中國以堅強智能電網(wǎng)引領(lǐng)世界電網(wǎng)發(fā)展新趨勢

“我們不僅僅要成倍增加可再生能源的開(kāi)發(fā)能力，還要建立一個(gè)更堅強、更智能的電網(wǎng)。”８月５日在印第安納州北極星公司，美國總統奧巴馬如是說(shuō)。

國際金融危機尚未遠去，哪些產(chǎn)業(yè)能成為下一波經(jīng)濟增長(cháng)的制高點(diǎn)？奧巴馬把目光投向了新能源和智能電網(wǎng)建設等領(lǐng)域。

而在美國的堅強智能電網(wǎng)計劃浮出水面時(shí)，萬(wàn)里以外的中國，堅強智能電網(wǎng)的研究和發(fā)展早已在如火如荼地進(jìn)行。

中國走在世界前面

７月中旬，國家電網(wǎng)公司來(lái)了兩位美國客人——美國商務(wù)部長(cháng)駱家輝和曾獲諾貝爾物理學(xué)獎的美國能源部長(cháng)朱棣文。吸引兩位美國部長(cháng)前來(lái)的是中國在堅強智能電網(wǎng)和特高壓輸電技術(shù)方面的發(fā)展。

中國要打造的堅強智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，通過(guò)先進(jìn)的設備技術(shù)和控制方法，實(shí)現安全、高效運行的電網(wǎng)。它既可以減少長(cháng)距離輸電的損耗，也有利于風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等間歇性能源的并網(wǎng)利用。

中國是堅強智能電網(wǎng)建設的先行者。為了解決中國能源主要分布地與主要消費地不一致和可再生能源發(fā)展的問(wèn)題，近年來(lái)，國家電網(wǎng)公司一直在努力打造具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的統一的堅強智能電網(wǎng)。

今年５月，國家電網(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞表示，將分階段推進(jìn)堅強智能電網(wǎng)發(fā)展，到２０２０年，將全面建成統一的堅強智能電網(wǎng)。

智能電網(wǎng)并非中國一家在做。在美國，今年奧巴馬總統上任之后即提出要建設智能電網(wǎng)。但是，那時(shí)美國所提的智能電網(wǎng)與中國不同，其重點(diǎn)是研發(fā)可再生能源和分布式電源并網(wǎng)技術(shù)；同時(shí)，發(fā)展智能電表，使消費者可以根據自身需要在不同價(jià)格時(shí)段使用電力。

然而，據國家電網(wǎng)公司透露，在訪(fǎng)問(wèn)國家電網(wǎng)公司以后，駱家輝表示，美方非常認同國家電網(wǎng)公司發(fā)展智能電網(wǎng)過(guò)程中提出的統一標準、加強規劃、以信息技術(shù)作基礎、注重互動(dòng)的目標和原則，期待國家電網(wǎng)公司在此領(lǐng)域能夠繼續發(fā)揮引領(lǐng)作用。

隨后，在８月５日的講話(huà)中，奧巴馬明確提出，要建設一個(gè)可實(shí)現電力在東西兩岸傳輸的新的智能電網(wǎng)。奧巴馬坦言，“很久以來(lái)，我們在這一創(chuàng )新性領(lǐng)域沒(méi)有作為，而中國、日本等國家已經(jīng)遠遠走在了前面。”

“奧巴馬提出要建設在距離約４５００公里的東西兩岸傳輸電力的智能電網(wǎng)，并強調‘更堅強、更智能’，這說(shuō)明美國在智能電網(wǎng)建設方面的理念已與中國相似，美國要建的將是一個(gè)類(lèi)似于中國的大范圍的堅強智能電網(wǎng)。”國家電網(wǎng)公司北京經(jīng)濟技術(shù)研究院副院長(cháng)胡兆光說(shuō)。

長(cháng)期以來(lái)，我們在重大科技項目方面往往只能對西方亦步亦趨，而這一次，中國走在了世界前面。

新能源革命倒逼電網(wǎng)智能化

投資１５０００億元到１８０００億元，在沿海營(yíng)建３０００－５０００個(gè)近海人工島，上面建１２０００－１５０００部超導風(fēng)力發(fā)電機，這樣就可形成４億千瓦以上的風(fēng)電裝機容量，相當于中國現有裝機容量的一半……

這是中國科學(xué)院教授、著(zhù)名能源專(zhuān)家武建東對于發(fā)展海上風(fēng)電的美好愿景。除了海上風(fēng)電，武教授還希望開(kāi)發(fā)青藏高原和沙漠地區的太陽(yáng)能，通過(guò)大規模開(kāi)發(fā)這些可再生能源，我們就可以從容應對礦物能源終將耗竭所帶來(lái)的危機。

但是，這些美好的設想要變成現實(shí)，有一個(gè)必要的前提：風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電要能上網(wǎng)利用。然而，以目前的技術(shù)條件，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等間歇性能源的大規模利用，會(huì )對電網(wǎng)造成嚴重沖擊，影響電網(wǎng)的安全性。

出路只有一條：建設強大、堅固、有力、互動(dòng)、高效、靈便的智能電網(wǎng)。只有建設堅強智能電網(wǎng)，才能實(shí)現可再生能源的集約化開(kāi)發(fā)、遠距離輸送和高效利用，實(shí)現各類(lèi)分布式電源、儲能裝置和用電設施并網(wǎng)接入標準化和電網(wǎng)運行控制智能化。

“智能電網(wǎng)建成后，消費者既可以是電力客戶(hù)，也可以讓自己生產(chǎn)的風(fēng)能、太陽(yáng)能、氫電池、生物沼氣等并網(wǎng)利用，從而成為小型電力供應商，這個(gè)轉變將使人類(lèi)消費能源的方式發(fā)生歷史性革命。”武建東說(shuō)。

據有關(guān)專(zhuān)家測算，到２０２０年，中國可再生能源裝機容量將達到５．７億千瓦，占總裝機容量的３５％；每年可減少煤炭消耗４．７億噸標準煤，減排二氧化碳１３．８億噸。

２０２０年，這也將是國家電網(wǎng)公司規劃的堅強智能電網(wǎng)大功告成之時(shí)。國家電網(wǎng)公司研究室主任葛正翔表示：“屆時(shí)，電網(wǎng)優(yōu)化配置資源能力將大幅提升，清潔能源裝機比例達到３５％，分布式電源實(shí)現‘即插即用’，智能電表普及應用。”

“整合或改造傳統的電力流程，其本質(zhì)就是更有效地重組人類(lèi)的能源體系，改造人類(lèi)基本的生產(chǎn)方式。以智能互動(dòng)電網(wǎng)重塑全球電力體系是危機時(shí)代人類(lèi)提高能源效率的最佳捷徑。”武建東認為，“全球主要經(jīng)濟體正面臨著(zhù)一次使電力體系效益最大化的歷史機遇，誰(shuí)掌握了智能互動(dòng)電網(wǎng)，誰(shuí)就主導了下一代全球能源的戰略發(fā)展能力。它是以科技創(chuàng )新再造國際分工的最大的和平紅利。中國必須擁有這個(gè)制高點(diǎn)，也一定能夠擁有這個(gè)制高點(diǎn)。”

特高壓技術(shù)助推智能電網(wǎng)建設

“中國的智能電網(wǎng)是以智能和技術(shù)為依托，全面體現于發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度等６個(gè)環(huán)節。”葛正翔表示，中國的智能電網(wǎng)首先是一個(gè)堅強的電網(wǎng)，其中，具有長(cháng)距離、大容量、低損耗功效的特高壓電網(wǎng)技術(shù)，將成為核心環(huán)節。

特高壓電網(wǎng)是指１０００千伏交流和正負８００千伏直流輸電網(wǎng)絡(luò )。這是中國堅強智能電網(wǎng)的網(wǎng)架基礎。特高壓電網(wǎng)具有遠距離、大規模的電力輸送能力，有利于在更大范圍內優(yōu)化配置能源資源。

１０００千伏輸電線(xiàn)路的自然輸送功率約為５００千伏輸電線(xiàn)路的５倍，電阻損耗約為５００千伏輸電線(xiàn)路的１／４，可節約線(xiàn)路走廊土地資源約２／３……

“我國能源資源與生產(chǎn)力逆向分布，煤炭資源保有儲量的７６％分布在西部與北部地區，８０％的水能資源分布在西部地區，但７５％以上的能源需求集中在東中部地區。因此采用特高壓輸電技術(shù)，提高全國范圍內電力資源優(yōu)化配置的能力已成為當務(wù)之急。”國家電網(wǎng)新聞發(fā)言人盧健說(shuō)。

今年１月，我國自主研發(fā)、設計和建設的百萬(wàn)伏交流輸變電項目——晉東南—南陽(yáng)—荊門(mén)特高壓試驗示范工程正式建成投運，這標志著(zhù)中國成功掌握了世界最先進(jìn)的特高壓建設核心技術(shù)。

根據國家電網(wǎng)下一步規劃，到“十二五”初期，國家電網(wǎng)將建成“兩縱兩橫”特高壓骨干電網(wǎng)，將陜北、晉東南煤電基地的電力輸送到華中、華東地區，將蒙西煤電基地電力送到華北、華東地區，將西南水電送到華中、華東地區。

目前，世界上只有中國發(fā)展了１０００千伏特高壓技術(shù)。“美國下一步要搞４０００公里以上的輸電網(wǎng)絡(luò )，很可能也會(huì )選擇特高壓技術(shù)，因為要實(shí)現長(cháng)距離輸電，特高壓是最經(jīng)濟的。”胡兆光說(shuō)。