“蓄能充電”漸進(jìn)分布式電源時(shí)代

“霧霾”、氣候變化問題推動(dòng)能源科技向低碳技術(shù)、近零排放技術(shù)發(fā)展，智能電網(wǎng)是新能源開發(fā)利用的重要基礎(chǔ)載體，無疑是現(xiàn)代能源科技創(chuàng)新發(fā)展的優(yōu)先方向。

11月19日，國家電網(wǎng)發(fā)展部在學(xué)習(xí)貫徹黨的十八屆三中全會(huì)精神暨2013年第四季度工作會(huì)議會(huì)上，作了題為《關(guān)于加快智能電網(wǎng)建設(shè) 服務(wù)分布式電源發(fā)展的報(bào)告》，就智能電網(wǎng)建設(shè)、服務(wù)分布式電源等，提出了具體意見與要求。

近年來，智能電網(wǎng)在我國快速發(fā)展，與之而來的是政策上的不斷升級(jí)。

政策跟進(jìn) 智能電網(wǎng)穩(wěn)前進(jìn)

“十二五”期間，國家電網(wǎng)將投資5000億元，建成連接大型能源基地與主要負(fù)荷中心的“三橫三縱”的特高壓骨干網(wǎng)架和13回長距離支流輸電工程，初步建成核心的世界一流的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng);國家電網(wǎng)制定的《堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃》，明確了堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)路線圖，是世界上首個(gè)用于引導(dǎo)智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的綱領(lǐng)性標(biāo)準(zhǔn);由中國科技部推出的973項(xiàng)目——高滲透微電網(wǎng)的復(fù)雜動(dòng)態(tài)行為和運(yùn)行機(jī)制的研究也獲得了一個(gè)專項(xiàng)基金。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)快速發(fā)展，以及霧霾等環(huán)境問題不斷加劇，電網(wǎng)發(fā)展面臨一系列新課題、新挑戰(zhàn)：電網(wǎng)“兩頭薄弱”問題亟待解決，新能源和分布式電源發(fā)展迅猛，社會(huì)用電友好互動(dòng)要求不斷提高。應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，根本在于加快建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。從本質(zhì)上看，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)就是以堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，集成現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)和信息技術(shù)，聯(lián)接大型能源基地、分布式電源和各類電力客戶的“能源互聯(lián)網(wǎng)”，是功能強(qiáng)大的能源轉(zhuǎn)換、高效配置和互動(dòng)服務(wù)綜合平臺(tái)。當(dāng)前，要加快建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，承載和推動(dòng)第三次工業(yè)革命，實(shí)現(xiàn)安全、高效、清潔、友好發(fā)展的目標(biāo)。

“作為我國最大的電網(wǎng)企業(yè)，國家電網(wǎng)公司對(duì)整個(gè)電力行業(yè)的影響是巨大的?！蛾P(guān)于加快智能電網(wǎng)建設(shè) 服務(wù)分布式電源發(fā)展的報(bào)告》在分析第三次工業(yè)革命和分布式電源發(fā)展大環(huán)境的基礎(chǔ)上提出，公司正處于全面建設(shè)加強(qiáng)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵時(shí)期，在繼承已有成果基礎(chǔ)上，應(yīng)進(jìn)一步加快智能電網(wǎng)建設(shè)，服務(wù)分布式電源發(fā)展。

從“高”轉(zhuǎn)“低” 分布式電源成熱點(diǎn)

今年以來，國家在可再生能源、清潔發(fā)展、節(jié)能減排、分布式發(fā)電、新能源汽車等方面集中出臺(tái)了一系列法規(guī)、規(guī)劃和文件。隨著國家行政審批權(quán)的下放，以及分布式發(fā)電鼓勵(lì)政策的實(shí)施，專家預(yù)計(jì)明年新能源發(fā)展將呈現(xiàn)總量大、增速快、點(diǎn)多面廣的態(tài)勢(shì)。

國家能源智能電網(wǎng)研發(fā)中心副主任馮冬涵在接受科技日?qǐng)?bào)采訪時(shí)表示：“在前幾年國網(wǎng)主要注重于高壓電網(wǎng)的發(fā)展，特別是特高壓。近期出臺(tái)的政策及此次報(bào)告則是將低壓電網(wǎng)的發(fā)展提到了一定的高度。”

“這次報(bào)告的主旨是服務(wù)分布式電源發(fā)展，由于分布式電源裝機(jī)容量較小，多數(shù)處于低電壓等級(jí)電網(wǎng)，因此服務(wù)分布式電源發(fā)展實(shí)際上要強(qiáng)化的不是高壓電網(wǎng)，或者說輸電網(wǎng)，而是可以接納分布式電源的低壓電網(wǎng)，或者說配電網(wǎng)。”

分布式電源是指不直接與集中輸電系統(tǒng)相連的35kV及以下電壓等級(jí)的電源，主要包括發(fā)電設(shè)備和儲(chǔ)能裝置。分布式能源系統(tǒng)并不是簡(jiǎn)單地采用傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)，而是建立在自動(dòng)控制系統(tǒng)、先進(jìn)的材料技術(shù)、靈活的制造工藝等新技術(shù)的基礎(chǔ)上，具有低污染排放，靈活方便，高可靠性和高效率的新型能源生產(chǎn)系統(tǒng)。

根據(jù)國家規(guī)劃，到2020年，大型風(fēng)電、光伏電站裝機(jī)將分別達(dá)到2億和4000萬千瓦，分布式風(fēng)電、光伏發(fā)電、天然氣發(fā)電裝機(jī)將分別達(dá)到2000萬、6000萬和5000萬千瓦。

智能電網(wǎng) 推動(dòng)新能源大規(guī)模發(fā)展

目前，國家已出臺(tái)多項(xiàng)政策鼓勵(lì)新能源和分布式電源發(fā)展，簡(jiǎn)化項(xiàng)目審批、加大財(cái)政補(bǔ)貼。電網(wǎng)企業(yè)也從迎接工業(yè)革命新機(jī)遇的戰(zhàn)略高度，加強(qiáng)配套建設(shè)、優(yōu)先調(diào)度清潔發(fā)電、全額保障收購。

但這樣的比重在巨大的火電面前仍是滄海一粟，阻礙新能源大規(guī)模發(fā)展的一個(gè)重要問題就是并網(wǎng)難，配套設(shè)施無法跟進(jìn)，而“智能電網(wǎng)”的提出，有利于促進(jìn)新能源的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)新能源與電力系統(tǒng)有機(jī)融合，相對(duì)徹底地解決目前困擾新能源發(fā)電入網(wǎng)等技術(shù)問題。

智能電網(wǎng)兼容新能源發(fā)電。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)的一大特點(diǎn)，就是能將新能源并入電網(wǎng)，大幅度降低電能耗損，并合理安排電器的使用時(shí)間，同時(shí)避免大面積停電的發(fā)生。此外，智能電網(wǎng)建立了雙向互動(dòng)的服務(wù)模式，用戶可以實(shí)時(shí)了解供電情況，自主選擇不同渠道產(chǎn)生的電力，電力企業(yè)也可以獲取用戶的用電信息，實(shí)現(xiàn)更加高效的電力服務(wù)。也就是說智能電網(wǎng)在傳統(tǒng)電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，增加了并網(wǎng)功能(能夠滿足分布式新能源發(fā)電入網(wǎng))和其他優(yōu)化功能。

智能電網(wǎng)解決新能源發(fā)電并網(wǎng)問題，將主要應(yīng)用兩個(gè)方面的先進(jìn)技術(shù)：電力電子技術(shù)和大容量儲(chǔ)能技術(shù)。通過電力電子技術(shù)，對(duì)電力設(shè)備和電網(wǎng)進(jìn)行改造，來提高電能質(zhì)量，提升電網(wǎng)輸送容量和可靠性;通過引進(jìn)新的儲(chǔ)能設(shè)備和電源，來平衡和調(diào)節(jié)新能源發(fā)電及電力需求的不穩(wěn)定性?？梢哉f，智能電網(wǎng)是解決新能源發(fā)電入網(wǎng)問題的根本途徑，而對(duì)新能源發(fā)電的兼容性也是智能電網(wǎng)的基本要求，二者通過技術(shù)、政策、經(jīng)濟(jì)、制度等手段的完善，最終將實(shí)現(xiàn)無縫、安全、自動(dòng)的對(duì)接。

他山之石

智能電網(wǎng)全球進(jìn)行時(shí)

“由于各國國情差異，所處的發(fā)展階段及資源分布的不同，所以各個(gè)國家的智能電網(wǎng)發(fā)展路線有著很大差別。德國很多住戶屋頂都裝了太陽能光伏電板，而丹麥很多用戶自己家的后院安裝有小風(fēng)機(jī)。”馮冬涵說，“在國外同行看來，與用戶的互動(dòng)是智能電網(wǎng)的核心特征之一。由于大部分用戶接觸的是低壓電網(wǎng)，因此與用戶的互動(dòng)體現(xiàn)主要體現(xiàn)在低壓電網(wǎng)，或者說配電網(wǎng)。實(shí)際上國外智能電網(wǎng)建設(shè)通常將大部分的投資用于低壓電網(wǎng)。”

在美國，政府自2003年開始出臺(tái)一系列包括規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)法案、輸電規(guī)劃路線圖等宏觀規(guī)劃，這些政策為智能電網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了科學(xué)的規(guī)劃和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆芍С?此外，美國政府還積極探索組建智能電網(wǎng)相關(guān)機(jī)構(gòu)，其主要任務(wù)是確保、協(xié)調(diào)和整合聯(lián)邦政府內(nèi)各機(jī)構(gòu)在智能電網(wǎng)技術(shù)、實(shí)踐和服務(wù)方面的各項(xiàng)活動(dòng);除了直接投資之外，美國政府還出臺(tái)了購買太陽能光伏系統(tǒng)、電動(dòng)汽車以及建筑節(jié)能改建的補(bǔ)貼與減免稅等一系列智能電網(wǎng)相關(guān)的財(cái)政補(bǔ)貼政策。

日本電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)完善，從發(fā)電站到各配電網(wǎng)都具有現(xiàn)成的傳感器網(wǎng)絡(luò)與通信網(wǎng)絡(luò)，可以監(jiān)控電力情況，已經(jīng)具備較強(qiáng)的通信功能，因此，日本的智能電網(wǎng)發(fā)展重點(diǎn)與美國并不相同。日本電氣事業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)表了“日本版智能電網(wǎng)開發(fā)計(jì)劃”，以2020年為目標(biāo)，著重開發(fā)太陽能發(fā)電輸出預(yù)測(cè)與蓄電池系統(tǒng)。

歐盟委員會(huì)在2011年4月發(fā)布了一份通報(bào)文件《智能電網(wǎng)：從創(chuàng)新到部署》。2011年11月歐盟委員會(huì)向歐盟議會(huì)、理事會(huì)等相關(guān)機(jī)構(gòu)遞交了歐盟2020戰(zhàn)略中的智能電網(wǎng)報(bào)告，進(jìn)一步展望了未來10年歐盟的智能電網(wǎng)相關(guān)工作。在項(xiàng)目實(shí)施方面，《歐洲智能電網(wǎng)計(jì)劃》(EEGI)作為《歐洲戰(zhàn)略能源技術(shù)計(jì)劃》的一部分，已經(jīng)出臺(tái)了2010年—2018年發(fā)展路線圖和2010年—2012年產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目部署計(jì)劃。EEGI為期9年，主要為智能電網(wǎng)相關(guān)研發(fā)和示范項(xiàng)目提供支持，包括新一代技術(shù)、智能泛歐網(wǎng)絡(luò)、智能網(wǎng)絡(luò)與處理、智能集成、智能能源管理和智能客戶六個(gè)層面。