江苏智能电网.doc

建设江苏智能电网 服务经济社会发展近年来,能源和环境问题已成为制约人类社会进步的重大瓶 颈,以新能源技术和低碳经济为代表的第四次技术革命的浪潮已 经呼之欲出.作为实现新能源技术革命的关键技术和未来电网发 展的方向,智能电网越来越受到国内外的高度关注,已成为美国 等西方国家能源战略的重要组成部分.江苏省委,省政府高度重 视智能电网的推广应用,将智能电网与可再生能源利用,新能源 设备制造一起列入加快培育的三大新能源重点产业之一.智能电 网的建设不仅对我省优化能源结构,保障电网安全可靠运行,实 现电力工业的科学发展具有重要意义,而且已经成为我省参与国 际新能源与信息产业竞争的重要战场. 一,我省开展智能电网建设的必要性 智能电网是指充分利用现代传感测量,信息,通信,控制, 材料,新能源等技术,把电力系统发,输,配,用各个环节互联 成为一个高度智能化的新型电网,通过将智能化的电力设备, 即插即用的分布式电源,智能化控制系统和数字化通信的有 机集成,实现对电网非人工干预,高度自动化的智能管理,并通 过电网输电潮流和数据信息流的双网双向流动控制,达到电 网和用户的高度互动,最终实现更快速,更高效和更全面地对电 网进行控制,运行和管理,达到人工干预度最少,能源利用率最 优,安全可靠性最高,社会效益最大的目标.与传统电网相比, 1 智能电网具有更高的安全性,可靠性,适应性,经济性,开放性, 不仅能有效保证电力安全可靠运行,不断提高需求侧管理水平, 还能促进分布式可再生能源的发展.江苏作为经济大省,能源消 费大省和制造业大省,开展智能电网建设不仅必要,而且迫切. 1, 开展智能电网建设, 有利于保障江苏电力安全运行和可靠 供电.随着大容量发电机组的投运,江苏电网短路电流激增,部 分输变电设备的额定短路容量偏低,局部地区发供电能力及运行 方式受到一定限制;此外,近年来气候异常和灾害性天气出现的 频率增多,自然灾害,外力破坏等不确定因素对电网安全运行的 影响越来越大,电网大面积停电的风险依然存在.智能电网较传 统电网更加坚强并具有更大的弹性 ,可以有效抵御自然灾害, 外力破坏等突发事件对电力系统造成的影响;同时具有强大的 自愈功能,可以通过远程设备在线监视和系统信息分析,更 加及时,准确地预测和处置各类系统故障,尽可能避免或减少因 停电造成的严重后果.通过智能电网建设,可以实现在尽量少的 人工干预下,快速隔离故障,自我恢复,避免大面积停电的发生; 同时能够更好地对人为或自然发生的扰动作出辨识和反应,在自 然灾害和外力破坏等情况下保证人身,设备和电网的安全. 2, 开展智能电网建设, 有利于推动江苏新能源和可再生能源 的发展.我省传统一次能源缺乏,一次能源自给率只有 11.7%, 能源结构以煤炭为主,近 90%的电力来自于煤电机组,对资源, 环境和运输带来了巨大的压力.大力发展新能源和可再生能源是 2 优化我省能源结构,保障能源安全的重要战略选择.虽然我省近 年来可再生能源快速发展,装机容量已占总装机容量的 3%,但 对大规模可再生能源发电的运行控制,发电出力预测,接入电网 安全稳定等关键技术的研究还有待深入,可再生能源调峰调频等 问题日益突出.智能电网适具有强大的兼容性,能适应不同类型 电源的友好接入,实现即插即用 ,有效支持风电,太阳能等 可再生能源和分布式发电方式在我省的大规模应用,这就为可再 生能源的发展创造了条件.通过鼓励家庭和企业安装小型高效的 太阳能,风能或其它可再生能源发电设备,同时支持消费者出售 ,使之成为大电网的有益补充,可以加快可再生能 绿色电力 源的开发利用,促进资源节约型和环境友好型社会的建设. 3,开展智能电网建设,有利于为电力用户提供更为便捷,优 质的服务.智能电网通过实施实时电价等激励机制和应用智能电 表等工具,实现供电企业与用户之间的充分互动,使用户根据负 荷情况自主作出响应,将高峰时段的部分电力需求转移到非高峰 时段;同时通过电动汽车,蓄能空调,智能家电等电力蓄能技术 的推广, 提高低谷时段电能特别是可再生能源的利用效率. 因此, 通过智能电网建设,可以实现供电企业与用户的智能互动,以友 好的方式,最佳的电能质量和供电可靠性满足用户的多样化,个 性化,互动化需求,同时,通过为用户提供实时电价和用电信息, 引导用户合理用电,提高能源利用效率,降低电费支出成本,不 断拓展供电服务内涵,提高供电服务水平. 3 4,开展智能电网建设,有利于江苏实现节能减排目标,提升 科学发展水平.江苏是电力消费大省,用电量位居全国第二,经 济社会发展和群众生产生活对电力需求快速增长,由此带来资 源, 环境等诸多问题. 2008 年我省全社会用电量 3118 亿千瓦时, 输,配电损耗为 8%,线损约 250 亿千瓦时,折合 810 万吨标煤, 相当于 500 万千瓦的装机和 400 亿元的电源,电网投资.通过智 能电网建设,可以大幅减少输配环节损耗.按发,输,用各环节 总计降低 10%能耗测算, 2020 年可实现年节约标煤 2000 万吨, 到 避免新增发电装机 1200 万千瓦.通过智能电网建设,还可以减 少温室气体排放.据美国政府和业界研究评估,建设现代化的智 能电网将使美国温室气体排放量减少 25%.因此,大力发展智能 电网, 对于促进节能减排, 实现可持续发展具有十分重要的意义. 5,开展智能电网建设,有利于拉动我省经济平稳较快发展. 虽然江苏经济发展在全国处于于地位,但我省经济转型升级的压 力很大.智能电网是传统电网和现代信息通讯技术的结合,同时 涵盖可再生能源发电和智能用电设备的发展,其涉及产业相当广 泛,市场潜力巨大.江苏的设备制造业,信息产业,电力行业等 发展均处于全国领先水平,这为智能电网的发展提供了坚实的基 础.按照国家电网公司的规划,2020 年之前智能电网将是中国电 网发展的主要方向,按照目前年均 2500-3000 亿元的投资额来计 算,未来 12 年的总投资为 3-3.6 万亿.按照市场预期,未来 12 年坚强智能电网建设投资将可能达到 4-5 万亿,年均新增投资为 4 800-1000 亿,可拉动 GDP 约一个百分点.发展智能电网,将有 力地带动我省相关产业的发展,提升我省电力装备制造和信息产 业的自主创新能力,促进产业结构升级. 二,国内外智能电网开展情况 1,国外智能电网建设的进展 智能电网概念最早起源于美国, 为吸取 2003 年美加大停电事 故的教训, 美国加快了对未来电网的研究, 同时随着高温超导体, 新材料,信息,电力电子,分布式能源等新技术的涌现,以及电 力市场,国家安全,环保等方面对电网的要求,美国提出了基于 全新技术和架构的智能电网解决方案.美国新任总统奥巴马 上台后,计划以能源产业革命带动经济复苏,全面保障国家能源 安全,在其能源战略中明确提出了发展智能电网产业.美国政府 发展智能电网主要有以下三方面的考量:一是美国的电网设备比 较落后,急需更新改造,提高电网运行的可靠性,避免电网大面 积停电的风险; 二是提高能源利用效率, 方便可再生能源的接入, 以适应新能源技术革命的需要;三是通过智能电网建设拉动内 需,将美国拉出金融危机的泥潭.美国智能电网的计划重点在于 对现行的网损巨大和设备老化的电网系统进行升级换代,同时逐 步实现太阳能,风能,地热,分布式能源的统一入网管理,提高 能源利用效率.美国智能电网的核心技术是数字化电网,分布式 能源系统,信息化家电和蓄能式混合动力交通工具,主要关注配 电侧和用户侧,而在输电环节,美国主要致力于高温超导输电. 5 在欧洲,智能电网建设的驱动因素可以归结为市场,安全与 电能质量,环境等三方面.欧洲电力企业受到来自开放的电力市 场的竞争压力,亟须提高用户满意度,争取更多用户.因此提高 运营效率,降低电力价格,加强与客户互动就成为欧洲智能电网 建设的重点之一.同时对环境保护的高度重视,使得欧洲智能电 网建设更加关注可再生能源的接入.因此,欧盟在智能电网方面 的关注重点是电网资产管理,电网运行,需求侧管理,电源即 插即用和更加友好灵活的接入方式以及与用户的互动. 日本的输,配网已经非常先进,可靠性很高,因此智能电网 主要面对的问题是如何应对越来越多的接入电网的屋顶光伏,燃 料电池分布式电源,引入智能电网的重点领域是太阳能,燃料电 池等分布式新能源. 此外, 日本智能电网倡导 能源信息化概念 , 高度重视家庭与社区的高效用电问题和能源利用的信息化. 2,我国智能电网的建设规划 我国对智能电网的发展总体持积极的态度,国家发改委,电 监会,能源局等部门对智能电网的规划和建设总体方案正在研究 中.国家电网公司作为我国最大的电网运营企业,是智能电网应 用的主要推动者和实施者.今年 5 月国家电网公司提出建设以特 高压为骨干网架,各级电网协调发展,以智能化为手段,以提高 供电高效,安全,可靠为目标,以信息化,自动化,数字化,互 动化为特征,实现自主创新,国际领先的统一坚强智能电网的概 念. 6 国家电网公司坚强智能电网建设规划主要包括以下三个阶 段:一是规划试点阶段(20092010) ,重点开展坚强智能电网 发展规划, 制定技术和管理标准, 开展关键技术研发和设备研制, 开展发电,输电,变电,配电,用电和调度各环节的试点.二是 全面建设阶段(20112015) ,加快特高压电网和城乡配电网建 设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术和装 备实现重大突破和广泛应用.三是引领提升阶段(20162020) , 全面建成统一的坚强智能电网,技术和装备达到国际先进水平, 电网优化配置资源能力大幅提升,清洁能源装机比例达到 35%, ,智能电表普及应用. 分布式电源实现即插即用 国家电网公司建设坚强智能电网主要包括以下六大关键环 节:发电环节.以国家能源发展战略为导向,解决风电,光伏 发电等可再生能源的接入,预测,监测,分析,控制问题,提升 可再生能源的机网协调运行水平.输电环节.实现特高压交直 流输电技术和灵活交流输电(FACTS)等输电新技术的国产化. 变电环节.通过智能变电站的研究和推广,实现全站设备的智 能化;解决可再生能源规范接入以及设备检修模式落后等问题. 配电环节.重点解决配电网架薄弱,配电自动化普及率和实用 化低的问题;广泛接入分布式能源,建设电动汽车充电站和大容 量储能示范工程. 用户环节. 提升用户用电效率和用户满意度, 健全用户管理与服务标准规范体系.调度环节.保证大电网安 全稳定运行, 促进节能减排和资源大范围优化配置; 解决新能源, 7 可再生能源接入控制,国家电网一体化运行协调控制等问题. 三,我省发展智能电网需注意的几个问题 1, 必须明确智能电网的发展重点. 目前国家电网公司在智能 电网建设的目标和规划中强调以特高压为骨干的输电网建设,但 国外智能电网建设普遍关注发电侧可再生能源的接入以及需求 侧提高用电效率.从技术角度分析,电网的电压等级高低与其智 能化水平并无直接联系;从效益角度分析,同样的投资在输电侧 的节能减排效益一般不会比发,用电侧显著.未来江苏智能电网 建设到底是以输电环节还是发配用环节为重点,需要我们本着科 学的态度,认真研究,慎重决策. 2, 必须重视智能电网建设的投资规模. 根据国家电网公司的 规划,智能电网未来 12 年的投资将达到数万亿元资金,这些投 资归根到底需要全体电力用户未来通过电费偿还.我们要站在全 社会利益的角度来看待投资规模和投资方向,在实现电网安全, 经济,清洁等目标的同时,要考虑到电力用户的承受能力,避免 盲目建设造成不切实际,无实质效益的投入,给社会带来沉重的 经济负担. 3, 必须正视智能电网技术的不确定性和不成熟性. 目前智能 电网还仅处于推进技术研发阶段,光伏技术,超导技术和电动汽 车等蓄能技术仍在成熟过程中,分布式能源在我省尚未实质性利 用,智能电网的大规模发展仍缺乏一定的外部条件,而连接信息 技术与电网的电力电子技术在材料,制造,应用适应性,经济和 8 环境效益等方面也同样不够成熟.美国政府正是认识到智能电网 技术发展的不成熟性和不确定性,才谨慎地进行小规模投资,并 且主要用于技术研发环节.因此,智能电网建设,需要对这种技 术上的不确定性和不成熟性作出充分估计,避免快速上马,全面 铺开. 4, 必须认识智能电网发展存在电力体制性约束. 智能电网技 术的大规模开展特别是其中用户参与以及电力市场相关应用有 赖于我国电力体制改革的进一步推进和电力市场化进程的发展, 这表明智能电网的发展和建设并不是单纯的技术性问题,智能电 网的应用从根本上来说不可能绕过电力市场和电力体制改革,没 有后者的支持,需求侧实时管理等智能化手段无法得到真正的贯 彻.必须认识到智能电网能否发挥作用还需要相关的政策经济配 套措施,这方面最终将取决于我国电力体制改革进程. 四,进一步加强智能电网建设的建议 1, 充分发挥政府在智能电网建设中的主导作用. 智能电网涉 及电力系统的整体变革,是一项庞大的系统工程,涉及政策,资 金,技术,人才,管理等方面,需要各方面的协同配合以及政策 支持.为更好地发挥政府主导作用,建议江苏省政府成立智能电 网建设领导小组,将政府相关部门,监管机构,行业组织,电力 企业,科研单位等纳入其中.领导小组主要负责以下工作:一是 牵头制定江苏智能电网建设和产业发展规划,并将其纳入我省能 源发展规划总体平衡.二是协调智能电网发展中的重大问题.三 9 是组织相关企业和科研单位制定智能电网的技术标准.四是组织 对重大智能电网项目的审查.五是组织智能电网技术研发和示范 工程建设. 2, 研究制定促进江苏智能电网发展的价格财税政策. 智能电 网的建设不单纯是技术问题,可再生能源的大规模接入,用户侧 的互动等都离不开价格杠杆的调节作用.建议价格主管部门完善 现行电价政策,进一步促进可再生能源和智能电网的发展,并积 极开展实时电价,高可靠性电价等政策研究.同时增强智能电网 项目的财税支持力度,通过财政补贴,税收减免等政策鼓励智能 电网技术的研发和推广应用. 3, 加大智能电网产业发展扶持力度. 智能电网作为一门新兴 产业,离不开政府的强有力支持.建议加大政府科研经费投入, 重点扶持一批竞争力强的科研院所和大企业集团,加快智能电网 核心技术的引进,消化和吸收,增强自主研发能力,形成具有技术 优势的核心产品. 同时加快建设高水平创新载体和服务平台,打造 智能电网产业链,提高产业组织程度,实现智能电网产业的规模化, 品牌化,增强整体竞争力. 4, 加强智能电网对电力安