近年來,隨著各種先進(jìn)技術(shù)在電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用,智能化已經(jīng)成為電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢,發(fā)展智能電網(wǎng)已在世界范圍內(nèi)形成共識。國家電網(wǎng)在“十二五”規(guī)劃中提出,今后我國將建設(shè)聯(lián)接大型能源基地與主要負(fù)荷中心的“三縱三橫”特高壓骨干網(wǎng)架和13項直流輸電工程(其中特高壓直流10項),形成大規(guī)模“西電東送”、“北電南送”的能源配置格局。到 2015年,基本建成以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,具有信息化、自動化、互動化特征的堅強智能電網(wǎng),形成“三華”(華北、華中、華東)、西北、東北三大同步電網(wǎng),使國家電網(wǎng)的資源配置能力、經(jīng)濟(jì)運行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。
從技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的角度看,世界各國、各領(lǐng)域的專家、學(xué)者普遍認(rèn)同以下觀點:智能電網(wǎng)是將先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、信息通信技術(shù)、分析決策技術(shù)、自動控制技術(shù)和能源電力技術(shù)相結(jié)合,并與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。發(fā)展特高壓等大容量、高效率、遠(yuǎn)距離先進(jìn)輸電技術(shù),將有效推動智能電網(wǎng)假設(shè),打造中國電網(wǎng)的一流形象。
古百克:特高壓展示了中國的一流形象
“我來中國好多次了。瑞典查爾姆斯理工大學(xué)最近兩年與中國清華大學(xué)、武漢大學(xué)就特高壓的學(xué)術(shù)交流頻繁。我認(rèn)為特高壓展示了中國在世界電力工業(yè)的一流形象,我是因為關(guān)注特高壓而關(guān)注中國的。”5月21日,在2009特高壓輸電技術(shù)國際會議上,瑞典查爾姆斯理工大學(xué)電機系原主任、IEEE美國電氣與電子工程師協(xié)會委員古百克興奮地說。
他說,瑞典一直以ABB的電力設(shè)備制造為驕傲。但現(xiàn)在中國特高壓設(shè)備的國產(chǎn)化對它們的沖擊很大,它們必須關(guān)注中國的電力制造業(yè)。
古百克認(rèn)為,中國特高壓事業(yè)已經(jīng)取得了驚人的成功。“2005年,我和中國專家在清華大學(xué)就特高壓技術(shù)進(jìn)行研討時,完全沒有想到,4年之后在中國大地上,特高壓‘巨龍’穿越了高山大河,巍然挺立。中國特高壓的三站兩線,就是世界特高壓技術(shù)的珠穆朗瑪峰。”
古百克說,他很關(guān)注特高壓電力設(shè)備的市場潛力。“中國特高壓交流試驗示范工程設(shè)備的國產(chǎn)化率是91%??v觀世界各國,對電力設(shè)備制造企業(yè)來說, 具備特高壓設(shè)備的供貨能力和運行能力,就意味著該制造企業(yè)研發(fā)了前沿技術(shù),獲得了技術(shù)優(yōu)勢和競爭能力。”目前,中國與瑞典正互派留學(xué)生。“每年我們大學(xué)要 吸收70名中國學(xué)生攻讀理工專業(yè),其中包括特高壓。”古百克強調(diào),學(xué)術(shù)研究與電力生產(chǎn)應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合,要關(guān)注學(xué)術(shù)成果向現(xiàn)實的技術(shù)生產(chǎn)力的迅速轉(zhuǎn)化。
“我看好中國,因為我看好中國的特高壓!”古百克笑著說。
曼尼·瓦達(dá)瑞:智能化是特高壓的必然選擇!
“我認(rèn)為有一個骨干網(wǎng)架發(fā)展特高壓電網(wǎng),是非常重要的。智能化是特高壓的必然選擇。”在2009特高壓輸電技術(shù)國際會議上,美國Battelle研究院副總裁曼尼·瓦達(dá)瑞提出了對中國建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的看法。
美國Battelle研究院副總裁 曼尼·瓦達(dá)瑞
他的根據(jù)有三點。其一,支持可再生能源的接入。曼尼·瓦達(dá)瑞說:“特別是在中國,水電在偏遠(yuǎn)地方,需要長距離輸送到負(fù)荷中心。”
其二,提供一個統(tǒng)一的、共同的平臺對電網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)、規(guī)劃和運行。“就我的理解來說,不管是直流還是交流,骨干網(wǎng)架都非常需要,可適應(yīng)中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要。”
其三,在長距離、大負(fù)荷輸電的情況下,能夠進(jìn)一步提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。“電力目前成為主要的能源載體,對電力的管理成為重要的課題。打個比方,發(fā)電中心在西部,用電中心在東部,如果有一個強有力的骨干網(wǎng)架,就能夠?qū)崿F(xiàn)電力的全面協(xié)調(diào)和資源優(yōu)化配置。”
曼尼·瓦達(dá)瑞認(rèn)為,將不同成分的電網(wǎng)整合在一起,是智能電網(wǎng)的最大意義。“美國早期智能電網(wǎng)研究從配網(wǎng)出發(fā),中國智能電網(wǎng)研究從輸電側(cè)出發(fā),雖各有側(cè)重,但終會殊途同歸,因為輸電網(wǎng)的智能與配網(wǎng)的智能同等重要。”
智能電網(wǎng)不僅要求物理電網(wǎng)本身智能化,也要求供電公司的管理實現(xiàn)智能化。“運作、規(guī)劃及執(zhí)行指令的人,都需要大幅提升相應(yīng)的素質(zhì)和能力,才能彼此適應(yīng),共同提高,從而實現(xiàn)從物到人、從人到物的徹底的智能化。物有缺失,人有缺失,都會造成損失。”曼尼·瓦達(dá)瑞指出了建設(shè)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵。
談起特高壓、智能電網(wǎng)、能源等話題,現(xiàn)年76歲的潘垣娓娓道來。“中國的水電資源集中在西南,煤炭資源集中在西北,而負(fù)荷中心集中在華北、華東、華中地區(qū),電力的遠(yuǎn)距離輸送不可避免。”潘垣說,“我非常同意國家電網(wǎng)公司提出的‘一特四大’戰(zhàn)略。特高壓交流輸電工程能很好地解決大容量輸電問題,并能保證構(gòu)建堅強交流同步電網(wǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)。”
潘垣認(rèn)為,特高壓輸電技術(shù)可促進(jìn)電能的廣泛高效利用,這對降低單位GDP能源消耗量,充分利用風(fēng)能、太陽能等可再生能源大有益處。按照2050年我國建成中等發(fā)達(dá)國家的規(guī)劃,我國目前的能源缺口還很大。石油、煤炭、天然氣等一次能源的總量有限,核能利用存在核廢料處理的問題。今后,可再生能源的有效利用將成為突破能源“瓶頸”的一個制勝法寶。
在談到智能電網(wǎng)這一話題時,潘垣說:“智能電網(wǎng)并非神秘事物,而是對數(shù)字化、信息化等高科技技術(shù)的綜合應(yīng)用。智能電網(wǎng)不僅是單純的技術(shù)問題,其建設(shè)還需要大量的基礎(chǔ)設(shè)施投入,這能夠帶動信息技術(shù)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,幫助政府有效應(yīng)對金融危機,在一定程度上促進(jìn)就業(yè)。”
展望智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢,潘垣認(rèn)為,智能電網(wǎng)是新生事物,有必要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩垦芯?,?xì)化其內(nèi)涵。
張文亮:特高壓智能電網(wǎng)的強大物理基礎(chǔ)
“目前,‘智能電網(wǎng)’四個字越來越頻繁地出現(xiàn)在公眾的視野中,也許就在不遠(yuǎn)的未來,我們可以根據(jù)需要和不同時間段選擇不同的用電價位,這只是智能電網(wǎng)中智能計量的小小環(huán)節(jié)。”5月21日,記者針對什么是智能電網(wǎng)、智能電網(wǎng)有哪些特點、發(fā)展智能電網(wǎng)有著怎樣的意義等問題,采訪了中國電力科學(xué)研究院院長張文亮。
張文亮說,智能電網(wǎng)是將信息技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)和原有的輸、配電基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的新型電網(wǎng),它具有提高能源效率、減少對環(huán)境的影響、提高供電的安全性和可靠性、減少輸電網(wǎng)的電能損耗等多個優(yōu)點。
一般來說,智能電網(wǎng)具有以下功能特點:自愈——穩(wěn)定可靠;安全——抵御攻擊;兼容——發(fā)電資源;交互——電力客戶;協(xié)調(diào)——電力市場;高效——資產(chǎn)優(yōu)化;優(yōu)質(zhì)——電能質(zhì)量;集成——信息系統(tǒng)。
張文亮認(rèn)為,建設(shè)特高壓電網(wǎng)是發(fā)展智能電網(wǎng)的強大物理基礎(chǔ)。“特高壓電網(wǎng)的最大特點是大容量、遠(yuǎn)距離輸電,這就對電網(wǎng)的建設(shè)和特性提出了更高要求。我們在研究和建設(shè)特高壓電網(wǎng)的過程中,不斷探索怎樣將特高壓電網(wǎng)建設(shè)成具有‘高智商’的電網(wǎng),使它與生俱來就有安全、可靠、高效的特質(zhì),而智能電網(wǎng)正好可以滿足其需求。特別是在首條特高壓試驗示范工程成功投運后,我們將會得到更多的經(jīng)驗和成果,為今后推進(jìn)智能電網(wǎng)的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。”
針對智能電網(wǎng)的建設(shè),張文亮也提出了自己的想法。“堅強智能電網(wǎng)的建設(shè)是一項高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程,不僅要解決眾多的技術(shù)難題,還需要深入研究與之配套的宏觀政策、社會經(jīng)濟(jì)等方面的軟科學(xué)問題。因此,我們需要發(fā)揮一體化管理優(yōu)勢,積極有序地推進(jìn)智能電網(wǎng)的研究及建設(shè)。”
特高壓交流試驗示范工程正式投運以來,華北和華中兩大電網(wǎng)之間實現(xiàn)了大規(guī)模的電量交換,并成功完成了2009年特高壓交流試驗示范工程輸電年度交易。從經(jīng)濟(jì)角度看,這條電力高速路能夠創(chuàng)造怎樣的經(jīng)濟(jì)效益?
針對這個問題,國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院總工程師韓豐給出了自己的答案。她認(rèn)為,特高壓交流試驗示范工程全面驗證了特高壓輸電容量大、距離遠(yuǎn)、損耗低、占地省、經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)勢。從經(jīng)濟(jì)效益角度看,其一,試驗示范工程電價具有較強的市場競爭力,未來商業(yè)化運營具有良好的市場空間。其二,試驗示范工程財務(wù)指標(biāo)良好,投資回收和償債能力較強。其三,單純從經(jīng)濟(jì)角度分析,綜合考慮工程投資、輸電損耗等差異,按照全運行周期進(jìn)行年費用比較,特高壓試驗示范工程的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于500千伏常規(guī)工程。
國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院總工程師 韓豐
韓豐說,特高壓交流試驗示范工程能夠取得的聯(lián)網(wǎng)效益和社會效益,主要體現(xiàn)在互為備用、降低損耗和占地、推動技術(shù)進(jìn)步及社會發(fā)展等方面。
那么,建設(shè)堅強智能電網(wǎng)對發(fā)揮特高壓輸電技術(shù)的優(yōu)越性有什么作用?
韓豐認(rèn)為,中國與國外,尤其是美國的智能電網(wǎng)最大的區(qū)別在于:美國的輸電網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展得很成熟,因此智能電網(wǎng)重在和客戶的互動,更多考慮市場因素,通過讓新能源上網(wǎng)來拉動經(jīng)濟(jì)。
目前,中國的輸電網(wǎng)還處于“爬坡”發(fā)展階段,特殊的能源稟賦決定了必須建設(shè)堅強的遠(yuǎn)距離、大容量的輸電網(wǎng)。同時,配電側(cè)的智能基礎(chǔ)非常薄弱。因此,中國的智能電網(wǎng)必須在堅強的輸電網(wǎng)的智能化基礎(chǔ)上發(fā)展。
韓豐說,將來建成的“三華”特高壓電網(wǎng)是一個規(guī)模巨大的電網(wǎng),在這個大電網(wǎng)中如果能實現(xiàn)各個電壓等級間的互動和上下級調(diào)度之間的互動,就能顯著提高能源的綜合利用效率。
張建坤:我國特高壓工程建設(shè)成果豐碩
“建設(shè)以特高壓為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng),是國家電網(wǎng)公司遵循電網(wǎng)發(fā)展規(guī)律,貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀的具體實踐。”國家電網(wǎng)公司特高壓建設(shè)部主任張建坤在接受記者采訪時表示,我國特高壓工程建設(shè)基礎(chǔ)堅實,成果豐碩。
張建坤說:“晉東南至荊門特高壓交流試驗示范工程是中國首個特高壓工程,施工建設(shè)具有安全風(fēng)險大、質(zhì)量要求高、施工時間緊、投資控制嚴(yán)四大特點。國家電網(wǎng)公司為此組織了全面研究,攻克了關(guān)鍵難題,為工程的成功建設(shè)奠定了堅實基礎(chǔ)。”
張建坤介紹說,特高壓施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)取得了很大進(jìn)展,已形成了涉及施工、質(zhì)量檢驗、驗收啟動等方面全套、完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程規(guī)范。“我們一共編制了施工技術(shù)類規(guī)程規(guī)范25項,這對特高壓工程建設(shè)具有重要指導(dǎo)意義。”
作為一名建設(shè)者、參與者,特高壓工程建設(shè)取得的成果令張建坤備感自豪。“可以說,在這項工程中,我們?nèi)嬲莆樟颂馗邏菏┕さ年P(guān)鍵技術(shù),包括鐵塔組立、張力架線、變電基礎(chǔ)施工以及變電主設(shè)備安裝等各方面。”
談到特高壓輸電技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展,張建坤表示,國家電網(wǎng)公司在特高壓建設(shè)中,一直堅持全面協(xié)調(diào)發(fā)展,在適應(yīng)電源大規(guī)模建設(shè)和送出的需要、滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人民生活水平提高對電力的需求的同時,又為大煤電、大水電、大核電、大可再生能源發(fā)展創(chuàng)造條件。