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智能电网技术研发路在何方

智能电网技术研发路在何方
【作者/来自】网站管理员 【发表时间】2011-5-23 【点击次数】654

    除了经济与可靠性,未来中国智能电网究竟需要什么样的设备是目前行业迫切需要明确的问题。?

    在世界范围内,智能电网正在带动上下游产业形成庞大的“智网产业链”。4月7日,美国电力科学研究院发布报告,对美国现代化电力系统以及部署智能电网技术的成本和收益进行了评估。

  该报告估计,全面落实现代化电力系统和智能电网将花费3380亿~4760亿,而收益将达到13000亿~20000亿美元。该报告还分析了各方面的成本和收益,包括改善智能电网对可再生能源更有效的支持,更可靠的电力传输及质量保证,到加强电网安全和保障。同时,报告指出,做出这些改变将带来更高的电源利用率和更有效的高峰负荷管理。

  美国电力科学研究院对于智能电网技术成本、收益的评估分析引起了国内对于智能电网建设的思考。“除了经济与可靠性,未来中国智能电网究竟需要什么样的设备是目前行业迫切需要明确的问题。”中国机械工业联合会顾问陆燕荪近日表示。

  智能化不是惟一标准

  统计数据显示,未来10年,我国智能电网预计年均投资约3000亿元。从产业链层面看,智能电网依次分为发电、输电、变电、配电、用电、调度等环节,其所涉及的技术极为庞杂,每个环节都将应用大量的新技术。

  科技部有关人士也于日前表示,“十二五”能源战略将把支持重点放在新能源产业的四大领域上,首先是智能电网领域。同时,国家电网公司也宣布将于今年推广建设11类智能电网试点工程,包括建设67座智能变电站、在19个城市核心区建成配电自动化系统等。

  对此,厦门大学中国能源经济研究中心主任林伯强认为,智能电网的发展有利于清洁能源发展,促进节能减排,但其未来发展仍充满不确定性。在他看来,智能电网的发展速度取决于很多因素,如投资力度、技术难题、特高压和互动用电的发展进度以及清洁能源的发展速度。

  “不出10年,太阳能光伏发电成本将降至与火电成本一样,但要将太阳能发的电与千家万户相连接,美国方面预计至少也要20年。”中国工程院院士余贻鑫在接受记者采访时呼吁,发展智能电网应循序渐进,不能操之过急。

  事实上,从2009年提出“坚强智能电网”到此后大规模投资,国家电网公司两年来在智能电网领域动作频频,但由于缺乏国家力量的有力支撑,国家电网公司在智能电网建设上的力量仍显单薄。

  采访中有专家表示,除了政策、成本因素的影响,智能电网目前的发展还受制于相关产业,如变压器、自动化设备、电网基础设施以及与电网智能应用相关的信息通信软件等的发展进程。

  据了解,智能电网建设不仅将对技术、互联网技术以及信息技术进行了有机结合,还将使集成技术得以更为广泛的应用,而实现智能电网的关键设备智能化则是未来整个电力网络的发展方向。

  对于电力设备商来说,如何在发电、输电和配电、用电整个环节实现管控一体化、互动化是关注的焦点;而对于自动化企业来说,提供从发电到用电整个价值链中的自动化、IT和可控制的电力设备来满足智能电网的需求,则是未来占据电力市场的关键。

  业内人士分析,智能电网建设过程中,输变电产品,尤其是一二次设备突破原来的界线互相渗透,在以往开关设备、输电线路、变压器产品融入智能化的元素,可以实时监控、可以实现对出现的故障进行简单处理等。

  近日,由常州变压器有限公司设计制造的500kV智能变压器就充分体现了该公司在我国超(特)高压智能变压器设计制造上的领先水平。据悉,此类变压器可通过安装智能组件和套管式有源电子互感器,实现对变压器油中溶解气体、微水、铁心接地、局放、温度等状态的实时监测。

  像常州东芝变压器有限公司这样的企业还有很多,采访中记者获悉,尽管目前智能电网的建设尚处于筹备及试点阶段,但为数不少的电气设备商早已开始涉足智能化设备研究和制造,而这种研发也引起了业界专家的担忧。“某些设备上的智能化功能不仅不能满足智能电网的需要,甚至还会影响设备的稳定与可靠性。”专家提示,设备制造企业在技术研发方面不可一味盲目追求智能化,更要注重产品性能及可靠性。

  国家电网公司南自电网研究院高级设计师陈福锋对记者说:“从技术层面来讲,除了电器设备的智能化,智能电网的发展在建设坚强、稳定的大电网基础上,还要在微电网技术、能容纳各类新能源的调度管理系统、用户侧管理系统的智能配电网技术、基于物联网的电力设备全寿命周期管理技术等方面着重推进。”

  技术方向转移

  事实上,通过对比不难发现,由于中国能源分布远离负荷中心,为缓解中国煤电油运的突出矛盾,我国智能电网的发展走了一条与欧美截然不同的路线,国家电网公司提出的“坚强”智能电网,使得输电网侧的智能电网相关技术在中国率先突破和大量应用。

  截至目前,国家电网1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程、±800千伏四川向家坝—上海直流特高压示范工程相继建成,南方电网云南—广州±800千伏特高压直流输电工程也正在建设之中。

  “在输电侧,中国的特高压远距离输送的能力、数字化控制技术处于世界领先地位。”科学研究院首席专家胡学浩表示,“但是,中国在配电领域就大大地落后了,AMI(高级量测体系),美国覆盖率6%,AMR(自动抄表系统)美国覆盖了30%,中国几乎是零。”

  从衡量一国电力可靠性的重要指标“年停电时间”来看,2009年中国平均为每户9小时,而东京是5分钟,新加坡是2分钟。背后的实质是,“电力公司还是管理者的姿态,用户也没有停电要求补偿的意识。未来配电领域还有太多的工作要做。”南方电网公司专家委员会秘书长、中国工程院院士李立对在接受媒体采访时表示。

  胡学浩认为,智能电网侧重输电还远远不够,未来5年,技术重点必须逐渐转移至配电、用电领域。

  研究员王凡表示,长期来看,智能配用电建设的热点可能将多于智能输变电。

  对此,国家电网智能电网部有关人士表示,目前其牵头制定的智能电网的标准体系涉及发电、输电、变电、配电、用电、调度等8个方面,并没有明显的轻重之分,只是相比之下,配用电端的智能化程度低于输变电系统。因此,从这一角度上看,未来可能会对配用电的智能化建设力度更大一些。

  标准之惑

  今年初,国家电网公司公布了第二批12个试点项目,内容包括“智能电网综合示范工程、智能用电小区/楼宇试点工程、多网融合试点工程”等,试点更加注重于提高电网技术和生产力水平。

  然而,在示范工程如火如荼立项、实施的同时,由标准问题所带来制约却日趋凸显。

  2010年6月,由国家电网公司编制的《智能电网关键设备(系统)研制规划》和《智能电网技术标准体系规划》正式发布。但上述标准却不是行业内惟一标准。目前,南方电网也在致力于对智能电网相关标准的研究,并也有相应的研究成果出炉。

  更为关键的是,上述智能电网标准均不是国家标准,且同国际标准的对接尚存阻力。

  就智能电表领域而言,目前国内有等多家企业涉足生产,但“基本上还是根据地方的试点项目度身定做的,不是一个通用智能电表。在其他项目使用和出口中,还要面临标准统一问题。”泰科电子(上海)有限公司电力产品部新能源产品经理赵天意表示。

  一个现实的例子就是,国家电网公司全面接管菲律宾电力公司后,希望推广中国国标的智能电表,但是菲律宾倾向于美国的智能电网标准,中国产品的出口即面临阻碍。

  对于设备制造企业,未被统一的智能电网建设标准意味着难以预测的风险。

  采访中一位不愿具名的电气设备企业负责人告诉记者,有国家电网方面人士曾在某内部会议上表示,目前可以顺利进入示范工程、试点项目中的设备的技术水平及研发标准不能等同于未来智能电网建设的实际需要。“即使有的设备已经在示范项目上使用,也不代表这样的设备就是未来智能电网建设真正需要的。”

  关于智能电网的众说纷纭也让部分业界人士开始谨慎投资。在电网信息和系统已经扎根16年,但目前智能电网业务占公司总比重不超过5%,该集团董事长兼CEO刘积仁认为,由于存在政策和技术层面的问题,国内智能电网成熟还将有很长的路要走,“智能电网是很好的概念,是全世界的趋势,但在短期内难以实现,并且投入成本会很高,至少在5年之内还不会达到目前大家的预期。”

  “合力”建设

  中国智能电网的发展早已不单纯是电力系统本身的事情,而是影响整个社会经济发展全方位的战略性的项目。定义、技术方向、标准、发展路径……未来的智能电网建设或将使现有的电网管理体制、价格机制、定价等方式都发生改变。

  “智能电网建设是一项长期复杂的系统工程,离不开各个利益相关方的参与和推动。”国网能源研究院靳晓凌博士认为, 智能电网的利益相关方涵盖电力系统全产业链,以及政府、装备和服务供应商、金融机构、科研机构等多个方面,而且各利益相关方的关注点也各有侧重,智能电网涉及电力系统整体的变革,更需要各行业机构协同以及资金、政策支持。

  与此同时,建立跨行业的沟通和合作平台,在智能电网建设方面形成合力在此时显得尤为重要。能源产业研究中心高级顾问袁颖指出,要完全实现智能电网是一个分阶段、分层次的过程。这个过程不仅受国家政策、投资等影响,而且包括现有技术的成熟性、经济性、电网基础,以及整个社会的用电习惯和相关产业的发展等方面。这个实现过程可能需要10年或是更久。

  在此前公布的“十二五”规划纲要明确提出,未来5年我国将依托信息、控制和储能等先进技术,推进智能电网建设,切实加强城乡电网建设与改造,增强电网优化配置电力能力和供电可靠性;开展智能电网建设试点,改造建设智能变电站,推广应用智能电表,配套建设电动充电设施。

  采访中业内人士指出,未来惟有形成由政府为主导、多方积极参与的发展格局,才能全面推进中国智能电网发展,也更加便于企业进一步明确并适应智能电网建设需要。

  跨国咨询公司埃森哲的战略咨询全球主管马克•斯佩尔曼表示,下一步中国智能电网发展面临的最大挑战,是要在国家统一规划和推动下,在全国范围内以更快的速度和更大的规模部署试点项目。

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