袁懋振：实事求是研究推进智能电网建设

2013-10-22 14:56:53 能源杂志　点击量：评论 (0)

2009年上半年，美国奥巴马政府公布了总投资高达45亿美元的智能电网技术投资计划，并随后要求美国国会尽快通过相关立法。然而，对智能电网这个风靡全球的名词，正如互联网诞生后的很长一段时期一样，不同

2009年上半年，美国奥巴马政府公布了总投资高达45亿美元的智能电网技术投资计划，并随后要求美国国会尽快通过相关立法。然而，对“智能电网”这个风靡全球的名词，正如互联网诞生后的很长一段时期一样，不同的研究应用主体都有着各自的理解。
如何认识和把握智能电网的本质内涵？电网企业面临怎样的挑战和机遇？南方电网将如何结合国情、结合自身实际研究推进智能电网建设，目前有何基础、有何思路、将采取哪些举措？如何解决今后发展智能电网所面临的一系列问题？
日前，中国南方电网公司党组书记、董事长袁懋振接受了《能源》杂志记者的专访。
　
《能源》：智能电网概念提出后，在全社会引起了广泛反响，南方电网对此是如何认识的？
袁懋振：智能电网是当今世界能源产业发展变革的最新动向，体现了社会的进步，代表着未来发展的方向，它作为一个与时俱进的名词，将被固化下来。
任何新事物，都有一个从无到有、从初生到成熟的过程。智能电网的概念目前已被广泛接受了，但其定义还处在不断探索完善的过程中。从启动智能电网研究，到签署和颁布相关法案和文件，美国和欧洲对智能电网的定义也一直在不断完善。目前，国际上GE、ABB、IBM等一批电力设备供应商及IT企业，国内不少科研机构、高等院校和生产厂商，也纷纷提出了各自的智能电网定义和技术解决方案。我们作为业内人士，还要继续通过深入探索，进一步研究智能电网的实质内容，把握它的本质内涵。
要特别强调的是，智能电网的概念已涵盖了提高电网科技含量，提高能源综合利用效率，提高电网供电可靠性，促进节能减排，促进新能源的利用，促进资源优化配置等内容，最终是实现电网效益和社会效益最大化，使人们的生活更加简便高效，使社会更加节能环保。发展智能电网是一个社会联动的系统工程，不仅仅是电网企业的事情，还涉及新能源的开发利用和接入，涉及通信、IT和家电等制造行业，需要政府、相关行业、消费者以及社会各界的共同努力，共同发展低碳经济，共同建设资源节约型、环境友好型社会。
对电网企业而言，智能电网的提出带来了巨大的挑战和机遇。智能电网的建设牵涉面很广，包括输电、变电、配电、调度、通信等诸多环节，任务复杂而艰巨，是一项需要付出长期努力的工作。同时，研究推进智能电网对于电网企业是一个难得的发展机遇，有利于利用高新技术对电网进行改造、提升电网运行和管理水平，有利于进一步提高节能减排水平，有利于资源优化配置，有利于新能源的开发利用和用电市场的良性增长，有利于最大限度地利用电力网络资源提高能效，为客户提供更好的服务和创造更大的价值，有利于电网企业经营和业务模式的革新。所以，在智能电网这一问题上，我们应以敏锐的眼光、超前的思维、战略的高度来把握发展的方向。
　
《能源》：目前世界上很多国家都在研究推进智能电网建设，南方电网在实现路径上，将做出怎样的抉择？
袁懋振：研究推进智能电网建设，要结合国情、结合南方电网实际，实事求是，走自己的路子,建设中国特色的智能电网。
不同的国家建设智能电网，都有各自不同的国情、不同的原动力。比如美国，它的电网高速发展期早已过去，大部分电力设施投运了25年以上，老化的电网设施与用户需求之间的矛盾日渐尖锐。在国际金融危机的背景下，新任美国总统奥巴马认为能源产业是美国拉动内需和科技创新的最佳结合点，提出了推动智能电网发展的新能源计划，其意图是进行一次新能源产业革命，以此拉动美国经济。
而欧洲发展智能电网，严格的温室气体排放政策显然起到了更大的推动作用，他们的建设重点，是促进并满足风能、太阳能等可再生能源快速发展的需要，充分开发利用大型集中式发电和小型分布式电源，减少碳排放量。比如丹麦，国土面积小、矿藏少，同时风力充足，所以因地制宜，将建设智能电网的关键放在利用储能技术解决好风电的间歇性上，用电动汽车上的电池来存储多余的风电，有需要时电池又将电力回输到电网中。又比如意大利，国土面积、人口大致相当于我国一个中等省份，能源比较短缺，电力峰谷差不断拉大，因此他们发展智能电网的重点，是大力推进智能表计项目，以有效消减高峰负荷，节省基础设施投资，提高服务水平。
由此可见，国情、网情不同，智能电网的实现路径必然会有所不同。我国地域广、人口多、底子薄，区域经济社会发展差异大，能源资源分布很不平衡，人均资源少，产业结构、消费结构、经济增长模式及电源电网发展状况等都有着自身的阶段性特点。从南方电网来看：
首先，南方区域东西部能源资源和经济发展的极不平衡，赋予了南方电网通过西电东送实现资源优化配置的重任。目前南方电网仍处在高速发展期，尤其是云南等西部水电的开发还将持续20年，如何通过应用先进灵活的输电技术，来提高西电东送主网架的安全稳定性和资源优化配置能力，是我们建设智能电网的一个重要考量。
其次，南方电网城市和农村配网的变电容量不足、网架薄弱、自动化水平不高，使得供电可靠率与世界先进水平相比有较大的差距。因此，坚持“以客户为中心”，努力提高供电可靠率，这也是我们建设智能电网的一个重要考量。
再有，这几年南方区域特别是广东经济的快速发展遭遇到很大的能源约束和环保压力，因此从建设绿色电网、满足低碳社会发展需要来看，南方电网要充分利用水电、风能、太阳能等可再生能源，大力支持新能源快速灵活地接入电网，主动引导电动汽车等新型环保产业的发展，这是我们建设智能电网的又一个重要考量。
所以，在南方五省区，建设一个怎样的智能电网，如何建设智能电网，必然要紧密结合自身的实际，确定发展路线和阶段目标，分步实施、重点推进、跟踪调整，这是实事求是、可行的做法。

《能源》：智能电网并不是一个从零开始的概念，是之前电网研究建设和提高电网科技含量的延伸。南方电网公司在相关领域已经做了哪些工作？
袁懋振：你说的很对。南方电网公司历来重视新技术的研究与应用，在网络保护、灵活输电、数字化变电站、分布式供能系统、新能源与可再生能源快速灵活接入电网、节能调度、不同特性发电设备综合调控、交直流电网稳定控制，以及提高配网智能化水平、提高终端负荷侧的科学管理水平、提高节能减排水平等方面取得了显著成效。 2006年，在国内率先开展了“数字电网”体系研究，制定了南方电网由“数字化”向“智能化”发展过程中各环节的阶段性建设目标。这些都是智能电网建设的组成部分。特别是以下几方面的成果，为我们研究推进智能电网建设打下了良好的基础：
积极采用先进的灵活输电技术，基本建成了各电压等级协调发展的电网。
目前，南方电网已成为世界上结构最复杂、联系最紧密、科技含量最高的电网之一，顶尖的输电技术在网内门类齐全。为适应国家西电东送战略推进的需要，我们正在建设云广特高压直流输电工程，这是世界首条±800千伏直流输电工程，是国家特高压直流示范工程，抢占了特高压技术的制高点。500千伏贵广第二回直流输电工程是我国直流输电自主化依托项目，实现了综合自主化率70%以上的目标。我们在500千伏交流输电网中成功应用了串补、可控串补、静态无功补偿等世界先进技术，有效提高了电网的输电能力和运行稳定性。不断加大电网建设改造力度，电网结构日趋完善，220、110千伏电网也形成了比较坚强的网架。进行了35千伏超导输电系统、超导限流器的研究试验，不断取得新进展。开展了20千伏电压等级配电网的研究，启动了试点建设，进一步增强配网的供电能力和经济性，适应分布式能源接入的需要。同时，我们在500、220、110千伏各电压等级都建设了数字化变电站，制订了相关技术规范，在数字化变电站建设和管理方面积累了丰富的经验。
大力实施西电东送，充分发挥了资源优化配置大平台的作用。
目前，南方电网已经建成“四条直流、八条交流”12条500千伏西电东送大通道，每条都在1000公里及以上，最大输电能力达2100万千瓦，是国内西电东送规模最大、效益最好、发展后劲最强的电网，为推动水电等可再生能源的发展、优化配置区域资源、促进东中西互联互动作出了重要贡献。前几年在严重缺电和重大自然灾害情况下，我们坚持全网一盘棋，利用地域差、温度差、时间差，做好电力电量平衡协调，精心安排运行方式，快速灵活调度，过去六年西电东送电量累计达到3814亿千瓦时，西电已经占到广东统调负荷的1/3左右，成为广东电力供应不可或缺的重要组成部分；在广西、云南、贵州有困难的时候，也利用南方电网的平台给予支援，度过难关。东西部共享了大电网的效益，实现了全盘皆赢。特别是去年初的抗冰保电充分证明，以区域电网为单位，有利于快速灵活地优化配置省间资源，提高资源利用效率。
准确把握新一代大电网调控技术的发展方向，研制成功了多直流协调控制系统和网络保护系统。
在国家发改委的支持下，我们历时近四年研发、安装、调试了“基于广域信息的多直流协调控制系统”，最近将投入正式运行，为确保主通道的安全可靠运行发挥重要作用。我们还研制成功了基于同步采样的广域信息网络保护系统装置，可以自动识别电网多种运行状态，实现自动适应系统运行方式的差动保护，并对故障进行快速准确定位，较大程度优化了保护性能。
认真落实国家关于节能减排的部署，在节能发电调度、分布式供能、新能源并网技术等方面进行了有效探索。
我们先后在贵州和广东两省进行节能发电调度试点，建立健全节能发电调度管理体系，构建了节能发电调度技术支持系统，促进了保障节能发电调度顺利开展的相关政策法规的出台。2008年，贵州省全年节约标煤282万吨，二氧化硫减排77.8万吨；广东电网统调燃煤机组共节省标煤31.58万吨，全年二氧化硫减排约60万吨。此外，牵头承担了国家863项目“高效节能与分布式供能技术专题”中的两个目标导向类项目——“兆瓦级燃气轮机分布式冷电联供技术集成与示范研究”和“兆瓦级冷热电联供分布式能源微网并网关键技术研究和工程示范”，并在广东佛山开展了分布式供能示范工程建设，整体工程预计2010年1月投入试运行。在云南还开展了太阳能光伏发电等新能源的并网技术研究。
我们一直密切跟踪国际上对智能电网的研究应用，及时准确掌握国际上智能电网建设最新情况，并成立了智能电网研究所，建立了智能电网研究联席会议制度，及时掌握信息，研究问题，提出决策建议。我们正在继续跟踪世界智能电网的发展趋势，加强与国内外科研机构、有关企业、高等院校的交流合作，做好技术储备。
　
《能源》：在研究推进智能电网建设方面，南方电网目前有哪些基本思路，正在采取哪些工作举措？
袁懋振：我们将认真贯彻胡锦涛总书记提出的“大力发展绿色经济，积极发展低碳经济和循环经济”的要求，从积极落实节约资源和保护环境的基本国策出发，从南方电网的实际出发，通过研究推进智能电网建设，配合政府建设“低碳社会”，不断提高节能减排水平、优化资源配置的水平，推动可持续发展，为建设资源节约型、环境友好型社会和建设创新型国家不断作出贡献。
经过深入研究，我们认为，从电网本身来看，智能电网首先是一个具有先进技术水平的安全、可靠、高效、灵活的现代化大电网，是各电压等级电网的协调发展，是现代先进技术与电网的有机结合；我们建设智能电网的目标，是实现电网的安全、可靠、高效运行和对“低碳社会”发展需要的灵活适应。
总的来说，我们将加大智能电网技术研究应用力度，以提高供电可靠率为总抓手，促进电网规划、建设、运行、服务、技术、管理等各方面的全面协调可持续发展；大力加强各级电网的建设，促进各电压等级电网的协调发展，不断提升电网的技术水平，增强驾驭复杂大电网的能力；坚持“以客户为中心”的理念，持续优化业务流程、提高服务能力和服务水平；积极推动节能减排新技术的开发，做好技术储备，为接入新能源提供良好的条件。
具体而言，我们将紧密结合智能电网建设，进一步强化西电东送骨干网架，研究先进的灵活交流输电设备和轻型直流输电应用技术，开展高压网甚至超高压网的超导限流技术研究，提高主网的输送能力和可控性，满足西部水电可靠送出等的需要；有规划、有标准地开展城农网改造，在今明两年每年新增投资约300亿元用于城网改造和农网完善的基础上，今后还将持续加强建设改造，切实提高电网运行的安全性和经济性；开展智能电网信息系统体系与架构研究，开展风电、太阳能发电、储能设备/电动汽车、分布式能源等成规模发展后对电力系统的影响和对策研究，在水能利用、节能调度、降损技术、分布式能源接入、智能电表、储能技术等方面开展研究试点。同时，超前思考，搭建好通信、信息两个平台，进一步规范和加强数字化变电站建设。
按照分步实施、重点推进、跟踪调整的思路，当前阶段，我们研究推进智能电网建设的重点，是提高配网的智能化水平和终端负荷侧的科学管理水平。我们正在从配电系统开始，从条件比较成熟的地域和业务着手进行试点，在这两方面寻求突破。
其一是提高配网智能化水平。配网智能化的核心目的是提高供电可靠性和电能质量，提高配网经济性与灵活性。我们将做好配网规划，依托集成化智能配电设备技术、自动化技术、通信技术、信息技术、分布式电源技术、储能技术等，建设结构合理、安全可靠、经济环保、技术先进、信息畅通的现代化配网，提升配网在网络重构、潮流优化和自愈控制方面的智能化水平，提高配网整体资产利用率与管理水平。从这一思路出发，我们主要开展以下工作：一是深入探索配网智能化的内涵和技术特征，构建促进配网智能化的整体技术构架，制定和实施相关技术标准和规范。二是加大规划建设力度，进行精细化规划，进一步强化配网网架结构，提升配电网供电能力和供电可靠性。三是积极推进配网自动化与信息化建设，加强集成化智能配电设备技术的研究和应用，实现包括配网运行监控、供电可靠性统计分析、电能质量监测等功能的综合自动化，为实现配网智能化奠定基础。四是加强配网信息一体化应用平台关键技术研究，实现灵活调整、快速控制、风险评估、安全预警、紧急自愈、精细管理等功能。五是研究应用新能源、分布式能源和储能设备的接入技术，加强对集中/分散式储能、电动汽车充电站、智能调度和通信、配电网互动技术等关键技术的研究，开展试点，逐步推广应用。
其二提高终端负荷侧的科学管理水平。终端负荷侧指电网的客户一方。对终端负荷侧的管理应是政府行为，现在我们主动承担社会责任，致力于提高终端负荷侧科学管理水平，促进客户服务水平的提高，配合政府提高全社会节能减排和新能源利用水平。在这方面，一是构建适应智能电网发展的用电技术框架体系，形成智能用电有关各业务领域的标准规范体系。二是重点加强用电业务领域基础建设，实现购、供、用三个环节信息的快速传递、全面掌握，将需求侧反馈信息从大用户延伸到低压用户，同时完善智能计量体系建设，实现自动计量系统的升级改造，实现“全采集、全覆盖”。三是逐步构建能够覆盖全业务流程的智能用电系统和双向互动的营销技术支持平台，为客户提供可靠、优质的用电服务和多元、互动的增值服务，为客户提供能效管理策略，通过与用户的友好互动实现电网设备利用效率的有效提高。四是研究智能电表、智能家电的应用技术，与相关产业合作，大力推动电动汽车等的发展，研究支持大规模电动汽车充电的电网控制技术，并开展试点。
例如，南方电网积极关注新能源汽车发展动态，今年7月，智能电网技术研究工作小组赴深圳比亚迪公司进行了调研，与比亚迪公司就共同开展智能电网研究与建设的相关合作事宜进行了洽谈，初步确定将电动汽车充电、储能技术作为首期合作研究工作的重点领域。
　
《能源》：我国对智能电网的统一规划目前还尚未出台，对此南方电网有什么建议？
袁懋振：我们有三方面的建议：首先是加强领导和政策引导。建议国家尽快成立由有关部委牵头，电网企业、发电企业、制造企业、科研机构、高等院校等多方参与的智能电网建设领导协调小组，组织编制我国的智能电网标准体系，形成一个全面和权威的标准，尽快确定我国智能电网发展方向。同时，对于符合这个发展方向的产业，建议国家出台政策，鼓励企业增加研发投入、自主掌握核心技术，鼓励电网企业、发电企业、用户等优先使用这些装备、技术和产品，真正使全社会联动起来。此外，由于智能电网建设超过一般常规项目的投资，建议国家尽快出台智能电网建设项目立项审查的有关政策，从经济、技术角度合理评估建设项目的可行性和投资规模。
其次是加大对新能源快速灵活接入电网试点工作的扶持力度。目前由于种种技术、经济问题尚未有效解决，新能源产业未能大规模发展，也没有完全形成促进新能源健康发展的配套政策、法规体系。发展新能源是智能电网建设的重点内容，应尽快推出有关鼓励性政策，使电网、发电企业和其他各方能更积极有效地合作开展新能源快速灵活接入电网试点。
然后是提供电价政策方面的配套支持。为实现发电资源优化配置、推动新能源建设，需要配套的定价机制来合理确定水火电和可再生能源、分布式能源的上网电价。智能电网的一项重要特征是电网与发电企业、用户的互动，以促进发电、用电的合理安排、达到节能经济运行的目的，而互动的关键动力是分时电价，因此需要更加灵活的分时电价配套政策支持。