智能电网的发展与特点

为了应对日益严峻的全球资源环境形势所带来的巨大挑战,保障国家能源安全、提高能源资源利用率、发展智能电网技术和促进可再生清洁能源的发展,已经成为未来世界各国能源发展的共同目标。我国正处于经济建设高速发展时期,电力系统基础设施建设面临巨大压力;同时,地区能源分布和经济发展情况极不平衡:负荷中心在中东部地区,而能源中心则在西部和北部地区,其中蕴藏量极大的风能主要分布于东北、西北、华北以及沿海地区,太阳能资源主要分布在西藏、新疆和内蒙古等北部和西部地区。我国现阶段的具体国情、能源资源分布情况以及可再生新能源接入的技术特性,决定了智能电网是实现清洁能源大规模开发、电能远距离输送和提高能源资源利用率的最为理想的方式。一个完整的智能电力系统,不仅包含发电、输电、变电、配电、用电的各个环节,还包括电能的生产调度、电能交易、电网的设计规划、技术管理及维护等,这部分内容涉及所有电压等级。只有各环节的发展紧密衔接、相互协调,智能电网的整体功能和优势才能充分发挥。

智能电网中心
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针对不断增长的电能需求,结合高压、特高压电网的建设和发展情况,国家电网公司在2009年"特高压输电技术国际会议"上提出了建设"坚强智能电网"的发展战略。

国家电网提出的坚强智能电网建设发展战略:建设坚强智能电网的战略框架可以简要概括为:一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五个内涵和六个环节。此战略分三个阶段进行:2009年至2010年为规划试点阶段,重点开展规划、制定技术和管理标准、开展关键技术研发和设备研制,及各环节试点工作;2011年至2015年为全面建设阶段,加快特高压电网和城乡配电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术和装备实现重大突破和广泛应用;2016年至2020年为完善提升阶段,基本建成坚强智能电网,使电网的资源配置能力、安全水平、运行效率、电网与电源、用户之间的互动性显著提高,使坚强智能电网在服务经济社会发展中发挥更加重要的作用。

坚强智能电网一旦建成,可达到如下的要求:①优化能源结构,保障能源安全供应:②提升电网的大范围资源优化配置能力:③提升系统的清洁能源接纳能力:④促进节能减排,推动低碳经济的发展:⑤实现电网的可持续发展:⑥提升电工行业核心竞争力,促进技术进步及装备升级:⑦满足用户多元化需求,提升和丰富电网的服务质量及内涵。在这一-战略的指导下,我国电网经过几年的发展,取得了巨大成就。随着三峡输变电工程、特高压工程等跨区联网工程的建设,除台湾等地区外,全国联网格局初步形成。全国联网有力地支持了国家西部大开发和西电东送战略的实施,极大地缓解了部分地区的用电紧张状况,促进了电力行业整体投资效益的提升。

坚强智能电网的核心技术就是传感技术,利用传感器对关键设备(温度在线监测装置、断路器在线监测装置、避雷器在线监测、容性设备在线监测)的运行状况进行实时监控,然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合,最后通过对数据的分析、挖掘,达到对整个电力系统的优化管理。与此同时,智能电网包含很多技术领域,各个国家关于智能电网的研究和建设应依据本上现有的电网条件、技术集成水平和资源分布等实际情况,我国提出建设侧重点在于保障特大规模、特高电压等级、特大输电能力输电网的"清洁、安全、自愈、经济、互动"运行。物联网在智能电网建设中具有举足轻重的作用,这再.一次说明我国智能电网的主要特点有如下几点:

(1)坚强可靠一——拥有坚强的网架、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应,从而实现资源的优化调配,减小大范围停电事故的发生概率。在故障发生时,能够快速检测、定位和隔离故障,并指导作业人员快速确定停电原因恢复供电,缩短停电时间。坚强可靠是中国坚强智能电网发展的物理基础。

(2)经济高效一——提高 电网运行和输送效率,降低运营成本,促进能源资源的高效利用。这是对中国坚强智能电网发展的基本要求。

(3)清洁环保一——促进可再生能源发展与利用,提高清洁电能在终端能源消费中的比重,降低能源消耗和污染物排放。这是对中国坚强智能电网的基本诉求。

(4)透明开放一——为电力市场化建设提供透明、开放的实施平台,提供高品质的附加增值服务。这是中国坚强智能电网的基本理念。

(5)友好互动一——灵活调 整电网运行方式,友好兼容各类电源和用户的接入与退出,激励电源和用户主动参与电网调节。这是中国坚强智能电网的主要运行特性。

智能电网作为清洁能源发展的绿色接入平台,是优化能源布局、保障能源安全的战略选择。智能电网产业不仅在为能源工业可持续发展提供服务、满足用户多样化用电需求等方面有着重要意义,而且还将直接推动信息、通信、芯片制造、自动化控制设备以及电子仪器仪表等高科技产业的发展,推动区域产业升级。