂以图大业。

2。中国发展互动电网的根本目的

我国发展互动电网就是实现世界电力产业的跨越式转型,推动电力产业从中低端电力供应商的传统模式提升为综合能源、通讯和信息服务商的高端创新模式,这将推动电力基础设施通过加载数字设备和芯片技术升级为人类创新生产和生活的重要设施,电力系统的通讯和信息等服务的营业收入和盈利水平完全可能等同或超过传统的售电业务,电力产业将实现工业革命以来最重要的大跨度转型。与此同时,也将实现有插座的地方就有能源,有插座的地方就有信息互动。消费者既可以是电力客户,也可能成为风能、太阳能、氢电池、生物沼气等小型电力供应商,这个转变将使人类消费能源的方式发生历史性革命。

3。实现有别于欧美模式的中国互动电网超越战略的八大突破口

发展中国互动电网要达到事半功倍的效果,就必须推进有别于欧美的超越战略,出其不意方可制胜。寻找这个战略突破口是我们所处的时代能源革命的智慧制高点。我将其归纳为八个方面:

一是集成化。

互动电网的本质是最大限度地与创新技术结合以实现产业化,包括发展电力产业与绿色交通的结合产业。比如发展电动车、中低速超导磁悬浮城市快车、混合动力车等交通工具,电力行业需要构造新的产业链,向电力交通项目投资或者建立产业衔接关系。

二是通讯化。

这需要我国实行与欧美有别、甚至超越欧美的技术路线,即营建复合电力光纤电缆电网。自中国伊始,此后世界电网应该进入金属电缆和复合电力光纤电缆电网双网的时代,并逐步实现以复合电力光纤电缆电网为主的时代,中国光纤产业发展的基础应该成为互动电网发展的重要基础。

三是国际化。