智能電網點亮信息時代
快速發展的中國經濟對可再生能源大規模應用和高質量電力需求已使電力系統革命箭在弦上,信息技術和物理電網的合流勢在必行,而近日天津北京陸續開展的智能電網小區試點,不僅使普通人親身體驗到智能電網帶來的低碳生活,而且期待智能電網技術引領一個嶄新的信息時代。
堅強電網
確保電力安全穩定
電力革命給人類帶來現代文明生活,但同時,信息革命縱深發展的今天給傳統電網帶來了更多機遇和挑戰。2003年美加大停電使美國電力行業下決心利用信息技術徹底改造老化的電力設施,揭開了智能電網研究序幕。華北電力大學副教授林俐介紹說,我國智能電網研究和建設首要目標是“堅強”,即安全穩定,有能力抵御惡劣天氣和外部攻擊并確保電力供應安全。
受現實情況制約,我國必須進行遠距離大規模能源傳輸,但這使電網運行穩定性下降,產生電力損耗、壓降增加等一系列問題,只有提高電壓等級才能解決。業內普遍認為,特高壓電網建設將成為中國智能電網的核心環節。但是,很多專家對特高壓交流技術提出了強烈質疑,認為這將把區域電網聯接起來,有導致全國大停電的危險。對此,華北電力大學張建華教授說:“目前只有一條特高壓交流線路在運行,當然會有上述危險,但整體網絡建立起來后,將會有多條線路互為備用,保障安全穩定。通過努力,最終我國將建設一個全國互聯、分層、分等級的智能電網立體化結構,通過局部平衡和整體協調的縱深防御可以有效地維護全系統安全。”
節能減排
開啟綠色能源之門
智能電網被國際公認為解決21世紀能源問題的一大方案,我國加大對智能電網的研究建設力度,旨在通過將目前單向封閉的大機組集中發電轉化為集中發電和分布式發電并存,大力發展新能源和可再生能源的發電模式,逐步改善目前以煤炭為主的能源結構,減輕電能損耗和環境污染。
與集中發電相比,分布式發電及電源能夠“即插即用”,形成自我平衡的微型電網,并通過配電網與主干電網并聯運行。這種微型電網是智能配電網的一種結構,既可以保證大電網出故障時仍可為用戶供電,又可以克服在聯網運行時對大電網的影響,可謂是一舉兩得。
分布式發電技術也為進一步利用可再生能源和回收廢棄能源資源建立了全新平臺。風力、太陽能發電、生物質能發電等如果可以實現并網,將降低火力發電比例,減輕溫室氣體排放。同時,新能源巨大的并網需求也倒逼智能電網建設迅速推進,例如我國風電裝機以年均約70%的速度增長,而西北等地區落后的電網設施導致不少已建成的風電機組棄風或脫網運行,造成巨大浪費。
大量間歇性新能源接入給智能電網帶來巨大挑戰。風電、太陽能等的間歇性、可預測和可控性差等特點,導致電網運行條件惡化。風電并網等問題目前仍是我國智能電網發展的瓶頸。張建華說:“新能源并網是智能電網目標之一,大力發展可再生能源和分布式發電需要解決以下幾個問題,一是要協調調度監控,制定好并網規則;二是要加強儲能技術的研究和應用;三是以靈活的電價機制促進用戶參與互動,接納新能源,從而達到削峰填谷的作用。”
以人為本
電網與用戶友好互動
驅使人們進行智能電網研究的,不是電能的成本,而是“不合格的電能成本”。傳統輸電和變電模式使電能在傳輸過程中的損耗過高,而這些成本全部通過電價轉移給用戶。林俐認為智能電網將大大地改善這一現狀。
“智能電網將是一個開放系統,用戶可以根據自己喜好使用新能源,并選擇優質優價的電源,甚至可以自行發電,并把沒用完的電能儲存起來,賣給電力公司,通過局部效率優化達到整個電網的優化。”林俐介紹說,“在智能電網試點項目中,相關服務終端和交互設備已建立起來,使用戶能遠程遙控電器,錯開電力高峰、節省費用。”
智能電網被形象地比作發生在身邊的“革命”,其發展的終極目標歸根結底還是要落實到滿足人的需求層面上。雖然目前智能產品的技術標準還沒有統一,傳統電網的改造也是一個漫長艱辛的過程,但林俐仍對智能電網的未來保持樂觀態度,她為我們描繪了這樣的愿景:“屆時通過資源共享,信息共享,交通問題、能源危機、環境問題都能得到大大緩解,甚至城鄉區別也會縮小,都市交通得到改善,人們的生活習慣會發生翻天覆地的改變。”
智能電網小檔案
智能電網簡單來說就是電網的智能化,它建立在雙向的通信網絡的基礎上,將高級測量體系、傳感技術、通訊技術、高溫超導技術、儲能控制等新技術成果應用于傳統的物理電網,引入新的智能產品和服務,在互動的基礎上滿足現代用戶對電能質量的高要求,最終確保供電的安全性和可靠性,減少電能損耗,增加環保效益。
責任編輯:電朵云
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