武建東三論互動電網(wǎng):下一代全球電網(wǎng)基本模式
一場以“互動電網(wǎng)”為核心的世界電力改革漸入深水區(qū)。 4月24日,中國國家電網(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞訪美,與美國能源部長朱棣文相晤,并在華盛頓一場題為“更堅強的電網(wǎng)——中國與美國展望”的會議上發(fā)表主旨演講稱:“中國國家電網(wǎng)公司正在全面建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎,以信息化、數(shù)字化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領先的堅強智能電網(wǎng)。”這個觀點標志著中國國家電網(wǎng)開始接受互動電網(wǎng)概念。 5月7日,國家電網(wǎng)公司黨組會議明確提出,堅持走中國特色的電網(wǎng)發(fā)展道路,加快建設“堅強的智能電網(wǎng)”,這表明中國電網(wǎng)發(fā)展必然要走電網(wǎng)互動化的陽關大道。 與此同時,早報獲悉,美國將于6月公布一項簡稱為“IEEE P2030”的智能電網(wǎng)標準和互通原則,這個標準的核心就是推動電力工程、通訊和信息技術的互動。 著名能源問題專家武建東教授從我國電網(wǎng)的現(xiàn)狀出發(fā),率先提出中國國家電網(wǎng)公司需要大力發(fā)展“互動電網(wǎng)”的觀點,把智能電網(wǎng)推向嶄新階段?;与娋W(wǎng),即Interactive Smart Grid,智能電網(wǎng)的含義已包涵其中。 在東方早報2月2日《全面推動互動電網(wǎng)革命,拉動中國經(jīng)濟創(chuàng)新轉(zhuǎn)型》和3月9日《再論中國互動電網(wǎng)革命:領跑下一代全球能源》兩篇文章的基礎上,武建東先生今天再次為早報獨家撰文,更明確提出:互動電網(wǎng)是中國電網(wǎng)現(xiàn)代化的核心,互動電網(wǎng)是下一代全球電網(wǎng)的基本模式。 武氏構建的“中國智能互動電網(wǎng)的體系架構”也日漸清晰。 武建東 單向運轉(zhuǎn)的百萬公里以上的中國電網(wǎng)是最浪費的網(wǎng)絡資源,為此,互動電網(wǎng)的變革應該替代特高壓計劃成為中國電網(wǎng)發(fā)展的首要目標,這將是一個比3G業(yè)務更加宏大的產(chǎn)業(yè)空間,一個比3G業(yè)務更能夠推動內(nèi)需體系轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略機遇。倘若2009年就啟動國家互動電網(wǎng)的改造,每年有可能拉動國民經(jīng)濟增長一個左右百分點。如由各地電力、通訊和軍隊通訊兵聯(lián)合施工,三到五年內(nèi)我國主要城鎮(zhèn)可以初步實現(xiàn)電網(wǎng)的互動化運行并占領全球能源變革的制高點。 互動電網(wǎng)是中國電網(wǎng)現(xiàn)代化的核心,互動電網(wǎng)是下一代全球電網(wǎng)的基本模式。 發(fā)展智能電網(wǎng)正在成為國際新能源革命的戰(zhàn)略起點 ●全球主要經(jīng)濟體正面臨著一次使電力體系效益最大化的歷史機遇,整合或改造這個傳統(tǒng)電力流程,其本質(zhì)就是更有效地重組人類的能源體系,改造人類基本的生產(chǎn)方式。以信息化電網(wǎng)重塑全球電力體系是危機時代人類提高能源效率的最佳捷徑。 2009年4月24日,美國眾議院能源和環(huán)境委員會對新的美國氣候法案進行了激烈的辯論,這個法案是美國200年來有關氣候問題最重要的法律,也是美國推行新能源變革的戰(zhàn)略基準。民主黨的靈魂人物是前副總統(tǒng)戈爾,共和黨的領軍人物是前議長金里奇,兩黨在攸關美國未來的能源和氣候政策方面大相徑庭,而在發(fā)展智能電網(wǎng)、提高電網(wǎng)效率方面卻取得了驚人的一致性,這不僅是美國黨派利益難得的結合部,也將是奧巴馬能源革命獲得重大突破的一個起點。 金里奇認為,發(fā)展智能電網(wǎng)有三個方面的可取之處,即:提高電網(wǎng)的可靠性,減少電網(wǎng)的高峰負荷和接入可再生能源。這個認識雖然不能反映智能電網(wǎng)的全部價值,但至少說明美國大力發(fā)展統(tǒng)一智能電網(wǎng)的障礙正在減少。而且在奧巴馬的能源變革之中,發(fā)展統(tǒng)一智能電網(wǎng)將是最可能獲得短期戰(zhàn)略躍進的主力領域。 這個戰(zhàn)略主題已經(jīng)成為美國戰(zhàn)勝金融海嘯的天使。2009年1月25日——奧巴馬上臺5天之后,美國白宮就發(fā)布了《經(jīng)濟復興計劃進度報告》,其中美國政府宣布未來3年以內(nèi)將為美國家庭安裝4000萬個智能電表,同時投資40多億美元推動電網(wǎng)現(xiàn)代化。美國能源部部長朱棣文最近也表示,奧巴馬總統(tǒng)已宣布向美國企業(yè)提供24億美元,用于制造插座式混合動力車和車用電池,美國能源部也在加強車用電池的研究。電池是新型電網(wǎng)最重要的客戶工具,這樣就可以更大體量地創(chuàng)造智能電網(wǎng)的應用運轉(zhuǎn)空間。 5月7日,美國又宣布,由英特爾(186,0.00,0.00%)公司承辦,美國電機電力工程師協(xié)會(IEEE)協(xié)同美國國家標準技術研究院(NI.T(0.64,0.02,3.23%)),將于2009年6月3至5日在加州召開專門會議,制定智能電網(wǎng)的標準和互通原則,這個計劃簡稱“IEEE P2030”,以此推動電力工程、通訊和信息技術的融合,并冀望這個標準成為全球標準。 可以預見,近年內(nèi)美國將有10多個州、二三十個城市、1萬個以上變壓器、4000多個變壓中心啟動智能電網(wǎng)改革——這預示著美國已經(jīng)強行啟動了制度性的智能電網(wǎng)改造計劃,并力爭占領這個領域的制高點。它所確立的規(guī)則和程序?qū)⒖焖傩纬闪餍腥虻墓I(yè)文明,也將成為危機轉(zhuǎn)型中人類將創(chuàng)造的最成功的工業(yè)價值。 全球主要經(jīng)濟體正面臨著一次把電力體系效益最大化的歷史機遇,這個過程將通過發(fā)電、輸電、供電、用電和服務各個電力產(chǎn)業(yè)基本流程智能化、信息化的實現(xiàn),整合或改造這個傳統(tǒng)電力流程,其本質(zhì)就是更有效地重組人類的能源體系,改造人類基本的生產(chǎn)方式。因此,以信息化電網(wǎng)重塑全球電力體系將是危機時代人類提高能源效率的最佳捷徑。任何一個世界大國發(fā)展能源、推進能源轉(zhuǎn)型都必須對信息化電網(wǎng)加大戰(zhàn)略投入,部署長期安排。信息化電網(wǎng)也將改變我國的能源戰(zhàn)略理念,誰掌握了信息化電網(wǎng),誰就主導了下一代全球能源的戰(zhàn)略能力。 互動電網(wǎng)革命的根本目的,就是實現(xiàn)世界電力產(chǎn)業(yè)的跨越式轉(zhuǎn)型,推動電力產(chǎn)業(yè)從中低端電力供應商的傳統(tǒng)模式提升為綜合能源、通訊和信息服務商的高端創(chuàng)新模式。這將推動電力基礎設施通過加載數(shù)字設備和芯片技術升級為人類創(chuàng)新生產(chǎn)和生活的重要設施。電力系統(tǒng)的通訊和信息等服務的營業(yè)收入和盈利水平完全可能等同或超過傳統(tǒng)的售電業(yè)務。 電力產(chǎn)業(yè)將實現(xiàn)工業(yè)革命以來最重要的大跨度轉(zhuǎn)型。與此同時,也將實現(xiàn)有插座的地方就有能源,有插座的地方就有信息互動,芯片技術也將推動無處不在的個性化插座分解為公共設施和用戶財產(chǎn),如同手機話費計量一般,攜帶芯片的充電裝置將在公共插座上實現(xiàn)(例如:車輛電池)買電或售電的交易行為。消費者既可以是電力客戶,也可能成為風能、太陽能、氫電池、生物沼氣等小型電力供應商,這個轉(zhuǎn)變將使人類消費能源的方式發(fā)生歷史性革命。 中美兩國能源效率改革不同發(fā)展路徑 ●奧巴馬發(fā)展可再生能源的創(chuàng)新舉措是啟動美國電網(wǎng)互動變革的根本動力,可以構造一個標準統(tǒng)一、高端轉(zhuǎn)型、兼容替代的統(tǒng)一智能電網(wǎng),借此美國就可以實現(xiàn)電網(wǎng)神經(jīng)系統(tǒng)的合成,造就全球最大規(guī)模的信息化資源和最偉大的機會。 ●較之歐美國家,經(jīng)濟危機中受沖擊相對較輕的中國更需要占領智能互動電網(wǎng)這個能源革命的制高點,電網(wǎng)體系的信息化是我國在能源革命中最有可能執(zhí)世界之牛耳的大業(yè),不但應該成為我國營建內(nèi)需經(jīng)濟的重大轉(zhuǎn)折性機遇,也應該成為我國能源革命的優(yōu)先突破產(chǎn)業(yè)。 就電網(wǎng)信息化而言,小布什時代電網(wǎng)變革的最大遺產(chǎn)之一就是建立了美國的第一個智能電網(wǎng)城市。但是,布什總統(tǒng)卻將電網(wǎng)變革的王冠留給了下任,其關鍵就在于布什主張美國應繼續(xù)以發(fā)展傳統(tǒng)能源為主。 而奧巴馬總統(tǒng)則提出要集中發(fā)展可再生能源,由此美國電網(wǎng)體系就必須改革,建造新的能源高速公路,以有效地將美國愛荷華州、俄亥俄州等地的太陽能、風能、海洋能和地熱能等電力供應連接起來。實際上,奧巴馬發(fā)展可再生能源的創(chuàng)新舉措是啟動美國電網(wǎng)互動變革的根本動力,這樣,美國雖然沒有從體制上建立一個國家壟斷電網(wǎng),但卻可以構造一個比中國的統(tǒng)一電網(wǎng)更加宏大的電網(wǎng)統(tǒng)一活性,即標準統(tǒng)一、高端轉(zhuǎn)型、兼容替代的統(tǒng)一智能電網(wǎng),借此美國就可以實現(xiàn)電網(wǎng)神經(jīng)系統(tǒng)的合成,造就全球最大規(guī)模的信息化資源和最偉大的機會。雖然,奧巴馬能源變革也不過才百日左右,但這個革命的作用早已超過了革命本身的進展,其概念拉動作用已促使美國的能源變革有了新的用武之地。 在中國,國家電網(wǎng)公司目前正在推進“一特四大”的電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略,即以大型能源基地為依托,建設由1000千伏交流和±800千伏直流構成的特高壓電網(wǎng),形成電力“高速公路”,促進大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發(fā),在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)資源優(yōu)化配置。同時,將以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎,發(fā)展以信息化、數(shù)字化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領先的堅強智能電網(wǎng)。這個戰(zhàn)略的核心仍然是依托中央集權制的國家體制營建特高壓電網(wǎng)基礎上的電網(wǎng)現(xiàn)代化,其電力中樞系統(tǒng)仍然沒有擺脫大煤電、大水電,而以實現(xiàn)電網(wǎng)骨架更大體系的統(tǒng)一為目標。 盡管這個電網(wǎng)骨架的統(tǒng)一與美國電網(wǎng)中樞系統(tǒng)的統(tǒng)一發(fā)展的本質(zhì)都指向能源效率的現(xiàn)代化,但是一個沒有健全中樞機制的電網(wǎng)體系很難與一個智能化的電網(wǎng)體系相比擬。美國智能電網(wǎng)的四個孿生兄弟分別是:高溫超導電網(wǎng)、電力儲能技術、可再生能源與分布式系統(tǒng)集成(RDSI)和實現(xiàn)傳輸可靠性及安全控制系統(tǒng),這個電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略的本質(zhì)是開發(fā)并轉(zhuǎn)型進入“下一代”的電網(wǎng)體系,其戰(zhàn)略的核心是先期突破智能電網(wǎng),嗣后營建可再生能源和分布式系統(tǒng)集成(RDSI)與電力儲能技術,最終集成發(fā)展高溫超導電網(wǎng)。因此,中美發(fā)展智能電網(wǎng)技術形相似、神相異,這就需要我國電網(wǎng)體系盡快調(diào)整戰(zhàn)略,在這場世界電網(wǎng)體系的轉(zhuǎn)型之中靈活應對,并成為最終的贏家。 由此,需要認真反思我國的能源戰(zhàn)略、特別是電力發(fā)展戰(zhàn)略的合理性。經(jīng)濟危機中受沖擊相對較輕的中國更需要占領智能互動電網(wǎng)這個能源革命的制高點,并借此全面拉動我國電網(wǎng)體系的革命。電網(wǎng)體系的信息化是我國在能源革命中最有可能執(zhí)世界之牛耳的大業(yè),不但應該成為我國營建內(nèi)需經(jīng)濟的重大轉(zhuǎn)折性機遇,也應該成為我國能源革命的優(yōu)先突破產(chǎn)業(yè)。 互動電網(wǎng)釋源 ●從我國電網(wǎng)的實際情況看,我們可以將之稱為互動電力網(wǎng)絡,簡稱為互動電網(wǎng),智能電網(wǎng)的含義已被囊括其中。 信息化電網(wǎng)或者智能電網(wǎng),英語為Smart Grid,原意為智能網(wǎng)格或智能網(wǎng),這個概念又包括智能電子網(wǎng)格、智能電力網(wǎng)格、聰明網(wǎng)格和未來網(wǎng)格等涵義。由于智能的物體不一定互動互聯(lián),而互動互聯(lián)的產(chǎn)品必定是智能的,例如:智能卡、智能玩具、智能家電、智能鎖等不一定是網(wǎng)絡互聯(lián)的產(chǎn)品,智能電網(wǎng)也不一定實現(xiàn)消費者和電網(wǎng)經(jīng)營者的互聯(lián)。即使維持互聯(lián),也不一定就是主動互聯(lián),有些遠程抄表業(yè)務中客戶主要就是被動接受。 準確地說,智能電網(wǎng)就是智能電力網(wǎng)格,即Smart Power Grid。這個概念實際上是一個商業(yè)流行語,而并不是技術或法律用語。美國目前也將電網(wǎng)的信息化變革稱為Unified Smart Grid,可直譯為統(tǒng)一智能電網(wǎng),這是美國的行業(yè)用語,是將局域分散的智能電網(wǎng)結合成全國性的網(wǎng)絡體系。歐洲也稱之為Super Smart Grid,可直譯為超級智能電力網(wǎng)格或超級智能電網(wǎng),它是將廣域電力輸送網(wǎng)絡同智能電網(wǎng)結合起來的廣域智能網(wǎng)格,其可能適用的范圍涉及到歐盟、北非、中東等國家。因此,統(tǒng)一電網(wǎng)和超級電網(wǎng)是歐美對自身電網(wǎng)信息化的不同稱謂,這些概念都是電網(wǎng)改革的體系用語,值得我國借鑒。 為此,信息化電網(wǎng)或智能電網(wǎng)因跨區(qū)、跨國以及跨洲之電網(wǎng)體系的不同,根據(jù)每個國家電網(wǎng)實際運轉(zhuǎn)情況而內(nèi)涵、稱謂都會有所不同。 美國和歐洲的電網(wǎng)纜線不少是一網(wǎng)(電力網(wǎng))一線(電力線),目前要解決的主題是構建互聯(lián)數(shù)據(jù)網(wǎng)和實現(xiàn)可再生能源的接入。以化石能源為主的中國大體量能源體系不具備快速轉(zhuǎn)入可再生能源的基礎,盲目追隨歐美國家智能電網(wǎng)的改革路線,將使我們電網(wǎng)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型陷入東施效顰之路。中國應該推行超越式戰(zhàn)略,采用大規(guī)模突破性手段進行電網(wǎng)的組織革命,推行一網(wǎng)﹙電力網(wǎng)﹚多線﹙添附光纖線﹚的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,即在現(xiàn)有電力線的基礎上,應該發(fā)展一網(wǎng)(電力網(wǎng))多線(添附光纖線),需要解決的主題將包括數(shù)據(jù)網(wǎng)、通訊網(wǎng)、視頻網(wǎng)等多目標的合成和接入多樣性能源系統(tǒng),包括未來的非接觸能量傳輸。它不但需要推進電網(wǎng)消費者和消費者(用戶與用戶)之間的互動,也需要推進消費者與電網(wǎng)管理者之間大規(guī)模的互動。 因此,從我國電網(wǎng)的實際情況看,可以將之稱為互動電力網(wǎng)絡,簡稱為互動電網(wǎng),英文為Interactive Smart Grid,智能電網(wǎng)的含義已包涵其中,其定義為:在開放和互聯(lián)的信息模式基礎上,通過加載系統(tǒng)數(shù)字設備和升級電網(wǎng)網(wǎng)絡管理系統(tǒng),實現(xiàn)發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網(wǎng)分級調(diào)度、綜合服務等電力產(chǎn)業(yè)全流程的智能化、信息化、分級化互動管理。同時,再造電網(wǎng)的信息回路,構建用戶新型的反饋方式,推動電網(wǎng)整體轉(zhuǎn)型為節(jié)能基礎設施,提高能源效率,降低客戶成本,減少溫室氣體排放,創(chuàng)造電網(wǎng)價值的最大化。 互動電網(wǎng)還可以通過電子終端將用戶之間、用戶和電網(wǎng)公司之間形成網(wǎng)絡互動和即時連接,實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)讀取的實時、高速、雙向的總體效果,實現(xiàn)電力、電訊、電視、智能家電控制和電池集成充電等的多用途開發(fā),實現(xiàn)用戶富裕電能的回售;可以整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù),完善中央電力體系的集成作用,實現(xiàn)有效的臨界負荷保護,實現(xiàn)各種電源和客戶終端與電網(wǎng)的無縫互連,由此可以優(yōu)化電網(wǎng)的管理,將電網(wǎng)提升為互動運轉(zhuǎn)的全新模式,形成電網(wǎng)全新的服務功能,提高整個電網(wǎng)的可靠性、可用性和綜合效率。 中國互動電網(wǎng)體系架構原則 ●我國電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略需要大規(guī)模調(diào)整,它的首要發(fā)展目標應該確定為電網(wǎng)的效率革命,也就是實施互動電網(wǎng)的革命。這個先進電網(wǎng)第一位的戰(zhàn)略目標既是國際電網(wǎng)變革的第一高地,也是全球電網(wǎng)的戰(zhàn)略制高點。 ●2009年以后的三到五年內(nèi),我國應該全面推進互動電網(wǎng)發(fā)展,否則,一旦美歐經(jīng)濟復蘇并實現(xiàn)了經(jīng)濟與電力結構的升級轉(zhuǎn)型,我國不但將失去一次領跑世界經(jīng)濟的機會,也將再一次淪為國際分工的勞動力角色。 筆者將中國互動電網(wǎng)體系的架構原則確定為以下10個方面: ——運轉(zhuǎn)信息化電網(wǎng)管理體系:實現(xiàn)發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶服務加載一體化互動的物理設備,建立國際化標準的電力管理平臺,使用國際化、標準化的軟件界面,實現(xiàn)電能的清潔、有效、可靠和靈活運用。 ——適應21世紀新一代電網(wǎng)運轉(zhuǎn)的需要:可有效地接入各種電力來源,實現(xiàn)各種電力源和客戶終端與電網(wǎng)的無縫互連,實現(xiàn)電網(wǎng)與電力儲能裝置的大規(guī)?;訉印@鐚⑻柲?、風能、地熱能、海洋能等可再生能源以及燃料電池等接入電網(wǎng)運行。 ——推動電網(wǎng)更加高效運行:能夠?qū)崿F(xiàn)雙向、互動、實時的智能化數(shù)據(jù)傳輸和讀取,滿足動態(tài)的、有選擇的浮動電價制度的運轉(zhuǎn),根據(jù)用戶需求有效控制電力的生產(chǎn)和輸配的調(diào)控,提高能源效率,實現(xiàn)節(jié)能和減排目標。 ——實現(xiàn)電網(wǎng)自愈:建立電力傳感器系統(tǒng)和更新電力體系的自動控制系統(tǒng),預測、檢測和修復電力系統(tǒng)的安全運營問題。 ——抵御不當攻擊:有效識別和應對任何人為或自然干擾與惡意破壞。 ——提供高品質(zhì)電力服務:提高供電效率,減少能量損耗,改善供電質(zhì)量,解決電網(wǎng)商業(yè)化之運轉(zhuǎn),實現(xiàn)清潔、穩(wěn)定的電力供應,節(jié)省客戶資金和社會資源。 ——激勵消費者積極參與:通過電網(wǎng)的互動化,消費者能夠更好地管理需求和降低電力使用成本,消費者既可以是電力客戶,也可以成為小型電力供應商。 ——優(yōu)化電力資產(chǎn)管理: 節(jié)約電網(wǎng)的運營和維護費用,推動電力市場的創(chuàng)新發(fā)展??梢岳脗鞲衅鲗Πl(fā)電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)整合,在電力供應高峰,能夠在不同區(qū)域間進行及時調(diào)度,平衡電力供應缺口,從而達到對整個電力系統(tǒng)運行的優(yōu)化管理。 ——以智能電表和微傳感器作為電網(wǎng)運轉(zhuǎn)的新型物理要素:可以將智能電表作為互聯(lián)網(wǎng)路由器,推動電力部門以其終端用戶為基礎,進行通信、寬帶業(yè)務或傳播電視等信號傳輸。 ——營建更靈活的能源系統(tǒng),推動建立分布式能源管理體系:可再生能源具有能流密度較低、分散性強、投資省、能耗低、利用率也較低的特點,適合分布式能源管理,這種管理體系具有無需建設配電站、土建和安裝成本低、增加設備年利用時數(shù)、各電站相互獨立、用戶可自行控制、供電的可靠性高、具較低的輸配電損耗、適合多種熱電比的變化、可進行遙控和監(jiān)測區(qū)域電力質(zhì)量和性能、便利商業(yè)區(qū)和居民區(qū)之供電、提高環(huán)保水平等綜合特點。分布式能源體系與以化石能源為主的集中化能源管理模式之間,迫切需要建立連通平臺,整合管理,而發(fā)展互動電網(wǎng)的使命之一就是實現(xiàn)集中式能源管理和分布式能源管理的契合,建立雙軌合成的能源管理平臺。 推行以上標準,也就需要盡快實施互動電網(wǎng)的革命。國內(nèi)外的現(xiàn)實情況需要我國的發(fā)展戰(zhàn)略必須大膽變化,從應變型戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變?yōu)榻⒅聘唿c型的宏觀經(jīng)濟戰(zhàn)略。此戰(zhàn)略應具有兩個基本使命: 其一是改腦,即構建互動電網(wǎng),使之成為電力發(fā)展的主要目標,使創(chuàng)新能源體系成為刺激內(nèi)需的主體支撐。成功的戰(zhàn)略應將這個體系改造轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N機遇而非負擔。 其二是換心,即研究大規(guī)模發(fā)展上中下游一體化的低碳、節(jié)能產(chǎn)業(yè)運轉(zhuǎn),包括與此相關的電動車、混合動力車、鐵路機車體系、超導電網(wǎng)體系等綠色運營模式。這個制高點型的電力轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略也應具備多次出擊、靈活反應、快速行動、集體革命、全球化互動、有選擇的擴張、有創(chuàng)造的拉動、有控制的升級的多元形態(tài)。 從全球經(jīng)濟互動和市場融合而言,2009年以后的三到五年內(nèi),我國應該全面推進互動電網(wǎng)發(fā)展,而忽視或僅滿足于互動電網(wǎng)局部試點則將使中國經(jīng)濟及其電力體系仍難以脫離傳統(tǒng)模式,一旦美歐經(jīng)濟復蘇并實現(xiàn)了經(jīng)濟與電力結構的升級轉(zhuǎn)型,我國不但將失去一次領跑世界經(jīng)濟的機會,也將再一次淪為國際分工的勞動力角色。 發(fā)展中國智能互動電網(wǎng)技術流程要素 ●我國獨特的中央集權電力體制,決定了分級、分區(qū)、分時、總體和全網(wǎng)實現(xiàn)智能化、信息化的可能性、必要性和現(xiàn)實性,為此,我國電網(wǎng)現(xiàn)代化的擇優(yōu)技術路線應明確為跨越式、跨產(chǎn)業(yè)的變革方式;其發(fā)展目標應明確為主體營建互動電網(wǎng),成為我國電網(wǎng)現(xiàn)代化的最小代價和最理想捷徑。 ●互動電網(wǎng)的本質(zhì)就是能源替代、兼容利用和互動經(jīng)濟。 我國發(fā)展互動電網(wǎng)的技術流程應包括如下要素: ——構建基于通信標準的電網(wǎng)互動架構系統(tǒng):包括變電站自動化、需求側管理、輸配電自動化、建立有效的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、建立靈活交流輸電、可視化輔助決策、完善電力無線網(wǎng)絡系統(tǒng)、解決電力線載波通訊、建立復合光纖電纜系統(tǒng)等等。互動系統(tǒng)通信必須采用實時控制,建立有效的信息和數(shù)據(jù)交換體系,實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性、安全性和大幅提高電力資產(chǎn)的利用率。改革的核心就是推動現(xiàn)有電網(wǎng)系統(tǒng)的所有流程要素實現(xiàn)互動運轉(zhuǎn)。 ——構建基于全網(wǎng)的智能測量系統(tǒng):包括先進的微傳感器、遠程抄表設備、監(jiān)測系統(tǒng)和負荷管理技術等,實現(xiàn)電網(wǎng)故障檢測、電力消費預測、電力系統(tǒng)互動自動控制管理等。 ——進一步升級的互動電網(wǎng)還可以構建基于超導技術的電網(wǎng)沖擊保護設備、超導限流器、超導穩(wěn)定電壓系統(tǒng)等組件。其中目前的dSVC解決方案就是一種解決柔性交流輸電技術(FACTS)的方案,由于這個方案可以動態(tài)實時地調(diào)節(jié)輸出,可以快速地處理電能質(zhì)量問題,實現(xiàn)動態(tài)無功補償以保持電壓恒定,有效保護系統(tǒng)免受電壓快速下降和閃變的影響。而且,智能電網(wǎng)的發(fā)展還可以推動超導技術更大規(guī)模地在電網(wǎng)中使用。現(xiàn)代化電網(wǎng)添加超導元素,既是美國超導公司的市場推廣,也是美國能源部推進超導電網(wǎng)改革的內(nèi)在需要,由此,智能電網(wǎng)體系的營建可以指向發(fā)展超導電網(wǎng)的更大戰(zhàn)略目標。 其他系統(tǒng)要素還應包括:智能電表和電光終端管理設備、相量測量技術和同步相量測量裝置、廣域測量系統(tǒng)、其他智能網(wǎng)組合設備、中央數(shù)據(jù)管理和分級調(diào)度系統(tǒng)、電力光纖復合線纜終端及網(wǎng)絡管理體系、國際化的互動電力管理軟件系統(tǒng)、電力線通訊系統(tǒng)管理和控制、符合國際標準的電網(wǎng)體系運轉(zhuǎn)、與其他數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)重新匹配優(yōu)化組合和運轉(zhuǎn)等,從而構成比較完備的互動電網(wǎng)流程體系。 基于上述系統(tǒng)分析,電網(wǎng)的局部或特定點位可以優(yōu)先智能化、信息化,這個局部或點位的電網(wǎng)智能化,可以稱之為智能網(wǎng),其發(fā)展方式是不適合我國的。而我國獨特的中央集權電力體制,決定了分級、分區(qū)、分時、總體和全網(wǎng)實現(xiàn)智能化、信息化的可能性、必要性和現(xiàn)實性。為此,我國電網(wǎng)現(xiàn)代化的擇優(yōu)技術路線應明確為跨越式、跨產(chǎn)業(yè)的變革方式,其發(fā)展目標應明確為主體營建互動電網(wǎng),這也應該是我國電網(wǎng)現(xiàn)代化的最小代價和最理想捷徑。 在這個轉(zhuǎn)變戰(zhàn)略中,應支持在現(xiàn)有電力線的基礎上,添加兩三條光纖線纜,解決民用網(wǎng)、政府網(wǎng)和軍用網(wǎng)三網(wǎng)捆入電纜線運行的問題,最大限度地利用好我國電力網(wǎng)資源,這實際上是通過對我國電力主網(wǎng)改造的機遇,實現(xiàn)多通道主輔線纜捆綁的合成。與此同時,可以建立多通道共享的系統(tǒng)網(wǎng)絡管理技術和中央信息管理平臺、數(shù)字變電站體系和滿足不同客戶需要的智能終端,有效解決電力數(shù)據(jù)采集、傳輸、集成、優(yōu)化和表達的流程運轉(zhuǎn)。由此,可將我國電網(wǎng)一步投送到全球新技術革命的最高端,將我國電網(wǎng)營造為綜合性、多層次的服務網(wǎng)絡。 這個多通道的電網(wǎng)體系可以包括如下功能:電力線運營配電網(wǎng)和可再生能源接入網(wǎng),光纖線纜運行通訊網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、電視網(wǎng)、家電管理網(wǎng)、智慧電能存儲網(wǎng)(即電池充電網(wǎng)等)、遠程醫(yī)療網(wǎng)、生物傳感器網(wǎng)、政府公共服務網(wǎng)和災難、救援、醫(yī)療救護等網(wǎng)絡,可在災難發(fā)生時通過政府網(wǎng)至家庭終端實時報警。這10項功能可成為我國互動電網(wǎng)發(fā)展的主體內(nèi)容,并隨著社會需要變化而逐步提升。對于我國36萬千米的輸電網(wǎng)系統(tǒng)而言,這3個新增的添附線纜投資不過100億元左右,是我國能夠承擔也必須承擔的。至于對110千伏、35千伏線路(2007年底這兩項全國合計77.8萬千米)以及10千伏等中低壓電力線路實施系統(tǒng)添附光纖的投資,通過吸納多元投資的方式是不難解決的。如由各地電力、通訊和軍隊通訊兵聯(lián)合施工,三到五年內(nèi),我國主要城鎮(zhèn)可以初步實現(xiàn)互動電網(wǎng)的基礎營建和運行。 光傳輸與電能傳輸分屬不同類型的傳輸體系,相互間沒有電磁干擾,光纖和電力線復合在一起時也幾乎沒有電氣絕緣問題,因此,可以將我國電網(wǎng)的電氣絕緣水準和桿塔、網(wǎng)架資源發(fā)揮至極限。經(jīng)測算,若合成生產(chǎn)和使用光纖和電力線復合線纜,由于節(jié)省了線纜的外保護套、光纖保護件和掛纜等工程,光纖和電力線復合線纜的采用,較之采用掛纜和粘結的光纖和電力組合線纜的成本,實際僅增加15%至30%,這也應該是電網(wǎng)發(fā)展最可節(jié)約的戰(zhàn)略大工程。 應該充分利用全球經(jīng)濟危機的歷史機遇,將我國電力建設的主戰(zhàn)場轉(zhuǎn)移到互動電網(wǎng)建設上來,集中將我國的高、低壓電網(wǎng)及其配套設施更新為與互動電網(wǎng)匹配的運行系統(tǒng),其中纜線管理路線應明確三原則,即:新建電網(wǎng)加快推行光纖和電力復合網(wǎng)絡、舊有電網(wǎng)添附光纖網(wǎng)絡、特殊地區(qū)推廣電力通訊系統(tǒng)。 互動電網(wǎng)的本質(zhì)就是能源替代、兼容利用和互動經(jīng)濟。從技術上講,互動電網(wǎng)應是最先進的通訊、IT、能源、新材料、傳感器等產(chǎn)業(yè)的集成,也是配電網(wǎng)技術、網(wǎng)絡技術、通信技術、傳感器技術、電力電子技術、儲能技術的合成,對于推動新技術革命具有直接的綜合效果。 互動電網(wǎng)學說的本質(zhì),就是以信息革命的造法性標準和技術手段大規(guī)模推動工業(yè)革命的最重要資產(chǎn)——電網(wǎng)體系的革新和升級,建立消費者和電網(wǎng)管理者之間的互動。為此,IT產(chǎn)業(yè)的深度革命和能源革命將成為孿生兄弟,互動電網(wǎng)改革將推動全球能源革命的深度擴散。通過建造互動電網(wǎng),推進IT革命進入創(chuàng)新階段,為消費者提供更好的減少能源消耗的路徑,為整個社會節(jié)約成本、降低溫室氣體排放,并使綠色經(jīng)濟逐步占據(jù)統(tǒng)治地位。 |
來源:東方早報 |
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