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中国式智能电网:以调度的智能化为体现载体

作者: 来源:中国储能网| 发布时间:2010-10-09 浏览:
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  2004年,当美国能源部启动网络智能化(Grid-Wise)时,其目标主要是针对配电系统。IBM公司在2006年的一份报告中则指出,智能电网是一个完整的信息架构和基础设施体系,实现对电力客户、电力资产、电力运营的持续监视,利用“随需应变”的信息提高电网公司的管理水平、工作效率、电网可靠性和服务水平。

  从这种视角看来,智能电网的构成包括数据采集、数据传输、信息集成、分析优化和信息展现等几个方面。智能电网大大扩展了监视控制与数据采集系统(SupervisoryControl And Data Acquisition,SCADA)的数据采集范围和数量,采集涉及电网运行、设备状态和客户计量在内的多种实时数据。电网公司将这些实时数据和其它管理数据等通过更先进的通信方式进行传输、集成,并进行分析优化,再将经过分析优化处理后的信息以用户定制的门户和仪表盘方式呈现给用户。

  从目前相关试点的经验看来,在实现智能电网的过程中,技术上相对来说并不是问题,更大程度上应该关注相关机制,以及整体环境对于发展智能电网的支持。

  根据“世界经济论坛”最近的一份报告,目前智能电网主要存在六大挑战:监管方激励机制裹足不前,这种政策环境因素阻碍了智能电网创造有说服力的商业应用案例;未来立法方向不够明朗,在整个公用事业(2081.272,92.40,4.65%)价值链中,风险和收益很难进行调整和分配;数据隐私、网络安全、可交互性和标准等方面仍面临挑战;目标冲突的情况依然存在;试点项目在客户互动方面也遇到挑战,包括如何与客户有效交流等;一些智能电表项目试图努力说服监管机构和客户,但显然并不容易。

  目前,有关智能电表的项目是配电网智能化最重要的试点环节。除了实现自动抄表、计费、收费等功能外,智能电表更高级的功能在于采集更多的电网实时运行数据,从而掌握更加详细的用户负荷情况,加强需求侧管理,优化电网运行。IBM工商企业部能源与公用事业部总监郑军认为,智能电表还不单单是一个电表的概念,还牵扯到在用户这里有非常多新的使用者,比如电动汽车,对于电网来讲,电动汽车是不是有办法作为电网消除新的可再生能源的不稳定性还需要探讨。

  但是,实现这种高级功能需要电价的定价机制作出改变,即实行更有弹性的定价。仅仅依靠在电网负荷高时发送信息请求用户减少用电负荷是不够的,只有实行分时定价,在电网负荷高时对电力进行更高的定价,用经济成本的驱动力才能更好地实现需求响应。相关研究显示,通过价格杠杆实现的需求响应可以使用电端的负荷下降20%。

  分时电价又如何制定?必须完成智能电表安装后,在一段试验时间内,对消费电量等信息进行统计。只有经过相当长一段时间的统计后,才有可能基于这些信息进行科学定价。

  在机制改变后,人的行为才可能逐渐改变。但是,依然可能有很多对新的机制(如电价机制)不敏感的人。那么,除了采用自动化程度更高的电表对用电端直接进行控制外,更重要的是通过教育、培训等手段对不敏感用户的消费行为进行改变。而且,人们的用电行为不断发展,基于新模式的定价机制也需要不断改进。

  资料显示,在欧美等发达国家,用户侧管理投资(最后一英里)将占智能电网总投资的一半以上。然而在中国,基于自身特点,相对而言输配电侧和发电侧的重要程度将显著提高。

  中国式智能电网将是以特高压电网为主干网架,各级电网协调发展的坚强电网为基础的,利用先进的通信信息和控制技术,构建以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的智能电网。中国式智能电网在发电侧将侧重发展清洁能源接入和谐波控制技术,在输配电侧将涵盖智能调度与分析系统、柔性输电系统、大容量储能装置、智能化变电站和配电自动化等多个领域。

  特高压的到网电价明显低于中东部经济发达地区煤电上网电价,特高压到网电将与中东部火电形成竞争态势,这有利于充分发挥市场配置作用,降低电力供应成本。在特高压骨干网中,高压直流输电系统(HVDC)等技术起到了非常重要的作用。国家电网公司的向家坝-上海的800千伏高压直流项目,在输电容量和传输距离方面都挑战了世界纪录,其6400万千瓦输电容量和近2000公里的输电距离在世界上是绝无仅有的。

  根据对该线路做出重要支持的ABB公司的资料显示,该线路损耗仅仅只有不到7%。高压直流输电系统可以将从电厂发出的电力从交流转换成直流进行传输,然后再转回交流供用户使用。

  而作为智能输电网物理媒介的数字化变电站的推广也是智能电网建设的重要目标。数字化变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建,能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。数字化变电站分为过程层、间隔层和站控层,各层内部及各层之间采用高速网络通信。在该方案中,通过智能控制装置实现对一次和二次设备的智能化控制,大大减少了控制电缆,优化了二次回路,简化了设计,真正实现了智能开关功能。

  中国式智能电网的核心是什么?因为资源禀赋和经济发展的不平衡造成的电力供需的不平衡,中国式智能电网将主要以调度的智能化为体现载体。智能调度技术支持系统主要包括节能发电调度、实时监视和控制、分析预警和辅助决策、优化的调度计划、提升特大电网安全稳定控制水平和电网经济运行水平,以及提升电网管理和决策水平。而实现智能调度也需要打造四个平台,即实时监控和预警平台、调度计划平台、安全校核平台、调度管理平台。
 

关键字:智能 电网

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