论文部分内容阅读
智能电网如何更好地适应新能源的接入，为可再生能源并网和利用提供平台？智能电网如何更好地与用户进行互动，让用户从中获益？智能电网建设如何在内涵与外延上绘就更清晰的技术发展路线，让自己更加“智能”？在日前举办的中国电力行业最高规格的盛会-2014年中国清洁电力峰会智能电网分论坛上，电力能源领域众多受邀的领导、专家、企业家齐集一堂，共同探讨清洁电力发展面临的形势与问题。
能源需求形势催化智能电网建设
发展清洁电力刻不容缓。如今，雾霾几乎已经成为北京天气的常态。还记得去年1月，4次雾霾过程笼罩30个省（区、市），在北京仅有5天不是雾霾天，引起人们无数的担忧。
2014年以来，各级领导在多个场合都关注到这一现象，并明确指不应从多方面积极应对。国务院总理李克强2月在国务院常务会议中又特别指出，要研究部署进一步加强雾霾等大气污染治理，加快调整能源结构，合理控制煤炭消费总量，推广使用洁净煤。清洁电力再次成为各方关注的重点。
“现在是国家继续大力推广清洁能源和清洁电力的关键阶段，电力行业的发展正处于转折的关头。”国家发改委能源研究所所长韩文科这样说。
韩文科表示：“我们对清洁电力和清洁能源做了一些跟踪研究，现在正准备研究制定‘十三五’计划。从我目每年完成的装机数来看，清洁能源所占比例越来越高，所发电量在逐渐上升，投资方面也是这样。其目前面临很多问题，但是这些问题都是发展中的问题，需要在发展过程中解决，这个方向是不可逆转的。”华电福新能源股份有限公司副总经理霍广钊也提出：“我国清洁能源装机与对世界进行的减排承诺要求还有很大的差距，国家能源结构调整、经济转型也迫切需要加快清洁能源的发展。”
同时，“随着通信和计算机技术的发展，电力行业也到了一个变革的节点，正如《第三次工业革命》中论述的一样，未来的工业革命将以能源互联网的形成为标志。而要形成能源互联网，大力发展智能电网必不可少。”中国电力科学研究院首席科学家栾文鹏表示。
对此，中国电力企业联合会规划与统计信息部研究员张卫东认为，从总体上说，智能电网技术创新和新能源的发展联系最为密切。“这两个领域如果能够非常好地衔接，互相依托，互相促进，将具有推动第三次能源革命的潜力。”他说。
中国电力企业联合会专职副理事长魏昭峰建议，我国应大力推进智能电网，特别是当前特高压电网的建设，要促进大型能源基地集约化开发和高效利用，实现更大范围的资源优化配置；另外，应更加重视城市配电网的智能化，加强在超导技术、微网技术等方面的科研力度，实现电力与用户之间的良好互动。
中德可再生能源合作中心执行主任陶光远则强调，在智能电网的发展中，特高压对可再生能源发电来说必不可少。他认为，通过技术改造，中东部火电造成的污染可以降低，但是要发展可再生能源，输送和消纳可再生能源电力必须靠特高压。
无论从国家政策的扶植还是内在发展需求来看，智能电网在未来都将拥有广阔的发展空间。
智能电网是清洁能源发展的基础
我国领上幅员辽阔，直接加大了能源体系建设难度。智能电网概念的提出，至少在概念上可以很好地对全围电网系统进行统一联动。
伴随着可再生能源使用比重的不断上升，分布式能源正迎来发展机遇。业内人士纷纷指出在输配端，智能电网作为其支撑基础，是未来电网发展的方向。
国家电网公司董事长、党组书记刘振亚就曾指出，要大规模开发清洁能源，关键在于建设网架坚强、广泛互联、开放互动、高度智能的智能电网，才能够适应风电、太阳能间歇性、随机性特征，解决清洁能源并网、配置和消纳难题。总之，智能电网是清洁能源发展的基础，是新一轮能源革命的关键。
特高压输电在保障能源安全、治理雾霾、提高能效、服务经济社会发展中的作用已成为广泛共识。“面对我国清洁能源资源中心及国民经济发展中心逆向分布的现实情况，实现高效开发与利用成为发展清洁能源的根本要求。特高压电网在促进我国清洁能源发展中作用巨大，是利国利民的重大举措。”国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定寰说。
加快建设特高压骨干网架和全国统一电力市场，可促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源发电基地集约化开发，促进资源在全国范围内优化配置，从根本上解决弃水、弃风、弃光问题。公司规划到2020年，通过发展特高压，国家电网具备4.5亿千瓦电力大范围配置能力，满足5.5亿千瓦清洁能源送出和消纳的需要。
2014年全国两会上，加快特高压电网发展的呼声很高。河北代表团提出，要大力推进特高压建设，彻底破除市场规模小、跨区输电能力不足的制约，实现风电在更大范围的统一平衡和消纳。全国人大代表、国网四川省电力公司总经理王抒祥呼吁，四川迫切需要建成溪洛渡一浙江、雅安一武汉等一批特高压工程，满足水电外送需要。类似这样的建议、提案还有很多。
专家呼吁，要建立电网、电源协调发展机制，尽快制定和完善分布式电源并网、检测、运行等全过程技术标准和管理办法，确保新能源和分布式电源更加健康有序发展。全国政协常委、上海市政协副主席高小玫提出：“在分布式能源入网上，我们对智能电网是有很大期待的，希望智能电网技术不断地成熟、进步，更好地服务于新能源发展，服务于节能减排和环境治理。”
智能电网“标准化”进程加快
“中电联此前对智能电网发布过两个报告。一个是《智能电网政策研究》，另一个是《智能电网发展调研报告》。我们认为，智能电网的发展还面临着很多现实问题。”中国电力企业联合会规划与统计信息部规划一处副处长张卫东介绍，清洁能源的发展对智能电网最核心的要求就是能量储存或调解，除了电力系统自身的调解外，可能要扩展到整个能源系统。从发展角度看，我国的水电再过lO年可能就面临“断层”危机；煤电在2030年之后发展将会停滞，而且当前还面临大力发展煤电造成雾霾、土地破坏和下沉等问题；相比煤电来说，核电成为不得不寄予希望的一类替代“电源”；我国天然气资源不足，如果大规模发展，就需要大量进口，因此天然气发电是“贵族”享受；风电发展较陕，但2012年弃风达到20%，2013年接近15%，因此，降低弃风是一个不小的挑战；太阳能发电“看上去很美”，l平方公里理论上可以装lO万千瓦左右的太阳能，但涉及到成本和输送问题，只能“一步一个脚印”。 “值得高兴的是，智能电网标准化工作近年来发展迅速，一些关键领域的标准取得积极进展。”中国电力企业联合会标准化中心副主任刘永东介绍，当前，关于新能源并网，特别是大规模可再生能源并网、风电、光伏等相关国家标准相继出台并不断完善。如在输电领域，特高压交直流标准体系基本完善，在世界上首次完成了关于特高压交直流输电的标准体系；在变电站领域，目前很多关键的变电站国家标准相继完成，框架结构基本建立；在用电领域，关于智能电表一系列行业标准也相继出台；在智能需求侧管理方面，电动汽车充电标准体系已基本建立。因此，单纯从标准角度来讲，智能电网发展得非常迅速。
如何缩小市场应用鸿沟？
2000年，德国决定用半个世纪的时间告别化石能源时代，进入可再生能源时代，成为世界上第一个计划进入可再生能源时代的工业大国。
“中国发展可再生能源，风电和光伏发电的波动性是最大的瓶颈，弃风高达l5%，这意味着每年有将近100亿元‘打水漂’。相比而言，德国的弃风仪相当于中国的1/50。”中德可再生能源合作中心陶光远认为，风电和光伏发电的发展，要求远距离高电压输电网和配电网的大规模发展，需要及早研究和规划。同时，合理的可再生能源并网电价体系和电力销售价格体系也需要加紧制定。这方面可以参照德国的电力市场经验，在风电和光伏发电的高峰波段甚至可以产生负电价，“谁用电给谁钱”，这个看似赔本的买卖却可以让弃风大幅度下降，从整个利益链条看，依然可以达到推动智能电网发展的正效应。
智能电网实施的核心准则为适用于市场，激励用户，实现资产优化，满足高效运行。但事实是，智能电网离绝大多数老百姓还很远。究竟该如何缩短应用鸿沟？“智能电网是智慧城市重要的组成部分，感知、互联和智能是智能电网推崇的目标。我国用3年时间装了2亿块智能电表，是全世界规模最大的，但从实际效果来看，很多作用都没有发挥出来。”中国电科皖首席科学家栾文鹏认为，智能电网中的高级量测体系可以准确采集用电信息，但采集只是其一，还要及时将用户用电信息反馈给用户，才能形成互动。如果推出分时电价，相关部门要及时通过手机或网站将信息传递给用户，通过互动让用户较好地把握用电时间，节约经济成本，收到明显的社会成效和经济成效后，反过来又会推动智能电表的普及与覆盖。当然，这背后还应该有大数据分析和应用的支持。不光要对配电、输电、用电等信息进行全面掌握，还要对收回的数据进行分析和高级应用，应该通过标准、政策、电价共同促进智能电网的发展。
技术与政策改进需同步进行
按照2020年我国能源发展目标，如果将储能用于全国30%风电和光伏发电的稳定输出，可以得到直接效益6000亿元，节约原煤6900万吨，减排二氧化硫和二氧化碳分别为120万吨和1.39亿吨。
“基于成本现状，在各种储能技术中，钠硫电池是率先走到商业化的一种，广泛应用于削峰填谷、可再生能源并网和应急电源等。”中国电力科学院新能源研究所储能室副主任陶以彬介绍，钠硫电池技术长期被日本NGK垄断。我国自上世纪60年代开始研究钠硫电池，但由于一些难以逾越的难题，很长一段时间内进展十分有限。直到2006年，中国科学院上海硅酸盐研究所和上海市电力公司合作，自主研发出650安时储能用大容量单体钠硫电池，此后又利用一两年时间把它推到工程化研究，研发出了2兆瓦的小批量平台，我国也因此成为除日本之外惟一能够达到这一水平的国家。国家应该尽快研究储能技术的相关产业标准，加强储能技术基础研究的投入，切实鼓励技术创新，掌握自主知识产权；从规模储能技术发展起始阶段就重视环境因素，防治环境污染；充分发挥储能在节能减排方面的作用，把对新能源的鼓励政策延伸到储能环节。
“除了技术层面外，宏观政策层面也需要不断跟进。”张卫东提出几点建议：决策支持和电价改革尚需推进，销售方面则要着力引导用电互动、推动清洁能源消纳，除阶梯电价外，还可试点峰谷电价和分时电价；清洁能源和智能电网的金融财税政策支持要适度，避免浪费；推进试点工程，提供事实依据；加强自主创新与人才培养，用技术推动经济进一步发展；统筹推进产业链延伸和相关行业协调发展，如推动智能用电产业联盟等发展；统筹推进智能电网产业国际化。
能源需求形势催化智能电网建设
发展清洁电力刻不容缓。如今，雾霾几乎已经成为北京天气的常态。还记得去年1月，4次雾霾过程笼罩30个省（区、市），在北京仅有5天不是雾霾天，引起人们无数的担忧。
2014年以来，各级领导在多个场合都关注到这一现象，并明确指不应从多方面积极应对。国务院总理李克强2月在国务院常务会议中又特别指出，要研究部署进一步加强雾霾等大气污染治理，加快调整能源结构，合理控制煤炭消费总量，推广使用洁净煤。清洁电力再次成为各方关注的重点。
“现在是国家继续大力推广清洁能源和清洁电力的关键阶段，电力行业的发展正处于转折的关头。”国家发改委能源研究所所长韩文科这样说。
韩文科表示：“我们对清洁电力和清洁能源做了一些跟踪研究，现在正准备研究制定‘十三五’计划。从我目每年完成的装机数来看，清洁能源所占比例越来越高，所发电量在逐渐上升，投资方面也是这样。其目前面临很多问题，但是这些问题都是发展中的问题，需要在发展过程中解决，这个方向是不可逆转的。”华电福新能源股份有限公司副总经理霍广钊也提出：“我国清洁能源装机与对世界进行的减排承诺要求还有很大的差距，国家能源结构调整、经济转型也迫切需要加快清洁能源的发展。”
同时，“随着通信和计算机技术的发展，电力行业也到了一个变革的节点，正如《第三次工业革命》中论述的一样，未来的工业革命将以能源互联网的形成为标志。而要形成能源互联网，大力发展智能电网必不可少。”中国电力科学研究院首席科学家栾文鹏表示。
对此，中国电力企业联合会规划与统计信息部研究员张卫东认为，从总体上说，智能电网技术创新和新能源的发展联系最为密切。“这两个领域如果能够非常好地衔接，互相依托，互相促进，将具有推动第三次能源革命的潜力。”他说。
中国电力企业联合会专职副理事长魏昭峰建议，我国应大力推进智能电网，特别是当前特高压电网的建设，要促进大型能源基地集约化开发和高效利用，实现更大范围的资源优化配置；另外，应更加重视城市配电网的智能化，加强在超导技术、微网技术等方面的科研力度，实现电力与用户之间的良好互动。
中德可再生能源合作中心执行主任陶光远则强调，在智能电网的发展中，特高压对可再生能源发电来说必不可少。他认为，通过技术改造，中东部火电造成的污染可以降低，但是要发展可再生能源，输送和消纳可再生能源电力必须靠特高压。
无论从国家政策的扶植还是内在发展需求来看，智能电网在未来都将拥有广阔的发展空间。
智能电网是清洁能源发展的基础
我国领上幅员辽阔，直接加大了能源体系建设难度。智能电网概念的提出，至少在概念上可以很好地对全围电网系统进行统一联动。
伴随着可再生能源使用比重的不断上升，分布式能源正迎来发展机遇。业内人士纷纷指出在输配端，智能电网作为其支撑基础，是未来电网发展的方向。
国家电网公司董事长、党组书记刘振亚就曾指出，要大规模开发清洁能源，关键在于建设网架坚强、广泛互联、开放互动、高度智能的智能电网，才能够适应风电、太阳能间歇性、随机性特征，解决清洁能源并网、配置和消纳难题。总之，智能电网是清洁能源发展的基础，是新一轮能源革命的关键。
特高压输电在保障能源安全、治理雾霾、提高能效、服务经济社会发展中的作用已成为广泛共识。“面对我国清洁能源资源中心及国民经济发展中心逆向分布的现实情况，实现高效开发与利用成为发展清洁能源的根本要求。特高压电网在促进我国清洁能源发展中作用巨大，是利国利民的重大举措。”国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定寰说。
加快建设特高压骨干网架和全国统一电力市场，可促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源发电基地集约化开发，促进资源在全国范围内优化配置，从根本上解决弃水、弃风、弃光问题。公司规划到2020年，通过发展特高压，国家电网具备4.5亿千瓦电力大范围配置能力，满足5.5亿千瓦清洁能源送出和消纳的需要。
2014年全国两会上，加快特高压电网发展的呼声很高。河北代表团提出，要大力推进特高压建设，彻底破除市场规模小、跨区输电能力不足的制约，实现风电在更大范围的统一平衡和消纳。全国人大代表、国网四川省电力公司总经理王抒祥呼吁，四川迫切需要建成溪洛渡一浙江、雅安一武汉等一批特高压工程，满足水电外送需要。类似这样的建议、提案还有很多。
专家呼吁，要建立电网、电源协调发展机制，尽快制定和完善分布式电源并网、检测、运行等全过程技术标准和管理办法，确保新能源和分布式电源更加健康有序发展。全国政协常委、上海市政协副主席高小玫提出：“在分布式能源入网上，我们对智能电网是有很大期待的，希望智能电网技术不断地成熟、进步，更好地服务于新能源发展，服务于节能减排和环境治理。”
智能电网“标准化”进程加快
“中电联此前对智能电网发布过两个报告。一个是《智能电网政策研究》，另一个是《智能电网发展调研报告》。我们认为，智能电网的发展还面临着很多现实问题。”中国电力企业联合会规划与统计信息部规划一处副处长张卫东介绍，清洁能源的发展对智能电网最核心的要求就是能量储存或调解，除了电力系统自身的调解外，可能要扩展到整个能源系统。从发展角度看，我国的水电再过lO年可能就面临“断层”危机；煤电在2030年之后发展将会停滞，而且当前还面临大力发展煤电造成雾霾、土地破坏和下沉等问题；相比煤电来说，核电成为不得不寄予希望的一类替代“电源”；我国天然气资源不足，如果大规模发展，就需要大量进口，因此天然气发电是“贵族”享受；风电发展较陕，但2012年弃风达到20%，2013年接近15%，因此，降低弃风是一个不小的挑战；太阳能发电“看上去很美”，l平方公里理论上可以装lO万千瓦左右的太阳能，但涉及到成本和输送问题，只能“一步一个脚印”。 “值得高兴的是，智能电网标准化工作近年来发展迅速，一些关键领域的标准取得积极进展。”中国电力企业联合会标准化中心副主任刘永东介绍，当前，关于新能源并网，特别是大规模可再生能源并网、风电、光伏等相关国家标准相继出台并不断完善。如在输电领域，特高压交直流标准体系基本完善，在世界上首次完成了关于特高压交直流输电的标准体系；在变电站领域，目前很多关键的变电站国家标准相继完成，框架结构基本建立；在用电领域，关于智能电表一系列行业标准也相继出台；在智能需求侧管理方面，电动汽车充电标准体系已基本建立。因此，单纯从标准角度来讲，智能电网发展得非常迅速。
如何缩小市场应用鸿沟？
2000年，德国决定用半个世纪的时间告别化石能源时代，进入可再生能源时代，成为世界上第一个计划进入可再生能源时代的工业大国。
“中国发展可再生能源，风电和光伏发电的波动性是最大的瓶颈，弃风高达l5%，这意味着每年有将近100亿元‘打水漂’。相比而言，德国的弃风仪相当于中国的1/50。”中德可再生能源合作中心陶光远认为，风电和光伏发电的发展，要求远距离高电压输电网和配电网的大规模发展，需要及早研究和规划。同时，合理的可再生能源并网电价体系和电力销售价格体系也需要加紧制定。这方面可以参照德国的电力市场经验，在风电和光伏发电的高峰波段甚至可以产生负电价，“谁用电给谁钱”，这个看似赔本的买卖却可以让弃风大幅度下降，从整个利益链条看，依然可以达到推动智能电网发展的正效应。
智能电网实施的核心准则为适用于市场，激励用户，实现资产优化，满足高效运行。但事实是，智能电网离绝大多数老百姓还很远。究竟该如何缩短应用鸿沟？“智能电网是智慧城市重要的组成部分，感知、互联和智能是智能电网推崇的目标。我国用3年时间装了2亿块智能电表，是全世界规模最大的，但从实际效果来看，很多作用都没有发挥出来。”中国电科皖首席科学家栾文鹏认为，智能电网中的高级量测体系可以准确采集用电信息，但采集只是其一，还要及时将用户用电信息反馈给用户，才能形成互动。如果推出分时电价，相关部门要及时通过手机或网站将信息传递给用户，通过互动让用户较好地把握用电时间，节约经济成本，收到明显的社会成效和经济成效后，反过来又会推动智能电表的普及与覆盖。当然，这背后还应该有大数据分析和应用的支持。不光要对配电、输电、用电等信息进行全面掌握，还要对收回的数据进行分析和高级应用，应该通过标准、政策、电价共同促进智能电网的发展。
技术与政策改进需同步进行
按照2020年我国能源发展目标，如果将储能用于全国30%风电和光伏发电的稳定输出，可以得到直接效益6000亿元，节约原煤6900万吨，减排二氧化硫和二氧化碳分别为120万吨和1.39亿吨。
“基于成本现状，在各种储能技术中，钠硫电池是率先走到商业化的一种，广泛应用于削峰填谷、可再生能源并网和应急电源等。”中国电力科学院新能源研究所储能室副主任陶以彬介绍，钠硫电池技术长期被日本NGK垄断。我国自上世纪60年代开始研究钠硫电池，但由于一些难以逾越的难题，很长一段时间内进展十分有限。直到2006年，中国科学院上海硅酸盐研究所和上海市电力公司合作，自主研发出650安时储能用大容量单体钠硫电池，此后又利用一两年时间把它推到工程化研究，研发出了2兆瓦的小批量平台，我国也因此成为除日本之外惟一能够达到这一水平的国家。国家应该尽快研究储能技术的相关产业标准，加强储能技术基础研究的投入，切实鼓励技术创新，掌握自主知识产权；从规模储能技术发展起始阶段就重视环境因素，防治环境污染；充分发挥储能在节能减排方面的作用，把对新能源的鼓励政策延伸到储能环节。
“除了技术层面外，宏观政策层面也需要不断跟进。”张卫东提出几点建议：决策支持和电价改革尚需推进，销售方面则要着力引导用电互动、推动清洁能源消纳，除阶梯电价外，还可试点峰谷电价和分时电价；清洁能源和智能电网的金融财税政策支持要适度，避免浪费；推进试点工程，提供事实依据；加强自主创新与人才培养，用技术推动经济进一步发展；统筹推进产业链延伸和相关行业协调发展，如推动智能用电产业联盟等发展；统筹推进智能电网产业国际化。