电网发展进入智能电网新阶段

　　德国通过了新的可再生能源规范，房屋出租方可以通过安装在自家屋顶的光伏系统，经过计价，让房屋租赁者支付相应费用，从而实现可再生能源的零售；加州计划在2020年实现可再生能源占全部能源使用比例的33%，2030年这一数字上升到50%；欧洲打算在未来建设一个一体化电网；中国正大力推动新能源并网、智能配用电、电动汽车及实施电能替代等的发展，取得了世界瞩目的成就……

　　上述世界主要国家和区域的电力发展可谓日新月异，这是记者参加为期4天的2016中国国际供电会议最直观的感受，而这一切都可以归结为一个关键词——智能电网。

　　“世界电网发展已经进入智能电网的新阶段，加强这一前沿领域的国际交流与合作，推动能源变革转型，促进能源可持续发展，应对生态环境挑战，是我们的共同选择。”本次大会主席、中国电机工程学会理事长郑宝森在会议开幕致辞中说道。他指出，新一轮能源变革正在世界范围内兴起，全球能源格局正在发生重大而深刻的变化，这一轮能源变革的焦点是新能源，变革的方向是推动能源发展方式战略转型，调整能源结构，提高能效水平，实施能源替代。

　　新一轮能源变革，机遇和挑战并存。在中国电工技术学会副理事长兼秘书长裴相精看来，以“智能电网＋特高压＋清洁能源”为实质的全球能源互联网正在快速发展，由此创造了巨大的电力需求市场和供电装备市场，给世界各国的电力行业和企业带来前所未有的发展机遇。而另一面，随着互联网、物联网、通信网与电力系统更加紧密的融合，分布式电源、储能装置、智能电器等的快速发展，以及云计算、大数据、移动终端等现代信息技术的广泛应用，电网技术必须不断进行创新，实现由传统电网向智能电网的全面升级，提升资源配置的高效性、电源接入的适应性、供电质量的可靠性、用电服务的互动性。

　　多国电力企业已开始融入新一轮能源变革的浪潮，并且为此努力升级传统的电网系统。美国太平洋煤气电力公司总工程师瓦希德·马达尼介绍，在美国，智能城市、智能电网已经成为新潮流的关键词，加州已经出现很多的电动汽车和相应的充电站。加州还计划在2020年将可再生能源使用比例占所有能源使用的比例提升到33%，2030年上升到50%。“可再生能源的发展给我们带来一定机会，我们需要提升效率、降低成本，提高电力系统的运营灵活度。”瓦希德·马达尼说。他表示，改造传统电网，需要把电压控制在比较理想的水平，对电力输送网络进行调整配置，减少电网受干扰频率，减少故障时间，提高故障自愈速度，提升电网可观测性、智能性和自动性。目前加州的公共设施委员会已经支持该公司输电系统的可靠性项目。

　　电气与电子工程师学会主席候选人旺达·雷德表示，美国和中国都在经历可再生能源发展的时代，各种插入式的电动汽车、智能电表和可再生能源的波动性为电力系统带来了各种不确定因素和挑战，世界各地的同行都在研究如何让电力行业更加可靠。在营造更低碳的环境和社会方面，美国和中国有共同的愿景，不能独自为政，要通力合作。美国在2016年推出了新的清洁电力计划，为此也推行了各种试点项目。

　　作为世界五百强排名第二位的大型能源企业，国家电网公司近年来致力于打造以自动化、信息化和互动化为特征的坚强智能电网，不断实现装备提升、智能互联，实现可靠的绿色电力供应。国家电网公司总经理助理单业才在会议开幕式上强调，要解决能源与环境发展中遇到的难题，必须走清洁发展的道路，实施“两个替代”，实现化石能源为主向清洁能源为主的转变，并提高电能在终端能源消费的比重。

　　国家电网公司运维检修部副主任高理迎则详细介绍了能源变革下的国家电网供电系统。他指出，化石能源在未来几十年就会耗尽，为此，国家电网十分注重大规模绿色能源发展规划和大型电网的建设和运维。2016年4月，中国风电装机容量达到1.2亿千瓦，太阳能装机容量4500万千瓦，同时在四川、云南和河北，还有3.2亿千瓦装机的水电。为了有效实现绿色能源的跨区消纳，更需加强远距离输电线路的建设发展。电网如今已经覆盖整个中国，近年来，特高压交直流的发展有效实现了远距离输电。国家电网公司累计建成“三交四直”特高压工程，在建“五交六直”工程，并且还在发展超高压直流和交流，进一步提升跨地区电力输送能力。

　　更灵活自动化的未来配电网

　　智能电网的概念最早由电气与电子工程师学会（IEEE）所提出，它涉及发电、输电、变电、配电、用电和调度的多个电力环节。为了更好地适应可再生能源的发展，满足客户的用电需求，参加这次会议的不少国内外专家都着重强调了未来配电网的发展。

　　与会专家表示，在智能配用电领域，要重点突破主动配电网运行控制与管理、分布式电源与微电网并网及运行控制、直流配电网、多能源互补的配电网智能调度等关键技术，实现配电网—电源—负荷协调控制和优化运行，实现配电网主动自愈、分布式电源即插即用和多元化负荷的灵活、高效接入，提高配电网调控能力、运行效率以及供电安全可靠性和电能质量。

　　国际供电会议组织主席西奥多·康纳介绍了配电网技术的发展情况以及面临的挑战和转变。随着电力需求的增加，未来的能源使用中，电力使用的比例会不断提高；以往都是大公司来输电和卖电，随着分布式光伏、微电网等小规模发电系统的发展，这种模式也逐渐被打破。电力系统中的配电将扮演更加重要的角色。如今的配电系统，需要加强对电压的监控，并实现智能电表计价和智能用电管理。

　　意大利卡利亚里大学教授法布瑞里奥·匹罗介绍，到2020年，意大利的供电网络中会有大量光伏的融入，他强调要对智能电网和积极配电网络进行规划和优化，不仅要有灵活的拓扑学结构，有效控制分布式能源组合，还要将信息和通信等先进的技术考虑进来。传统的规划方法并不适用于智能配电网，需要增加灵活性，融入数据建模和反馈机制，把用电需求和发电进行智能化的连接，对负荷进行智能化的控制。

　　英国曼切斯特大学教授瓦迪米尔·特兹加强调了智能电网的一体化，他表示，中国在建设能源互联网，而未来欧洲也会有一个一体化电网。这是基于新型传感器的新型智能化电网，能够实时地动态测量电网数据，并且能够适应可再生能源的大量接入，发展相应的新技术非常重要。

　　电力系统自动化咨询顾问托尼·依普进一步强调了配网自动化传感器的重要性。智能电网要能够自动对故障进行隔离定位，并且自动恢复，因此必须要有新的传感器技术。配电网中有数千个节点，传感器之间的距离必须较短，而且其本身体积要较小，敏感度和可靠性高，比如光子传感器、电流传感器和电压传感器等。

　　多能互补的分布式能源系统

　　“未来的电网发展中，大型能源网络越发重要，同时小型微电网也蓬勃发展，他们相辅相成，共同发展。”未来，不同地区的电网中将会出现不同的能源组合，以往的用电方也可以成为发电方，因此电网必须更加智能可控，要实现双向负荷流的管理。国际大电网委员会主席克劳斯·弗罗利希在会议上这样表示。

　　他重点介绍了提高间歇性可再生能源发电出力的挑战与策略。太阳能、风能是一种间歇性的资源，当电力系统中可再生能源发电的比例越高，系统的灵活性就要越高。随着分布式能源的发展，未来的电网需要具备灵活的各种发电能力，发电之后还要为用电者提供更好的客户服务。

　　为了实现这样一种主动的能源供应网，需要在现有智能电网的基础上实现升级，安装更多的能源存储装置，引入更新的电力系统防故障概念，同时重视个性化的小微电网发展。

　　中国电力科学研究院“千人计划”专家马钊也认为，多种能源装置是未来电力系统的发展趋势。未来需要建立电力管理微系统，开发一些高级电力管理变流器。比如能源路由器就是一种新的设备，把它设置在智能的系统中，实现监控功能，获得更高的效率。另外，他强调，传统的电路理论不能用于分析微电网，需要做更多新技术的相关研究。他也提倡，未来可以在城市市区设立独立的能源供应网络，因为居民做饭、冬季供暖和夏季开空调都会使电力系统压力增大，建立独立能源网更有助于满足热电和供暖的要求。

　　谈到新能源的发展，中国电力科学研究院“千人计划”专家雍太有则强调，提升能源效率也是中国面临的紧急任务，需要各方共同努力。尤其要提高新能源发电效率，应用新型的先进技术改变传统的能源使用方法，通过能源监控系统、传感器、智能电表等，帮助用户管理能耗。

　　可再生能源渗透率的提高，也引发了关于可再生竞争性电力售电策略的讨论。德国华人新能源协会主席廖宇介绍，中国的电力系统已经开始进行改革，截至今年7月，我国不同的省份已建立起22个电力交易市场和700多家电力零售公司。他表示，智能电网和能源互联网的发展，改变了能源供应的模式和相应的商业模式。德国在智能电网上就有很多创新，比如提出德国工业4.0，也建立了不同的商业模式和多种价格体系，如针对不同季节、不同时间段、不同电力质量，都有不同的价格。他特别呼吁中国提升需求侧的能源效率。

　　新能源的快速发展少不了前瞻性新技术的辅助。多位与会专家表示，要重点开展大规模、长寿命、低成本，高安全新型化学储能以及高效率、低成本物理储能技术，能源互联和服务互动的能源互联网技术等前沿技术研究，为未来电网及新一代能源系统的发展奠定基础。比如清华大学教授梅生伟就着重介绍了压缩空气储能技术。

　　发展更加智能、高效、清洁和可靠的电力网络已经成为世界各国的共同选择，我们有理由期待，随着各国电力领域企业、专家和学者们的共同努力，未来供用电技术将会越来越成熟，每一个电力使用者都能享受到更优质的电力服务。

　　近年来，中国在新能源并网、智能配用电、电动汽车及实施电能替代等方面取得了令世人瞩目的成就

　　2015年，中国风电、太阳能发电新增装机容量双创新高，风电装机容量连续四年世界第一，光伏装机容量首次超过德国跃居世界第一，成为中国新能源发展史上新的里程碑。

　　截至2016年6月底，中国风电并网容量达到1.37亿千瓦，太阳能发电并网容量达到6304万千瓦。预计到2020年，中国风电并网容量将达到2.5亿千瓦，太阳能发电并网容量将达到1.5亿千瓦。