中国智能电网坚强”崛起 战略意义非同凡响
时间:2019-02-09 21:40:14 来源:杏耀娱乐平台 作者:匿名
中国能源供应和能源消费结构的不平衡导致了智能电网的发展。智能电网是一个庞大而完整的电力系统,可以将数百万个传感器连接到先进的通信和数据采集系统。智能电网的建设将成为未来30年中国经济发展的基础设施。与传统电网相比,智能电网在发电,输电,配电和功耗方面具有明显优势。智能电网也是新能源和智能城市发展的必要条件。 1中国高强度智能电网建设 中国能源供应和能源消费结构的不平衡导致了智能电网的发展。中国的能源结构以煤炭资源为主,76%的煤炭资源储量分布在山西,内蒙古,陕西和新疆的北部和西部地区。能源消费需求主要集中在经济较发达的中部和东部地区。随着中国能源发展向西北移动,大型煤炭能源基地与能源消耗点之间的距离越来越远,能源传输规模越来越大。为了满足未来不断增长的电力需求,要从根本上解决煤电容量紧张的问题,有必要开发智能电网,实现大规模,长距离,高效率的电力运输。 从2009年到2020年,国家电网总投资3.45万亿元,其中知识产权投资3841亿元,占电网总投资的11.1%。未来10年将建成一个强大的智能电网。从2009年到2010年,规划试验阶段将重点发展强大的智能电网发展规划,制定技术和管理标准,并在各个方面开展关键技术研发,设备开发和试点工作。从2011年到2015年,将是一个全面的建设阶段,加快华北,华东和华中地区“三花”特高压同步电网的建设。智能电网运行控制和互动服务系统初步形成,关键技术和设备取得重大突破和广泛应用。从2016年到2020年,为了引领升级阶段,将建设统一强大的智能电网,技术和设备将达到国际先进水平。 中国国家电网公司目前正在推进“一四特”电网发展战略。基于大型能源基地,建设一个由1000千伏交流电和±800千伏直流电组成的超高压电网,形成电力“公路”。促进大型燃煤电力,大型水电,大型核电,大型可再生能源基地的集约化发展,优化全国资源配置。同时,以特高压电网为骨干网,以各级电网协调的强电网为基础,发展自主创新,以信息化,数字化,自动化,互动为特征的国际领先智能电网。[页] 2智能电网的优点 智能电网与传统电网的比较 智能电网改变了传统电网的单向运输方式,每个终端用户成为电网的主动节点,形成整体智能高效的电网。智能电网是电网和信息技术的融合,使用现代电网,利用现代电网。通过各种链路中的传感器,实现了网格与用户之间的交互,用户的需求及时反映在网格的动作中。智能电网将利用分布式计算系统提供实时分析,目标是提高整个电网的可靠性和可用性,同时不断降低成本并提高效率。消费者可以有效地使用电力供需系统来节省电力资源。 智能电网解决了传统电网在发电,输电,配电和用电四大环节无法解决的难题。电网智能电网将解决电厂生产电力和电网传输链路的问题。在传输过程中,智能电网的超高压技术可以解决电力长途运输的问题。在配电环节,智能电网将协调配电优化,提高整个电网的效率。智能电网消耗将改变用户的用电习惯,实现智能家居。 智能电网的建设可以带来巨大的社会效益。智能电网具有强大的兼容功能,可促进清洁能源的开发和利用,优化供电结构,减少温室气体排放。智能电网有利于促进电动汽车等行业的发展,增加终端能耗,实现减排效益。智能电网将提高中国电网大规模分配能源的能力,优化能源传输方式,提高能源供应能力和灵活性(见图1)。 智能电网和新能源 发展新能源是中国能源产业的必由之路。煤炭占中国一次能源消费的70%,远高于世界平均水平29%。中国政府致力于应对气候变化。到2020年,中国的单位国内生产总值二氧化碳排放量将比2005年下降40%至45%。在当前日益严峻的环保和减排压力下,加快水电,核电,风电等清洁能源的发展太阳能和改变煤炭能源结构已成为中国的重中之重。中国新能源发展的主要瓶颈是难以接入网络和长输电线路。中国计划到2020年在甘肃,新疆,河北,吉林,内蒙古和江苏等6个省区建设700万千瓦级风电基地。这七个基地的总装机容量将达到1.26亿千瓦。瓶颈在于风能和太阳能等新能源的间歇性,随机性和可调度性。大规模访问后,将对电网的运行产生更大的影响。因为风是一种无法控制的能量来源,有时它不是大而小,并且将风能转变为稳定的电源时,它需要达到峰值。调峰能力不足一直是中国电力系统长期存在的问题,新能源的大规模开发进一步增加了调峰的难度。另一方面,中国的风电资源集中在西北地区,与东部的电力市场呈反向分布。要解决大规模长途运输问题。 智能电网的建设将成为推动新能源发展的必由之路。智能电网可以最大限度地发挥新能源的发电量,确保电网在接入后的安全运行和调度。智能电网超高压输电线路的建设可以最大限度地减少长距离输电的损失。智能电网的智能调度将更合理地分配电力,大大提高电力消耗的效率。 [页] 3智能电网发展的国际比较 美国将智能电网的发展视为未来美国经济的重要支柱之一。美国总统巴拉克·奥巴马《经济复苏计划》提出总投资110亿美元用于构建具有各种控制设备的新一代智能电网。美国已经开始为一些家庭安装具有通信功能的智能电表。智能电表用于随时监控功耗和管理,并实现更高效的传输和电源供应。政府将为公司和当地团体实施的100个项目提供财政援助。它计划到2013年在2600万家庭中安装智能电表,相当于2009年的三倍。2009年9月,国家标准与技术研究院宣布了1.0版智能电网标准化框架,该框架准备正式建设智能电网。欧盟计划为超级电网制定雄心勃勃的计划。 2009年初,欧盟圆桌会议进一步明确了依靠智能电网技术整合北海和大西洋的海上风电,以及南欧和北非的太阳能进入欧洲电网的必要性。智能电网将实现可再生能源大规模整合的跨越式发展。以英国,法国和德国为代表的欧洲北海国家于今年1月正式启动了一项雄心勃勃的计划,共同建设可再生能源超级电网。该项目将结合苏格兰,比利时和丹麦的风力发电,德国的太阳能电池板和挪威的水力发电站。德国,法国,比利时,荷兰,卢森堡,丹麦,瑞典,爱尔兰和英国希望在未来10年内制定新一轮规划,在欧洲大陆建设高压直流电网。 到2030年,欧洲需要投入约5000亿欧元用于电网升级,智能电网占比最高。英国的目标是到2020年在全国2600万家庭中安装智能电表。智能电表可以适应风能等可再生能源的需求。英国监管机构Ofgem于2009年8月宣布了一项新的智能电网建设计划,该计划将在5年内投资5亿英镑建设4个“智能城市”。法国还于2009年秋季发布了将可再生能源纳入智能电网的计划,并开始招募相关公司参与。 德国制定了“电子能源”计划,总投资额为1.4亿欧元。在2009年至2012年期间,在全国六个地点进行了智能电网示范试验。西门子,SAP和瑞士ABB等大型公司参与了该项目。西门子预测,2014年智能电网年度市场规模将达到300亿欧元,并计划抢占20%的市场份额,每年确保60亿欧元的订单。意大利超过一半的传统电表已经转换为智能电表。近20%的丹麦电力来自风力发电,并开发了世界上最智能的电网。 韩国已经启动了智能电网示范城市。大韩民国知识经济部决定在2009年至2012年间投资2547亿韩元用于智能电网技术的商业化。计划到2030年投资27.5万亿韩元用于智能电网建设,政府和企业投资2.7万亿韩元和24.8万亿韩元。到2011年,将在示范城市建设200个电动汽车充电站。到2030年,将在机构,大型超市,停车场和加油站建立27,000个电动汽车充电站。美国OSI软件公司将与韩国SAP合作,在韩国济州岛启动一项耗资1.91亿美元的智能电网试点项目。该项目将使用各种智能电表,家用显示器,电动汽车充电基础设施和其他设备的原型,以实现其成为世界上第一个“集成”智能电网测试平台的目标。 LG电子,绿猫钢铁厂(POSCO),现代重工和SK电信等大型企业参与了该项目的测试。东京电力和关西电力有限公司等电力公司开始投资建设第二代智能电网(SmartGrid),目标是为所有家庭安装智能电表(SmartMeters)并加强电力建设输配电设施。除了测量每个家庭的功耗外,日本智能电表的主要功能还可以掌握太阳能发电等信息。自2010年以来,东京电力已为家庭安装了2000万套。关西电力于2010年3月底在40万户家庭中安装,计划更换1200万套。据估计,到2020年日本对智能电表的需求将达到5000万台,单位成本将近2万日元,总计约1万亿日元(见图2)。 4中国的智能电网发展战略建议 可以参考高铁发展战略 中国智能电网的发展和高速铁路的发展与中国宏观经济的战略意义非常相似,并将成为未来30年支持中国发展的基础设施。 中国智能电网的发展可以参考高速铁路发展的战略模式。高铁的发展战略非常成功。通过引进技术,自主开发和成功的技术出口,它已成为引领高速铁路技术的世界强国。整体智能电网技术的发展尚处于起步阶段,特高压线路的建设刚刚起步,但其分阶段发展战略也呈现出类似高速铁路的发展模式。未来,智能电网其他模块的开发也可以充分借鉴高速铁路发展的战略模式。 智能电网的初步建设可以在不同地区进行试点,成熟后,将以点对点的方式大规模推广。根据中国国情,东西部地区的发展极不平衡。智能电网的建设可以在发达和欠发达地区的选定地区进行试点。一,二,三线城市,农村,拥挤地区等不同地区都有自己的用电特点和亟待解决的问题。示范区成功后,其成功经验将扩展到相同的情况。最后,通过点对点完成整个智能电网的构建。 智能电网标准的争夺将决定最终的赢家 智能电网的标准之战将成为各国争夺技术机遇的关键。互联网,3G和智能电网技术发展的共同特点是技术本身的发展非常重要,但将发达技术作为行业标准推广更为重要,从而成为市场的领导者。技术标准的推广具有很强的网络效应。由于技术研发部门不同,各国推广的技术可能没有兼容性。任何能够带头成为标准的人都将成为未来的主导市场。一旦技术升级为标准,越来越多的公司将因网络效应而加入。美国通过互联网和3G的发展积累了丰富的“标准战”经验,并已开始抓住智能电网标准的机遇。美国国家标准与技术研究院(NIST)建议分三个阶段制定智能电网标准。 2009年9月,美国商务部长骆家辉在GridWeek会议的第一阶段宣布了NIST的最新进展报告。该报告选择近80个现有标准来指导和支持当前智能电网的发展,确定需要优先研究和解决的14个领域,并具体分析信息安全标准。 美国GE公司发起了电动汽车插头标准的开发,并得到了业内其他公司的积极响应和支持。标准插头设计有五个触点,可支持高达240伏和70安培的电流,并支持电源载波通信。 日本已开始抓住电力市场的技术机会,并正在努力将其扩展为世界标准。日本东京电力公司,富士集团和三菱公司共同制定了电动汽车接入电网标准,为电动汽车接入电网奠定了良好的基础。日本在大型锂离子电池的研发方面处于领先地位,并正在联合美国将其技术作为国际标准推广。 中国已经开始在早期阶段制定智能电网标准,并在特高压标准战争中取得了阶段性胜利。 国家电网公司发布了16项国家特高压交换标准(修订版1),1项行业标准和73项企业标准。中国特高压交流试验示范工程荣获“全国重大工程标准化示范”称号;首先建立了特高压直流技术标准体系,并发布了8个特高压直流技术行业标准和62个企业标准。国际电工委员会成立了“100千伏以上高压直流输电”新技术委员会,秘书处设在中国。 中国巨大的市场将使其能够利用智能电网标准活动,引领智能电网的发展。与3G标准战相比,中国拥有巨大的市场容量,一旦国内标准确定,将对国际市场产生巨大影响。智能电网建设的主要力量是国家电网等国有企业,对整个中国市场具有决定性影响。通过市场的帮助,很容易制定自己的标准。