核心提示8月10日到13日，2016中國國際供電會議在陜西西安舉辦?！澳茉醋兏锵碌墓╇娤到y(tǒng)”是這次會議的主題，在開幕式、主旨報告和技術研討會環(huán)節(jié)，數(shù)十位來自多個國家和地區(qū)的電力行業(yè)專家、學者和企業(yè)代表，針對當下供用電領域的熱點話題進行了交流和探討，共享經(jīng)驗和研究成果。近年來，智能電網(wǎng)及相關供用電技術的發(fā)展備受業(yè)內外重視，這已成為電力行業(yè)能否在能源變革的時代背景下實現(xiàn)清潔、高效和可持續(xù)發(fā)展的至關重要的環(huán)節(jié)。
電網(wǎng)發(fā)展進入智能電網(wǎng)新階段
德國通過了新的可再生能源規(guī)范，房屋出租方可以通過安裝在自家屋頂?shù)墓夥到y(tǒng)，經(jīng)過計價，讓房屋租賃者支付相應費用，從而實現(xiàn)可再生能源的零售；加州計劃在2020年實現(xiàn)可再生能源占全部能源使用比例的33%，2030年這一數(shù)字上升到50%；歐洲打算在未來建設一個一體化電網(wǎng)；中國正大力推動新能源并網(wǎng)、智能配用電、電動汽車及實施電能替代等的發(fā)展，取得了世界矚目的成就……
上述世界主要國家和區(qū)域的電力發(fā)展可謂日新月異，這是記者參加為期4天的2016中國國際供電會議最直觀的感受，而這一切都可以歸結為一個關鍵詞——智能電網(wǎng)。
“世界電網(wǎng)發(fā)展已經(jīng)進入智能電網(wǎng)的新階段，加強這一前沿領域的國際交流與合作，推動能源變革轉型，促進能源可持續(xù)發(fā)展，應對生態(tài)環(huán)境挑戰(zhàn)，是我們的共同選擇?！北敬未髸飨?、中國電機工程學會理事長鄭寶森在會議開幕致辭中說道。他指出，新一輪能源變革正在世界范圍內興起，全球能源格局正在發(fā)生重大而深刻的變化，這一輪能源變革的焦點是新能源，變革的方向是推動能源發(fā)展方式戰(zhàn)略轉型，調整能源結構，提高能效水平，實施能源替代。
新一輪能源變革，機遇和挑戰(zhàn)并存。在中國電工技術學會副理事長兼秘書長裴相精看來，以“智能電網(wǎng)＋特高壓＋清潔能源”為實質的全球能源互聯(lián)網(wǎng)正在快速發(fā)展，由此創(chuàng)造了巨大的電力需求市場和供電裝備市場，給世界各國的電力行業(yè)和企業(yè)帶來前所未有的發(fā)展機遇。而另一面，隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)與電力系統(tǒng)更加緊密的融合，分布式電源、儲能裝置、智能電器等的快速發(fā)展，以及云計算、大數(shù)據(jù)、移動終端等現(xiàn)代信息技術的廣泛應用，電網(wǎng)技術必須不斷進行創(chuàng)新，實現(xiàn)由傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)的全面升級，提升資源配置的高效性、電源接入的適應性、供電質量的可靠性、用電服務的互動性。
多國電力企業(yè)已開始融入新一輪能源變革的浪潮，并且為此努力升級傳統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)。美國太平洋煤氣電力公司總工程師瓦希德˙馬達尼介紹，在美國，智能城市、智能電網(wǎng)已經(jīng)成為新潮流的關鍵詞，加州已經(jīng)出現(xiàn)很多的電動汽車和相應的充電站。加州還計劃在2020年將可再生能源使用比例占所有能源使用的比例提升到33%，2030年上升到50%?！翱稍偕茉吹陌l(fā)展給我們帶來一定機會，我們需要提升效率、降低成本，提高電力系統(tǒng)的運營靈活度?！蓖呦５?amp;dot;馬達尼說。他表示，改造傳統(tǒng)電網(wǎng)，需要把電壓控制在比較理想的水平，對電力輸送網(wǎng)絡進行調整配置，減少電網(wǎng)受干擾頻率，減少故障時間，提高故障自愈速度，提升電網(wǎng)可觀測性、智能性和自動性。目前加州的公共設施委員會已經(jīng)支持該公司輸電系統(tǒng)的可靠性項目。
電氣與電子工程師學會主席候選人旺達˙雷德表示，美國和中國都在經(jīng)歷可再生能源發(fā)展的時代，各種插入式的電動汽車、智能電表和可再生能源的波動性為電力系統(tǒng)帶來了各種不確定因素和挑戰(zhàn)，世界各地的同行都在研究如何讓電力行業(yè)更加可靠。在營造更低碳的環(huán)境和社會方面，美國和中國有共同的愿景，不能獨自為政，要通力合作。美國在2016年推出了新的清潔電力計劃，為此也推行了各種試點項目。
作為世界五百強排名第二位的大型能源企業(yè)，國家電網(wǎng)公司近年來致力于打造以自動化、信息化和互動化為特征的堅強智能電網(wǎng)，不斷實現(xiàn)裝備提升、智能互聯(lián)，實現(xiàn)可靠的綠色電力供應。國家電網(wǎng)公司總經(jīng)理助理單業(yè)才在會議開幕式上強調，要解決能源與環(huán)境發(fā)展中遇到的難題，必須走清潔發(fā)展的道路，實施“兩個替代”，實現(xiàn)化石能源為主向清潔能源為主的轉變，并提高電能在終端能源消費的比重。
國家電網(wǎng)公司運維檢修部副主任高理迎則詳細介紹了能源變革下的國家電網(wǎng)供電系統(tǒng)。他指出，化石能源在未來幾十年就會耗盡，為此，國家電網(wǎng)十分注重大規(guī)模綠色能源發(fā)展規(guī)劃和大型電網(wǎng)的建設和運維。2016年4月，中國風電裝機容量達到1.2億千瓦，太陽能裝機容量4500萬千瓦，同時在四川、云南和河北，還有3.2億千瓦裝機的水電。為了有效實現(xiàn)綠色能源的跨區(qū)消納，更需加強遠距離輸電線路的建設發(fā)展。電網(wǎng)如今已經(jīng)覆蓋整個中國，近年來，特高壓交直流的發(fā)展有效實現(xiàn)了遠距離輸電。國家電網(wǎng)公司累計建成“三交四直”特高壓工程，在建“五交六直”工程，并且還在發(fā)展超高壓直流和交流，進一步提升跨地區(qū)電力輸送能力。
更靈活自動化的未來配電網(wǎng)
智能電網(wǎng)的概念最早由電氣與電子工程師學會（IEEE）所提出，它涉及發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度的多個電力環(huán)節(jié)。為了更好地適應可再生能源的發(fā)展，滿足客戶的用電需求，參加這次會議的不少國內外專家都著重強調了未來配電網(wǎng)的發(fā)展。
與會專家表示，在智能配用電領域，要重點突破主動配電網(wǎng)運行控制與管理、分布式電源與微電網(wǎng)并網(wǎng)及運行控制、直流配電網(wǎng)、多能源互補的配電網(wǎng)智能調度等關鍵技術，實現(xiàn)配電網(wǎng)—電源—負荷協(xié)調控制和優(yōu)化運行，實現(xiàn)配電網(wǎng)主動自愈、分布式電源即插即用和多元化負荷的靈活、高效接入，提高配電網(wǎng)調控能力、運行效率以及供電安全可靠性和電能質量。
國際供電會議組織主席西奧多˙康納介紹了配電網(wǎng)技術的發(fā)展情況以及面臨的挑戰(zhàn)和轉變。隨著電力需求的增加，未來的能源使用中，電力使用的比例會不斷提高；以往都是大公司來輸電和賣電，隨著分布式光伏、微電網(wǎng)等小規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展，這種模式也逐漸被打破。電力系統(tǒng)中的配電將扮演更加重要的角色。如今的配電系統(tǒng)，需要加強對電壓的監(jiān)控，并實現(xiàn)智能電表計價和智能用電管理。
意大利卡利亞里大學教授法布瑞里奧˙匹羅介紹，到2020年，意大利的供電網(wǎng)絡中會有大量光伏的融入，他強調要對智能電網(wǎng)和積極配電網(wǎng)絡進行規(guī)劃和優(yōu)化，不僅要有靈活的拓撲學結構，有效控制分布式能源組合，還要將信息和通信等先進的技術考慮進來。傳統(tǒng)的規(guī)劃方法并不適用于智能配電網(wǎng)，需要增加靈活性，融入數(shù)據(jù)建模和反饋機制，把用電需求和發(fā)電進行智能化的連接，對負荷進行智能化的控制。
英國曼切斯特大學教授瓦迪米爾˙特茲加強調了智能電網(wǎng)的一體化，他表示，中國在建設能源互聯(lián)網(wǎng)，而未來歐洲也會有一個一體化電網(wǎng)。這是基于新型傳感器的新型智能化電網(wǎng)，能夠實時地動態(tài)測量電網(wǎng)數(shù)據(jù)，并且能夠適應可再生能源的大量接入，發(fā)展相應的新技術非常重要。
電力系統(tǒng)自動化咨詢顧問托尼˙依普進一步強調了配網(wǎng)自動化傳感器的重要性。智能電網(wǎng)要能夠自動對故障進行隔離定位，并且自動恢復，因此必須要有新的傳感器技術。配電網(wǎng)中有數(shù)千個節(jié)點，傳感器之間的距離必須較短，而且其本身體積要較小，敏感度和可靠性高，比如光子傳感器、電流傳感器和電壓傳感器等。
多能互補的分布式能源系統(tǒng)
“未來的電網(wǎng)發(fā)展中，大型能源網(wǎng)絡越發(fā)重要，同時小型微電網(wǎng)也蓬勃發(fā)展，他們相輔相成，共同發(fā)展?！蔽磥恚煌貐^(qū)的電網(wǎng)中將會出現(xiàn)不同的能源組合，以往的用電方也可以成為發(fā)電方，因此電網(wǎng)必須更加智能可控，要實現(xiàn)雙向負荷流的管理。國際大電網(wǎng)委員會主席克勞斯˙弗羅利希在會議上這樣表示。
他重點介紹了提高間歇性可再生能源發(fā)電出力的挑戰(zhàn)與策略。太陽能、風能是一種間歇性的資源，當電力系統(tǒng)中可再生能源發(fā)電的比例越高，系統(tǒng)的靈活性就要越高。隨著分布式能源的發(fā)展，未來的電網(wǎng)需要具備靈活的各種發(fā)電能力，發(fā)電之后還要為用電者提供更好的客戶服務。
為了實現(xiàn)這樣一種主動的能源供應網(wǎng)，需要在現(xiàn)有智能電網(wǎng)的基礎上實現(xiàn)升級，安裝更多的能源存儲裝置，引入更新的電力系統(tǒng)防故障概念，同時重視個性化的小微電網(wǎng)發(fā)展。
中國電力科學研究院“千人計劃”專家馬釗也認為，多種能源裝置是未來電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。未來需要建立電力管理微系統(tǒng)，開發(fā)一些高級電力管理變流器。比如能源路由器就是一種新的設備，把它設置在智能的系統(tǒng)中，實現(xiàn)監(jiān)控功能，獲得更高的效率。另外，他強調，傳統(tǒng)的電路理論不能用于分析微電網(wǎng)，需要做更多新技術的相關研究。他也提倡，未來可以在城市市區(qū)設立獨立的能源供應網(wǎng)絡，因為居民做飯、冬季供暖和夏季開空調都會使電力系統(tǒng)壓力增大，建立獨立能源網(wǎng)更有助于滿足熱電和供暖的要求。
談到新能源的發(fā)展，中國電力科學研究院“千人計劃”專家雍太有則強調，提升能源效率也是中國面臨的緊急任務，需要各方共同努力。尤其要提高新能源發(fā)電效率，應用新型的先進技術改變傳統(tǒng)的能源使用方法，通過能源監(jiān)控系統(tǒng)、傳感器、智能電表等，幫助用戶管理能耗。
可再生能源滲透率的提高，也引發(fā)了關于可再生競爭性電力售電策略的討論。德國華人新能源協(xié)會主席廖宇介紹，中國的電力系統(tǒng)已經(jīng)開始進行改革，截至今年7月，我國不同的省份已建立起22個電力交易市場和700多家電力零售公司。他表示，智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，改變了能源供應的模式和相應的商業(yè)模式。德國在智能電網(wǎng)上就有很多創(chuàng)新，比如提出德國工業(yè)4.0，也建立了不同的商業(yè)模式和多種價格體系，如針對不同季節(jié)、不同時間段、不同電力質量，都有不同的價格。他特別呼吁中國提升需求側的能源效率。
新能源的快速發(fā)展少不了前瞻性新技術的輔助。多位與會專家表示，要重點開展大規(guī)模、長壽命、低成本，高安全新型化學儲能以及高效率、低成本物理儲能技術，能源互聯(lián)和服務互動的能源互聯(lián)網(wǎng)技術等前沿技術研究，為未來電網(wǎng)及新一代能源系統(tǒng)的發(fā)展奠定基礎。比如清華大學教授梅生偉就著重介紹了壓縮空氣儲能技術。
發(fā)展更加智能、高效、清潔和可靠的電力網(wǎng)絡已經(jīng)成為世界各國的共同選擇，我們有理由期待，隨著各國電力領域企業(yè)、專家和學者們的共同努力，未來供用電技術將會越來越成熟，每一個電力使用者都能享受到更優(yōu)質的電力服務。
