盤點世界各國智能電網建設路線

2013-09-24 16:18:21 經濟參考報　點擊量：評論 (0)

隨著智能電網時代的到來，世界各國的智能電網建設已經全面啟動。在智能電網理念逐步成為業界共識的進程中，政府正成為建設新能源基礎設施的主動力量，許多國家都確立了智能電網建設目標、行動路線及投資計

歐洲議會2009年通過了促進可再生能源利用的指令，規定到2020年歐盟地區的可再生能源供應量應達到全部能源供應量的20%。而歐盟15個成員國 (EU15)(2004年前歐盟的15個成員國)的可再生能源工業的目標是2020年可再生能源發電量達到總發電量的33%。在一系列能源政策的引導下，歐洲確定了分布式發電的發展方向。與之相適應的研究重點集中在動力與能源轉換設備、資源深度利用技術、智能控制和群控優化技術以及綜合系統優化技術上。其中，與電網相關的研究主要針對分布式發電系統的電網接入研究，以及解決分布式發電與現有電網設施的兼容、整合和安全運行等問題。

在英國，智能電網的探索方向是可再生能源發電和智能配電。英國能源公司計劃建設的8.6GW潮汐發電工程，將成為世界上最大的潮汐發電站，并計劃于2020年把利用風力發電獲得的電力直接輸入城市電網。

但是，可再生能源利用存在一個突出問題，就是目前得到廣泛應用的太陽能和風能發電受氣象條件影響嚴重，供應狀況穩定性差，氣象條件的任何變化都會立即導致發電量變化。在電力需求增加或供應下降時，電網頻率有可能發生變化。當大型風電場的風速明顯降低，或太陽能電站上空飄過一片云，電網頻率可能會下降。若頻率下降幅度達到1Hz，應急發電裝置必須立即增加供電量;若電網頻率下降幅度達到48.8Hz，歐洲電網運行管理中心必須切斷部分線路的供電，這意味著一些地區會因此停電。

在英國電網中，典型的電能流向是從北向南，在低壓用戶端(電壓為400V)有一定數量的家庭使用燃氣熱電聯產機組或太陽能光伏發電裝置、風力發電裝置。雖然原來的輸電網仍然存在，但是新建的輸電網更多的是互動供電網絡。互動住宅供電可以將住宅中剩余的電力逆向輸入電網，這是英國電力法中已明確規定的運行方式。因此，電網公司面臨著技術上的改進和創新(如需要雙向保護等)，這種互動供電給電網的穩定控制和調度造成很大困難，不但給電網技術、體系、市場、管理等方面造成影響，而且對傳統的供電、發電、輸電、配電也是一種挑戰。

同時，在用電負荷側對電網穩定運行的要求進行響應，是近年來智能家電技術發展的新課題。以冰箱為例，冰箱與電網運行管理中心之間可以進行雙向信息交換，在電網供需平衡出現異常時，冰箱的控制裝置會立即做出響應，根據電網頻率的變化幅度以及冰箱內各區域的溫度，在完全不耗電或低耗電模式下運行。一般情況下，只要冰箱內相應區域的溫度不高于規定范圍，壓縮機將處于停機狀態。不同家電產品的需求響應模式有所不同，目前歐洲家電企業正在積極開發這類產品。

記者從歐盟經濟和社會委員會了解到，在歐洲智能電網技術課題中，家用燃氣熱電聯產裝置并網技術的發展，將促進燃氣熱電聯產裝置的普及。

燃氣熱電聯產裝置的并網與太陽能光伏發電裝置的并網有相似之處，兩者均由電網末端向電網供電。燃氣熱電聯產裝置的優點在于，供電時間和功率更易控制。利用智能電網的信息交換功能，使用者可以規定家用熱電聯產裝置向電網供電的時間和供電量。利用智能電網進行協調運行，能夠實現雙向的實時信息交換，更有利于提高電網的可靠性、電能質量和運行效率。

目前，法國政府鼓勵家庭安裝微型發電裝置，如家用燃氣熱電聯產裝置。在利用燃料獲得電能的過程中，通常需要先將燃料的化學能轉換為熱能。按照熱力學原理，熱能不可能全部轉換為電能，發電過程必然產生副產品—熱量。熱電聯產是對發電過程中產生的兩種形式的能量—電能和熱能均加以有效利用。家用燃氣熱電聯產裝置的典型運行方式是，將燃氣轉換為動力或直接發電，同時回收利用熱能。因此，相對于大型發電設備而言，家用燃氣熱電聯產裝置的能源利用效率可以提高1倍左右。不過，目前英國家用燃氣熱電聯產裝置的安裝數量仍然很少，還沒有對英國電網運行造成明顯影響。

與日本家用燃氣熱電聯產機組主要采用內燃機為原動機的做法不同，歐洲的產品則更多使用外燃發動機為原動機，以斯特林