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智能电网发展与电能质量改善的若干观点

导读: 智能电网是当今电力系统发展的重要抓手和机遇,但是国内对智能电网的认识依然停留在“仁者见仁,智者见智”阶段,人力物力投入不少,尚处示范、探索阶段,只有具有明显技术—经济比较优势的项目才真正可持续。

  智能电网是当今电力系统发展的重要抓手和机遇,但是国内对智能电网的认识依然停留在“仁者见仁,智者见智”阶段,人力物力投入不少,尚处示范、探索阶段,只有具有明显技术—经济比较优势的项目才真正可持续。另外,我们的观念需更新。假如搞电网的人观念不能smart一点,想让电网更smart是否可能?智能电网究竟给我们哪些概念的?由哪里切入经济效益和社会效益才会更大?值得深入探讨。

  “智能电网”的提出不会改变电力发展的基本矛盾

  我国电力发展的基本矛盾并不因“智能电网”的提出而改变,电力系统主网的问题依然是主要问题。这虽然是常识问题,但常听、看到一些难以理解的提法和作法。

  我国电力系统经过30年的高速发展,1996年装机容量位居世界第二。2007年,电站项目投产规模达到9100万kW,超过英国过去140年全国的装机总和。2011年底,全国发现设备容量为10.56亿kW,发电量已经超过美国。但是,中国发展受到资源和环境的严重制约,技能增效任务十分繁重。

  我国总体资源相对匮乏,如:我国可耕土地占全球7%,人均耕地面积是世界均量的1/3;人均淡水总量为世界人均量的1/4;人均木材总量是世界人均量的1/8;铁矿石为世界人均量的42%;铜矿为世界人均量的18%。

  资源消耗占世界的比重过大,对我国发展十分不利。如:我国2008年的GDP占世界的7.1%,而能源消耗量占世界的17.7%,为世界平均值的三倍;生铁的消耗量占世界的39.5%;钢材的消耗量占世界的50.9%;消耗水是为世界平均值的四倍。

  中国已经成为世界第一能源消费国,如果不大幅度进行节能增效工作,继续以年均8%—9%的增速,到2020年能源消耗将达到79亿t标煤,相当于目前世界能源消耗的一半,如此发展难以长期持续,这也是中国电力发展的主要制约。

  据中国电监会年度报告报道,2009年全国装机84660万kW,平均利用小时数为4527h,相当于51.7%。截至2009年底,220kV及以上输电线路达到40万km,变电容量17亿kVA,35kV及以上输电线路达到137kVA电网规模超过美国,居世界第一。

  目前,全国500kVA线路达107993km,每回线按热稳限制其输电能力可达260kW。考虑稳定和事故限制,设计输送100万kW。各大区系统情况不同,多数时间输电水平在60万kW以上。发展智能输电电网技术,使输电线路运行超过设计容量100万kW,甚至接近热稳极限上有很大的潜力可供挖掘。

  我所理解的“智能电网”

  文献说:“智能电网”是使用健全的通信、高级的传感器和分布式计算机的电力传输与分配的网络,目的是改善电力传送和使用效率、提高可靠性和安全性。说得通俗些,“智能电网”就是把现代先进的计算机、通信、网络、传感和控制技术最大限度地应用于电力系统,以达到最大限度地提高设备效率,提高安全可靠性,节能减排,提高用户的供电质量,提高可再生能源的利用效率。

  IBM认为智能电网应该包括3个层次:第一层次,实现对电网运行状态、资产设备状态和客户用电信息的实时、全面和详细监视,消除监测盲点,提高电网可观测性;第二层次,提供先进的IT技术手段,实现对电力企业信息的传输和集成;第三层次,在信息集成的基础上进行高级分析,实现提高可靠性、降低成本、提高收益和效率的目标。

  清华大学高景德教授在20世纪80年代讨论学科交叉的时候就曾说过,现代电力系统实质上就是“CCCP”——计算机。通讯和控制技术于电力系统的技术的结合。几十年来电力系统自动化就是这样走过来的。

  我认为,“智能电网”不是名词游戏,也不是概念炒作。“智能电网”的提出是现代电力系发展的内在需求和必然趋势。

  在这里,有一个富有启发性的想法和与各位业界同仁进行交流。就是子啊系统中存在着大量能与电网合作的可平移负荷,这使得负荷曲线拉平成为可能,这些可平移负荷(如电暖气、空调、热水器、电冰箱等)的特点是不必时刻运行,可以适当平移,气到旋转备用的作用,占到20%。而电网的正常运行储备是10%—13%,也就是说可平移负荷的频率漂移而自动投切,则可起调频的作用取代旋转备用,可用来应对大规模等电厂的极端天气事件(如风电出力骤降)的影响。这些想法在当信息技术高度发达的今天,技术上应该是可行的,但是经济上是否值得要进行详细分析。是否照搬不一定,但思想非常有启发。

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