智能电网建设是一项涉及社会各个方面的系统工程和长期工作。从1999年清华大学提出数字电力系统理念,揭开我国数字电网研究工作的序幕至今,我国在智能电网领域取得了很多成绩。未来发展智能电网,从技术路线来看,我认为应该要包括以下九方面:
一是加强智能电网规划理论与方法研究。随着传统电网的负荷分布、电源布局及电力流向发生变化,原有的规划方法不能适应新环境下的系统规划要求,需进一步加强智能电网规划理论与方法的研究;
二是提出统一的标准和模型。这是保证智能电网成功的关键。建设智能电网首先需要采用统一的数据模型、统一的传输交换协议、统一的网络,建立高效互通、集中协调的电力系统信息架构。所以,我国应尽快组织开展技术标准的制订工作,提出中国智能电网的标准体系结构;
三是研究储能技术。开发研究和应用储能技术,以实现存储富余电能与释放电能供电的调控,将大量的、不可控的清洁能源转化为稳定、可靠、可控能源,最大限度消纳清洁能源;
四是建设智能调度体系。随着电网的智能化发展,要对新能源、分布式能源、微网、储能等并网运行控制技术和需求侧响应模型深入研究,并结合科技信息技术的进步,建立起先进、安全、可靠的智能调度体系,提高电网安全稳定运行水平和运行效率;
五是推广新能源和清洁煤发电技术。重点研究先进的新能源发电核心控制技术,使新能源电站在向电网提供优质电能的同时具备支撑电网运行的能力,实现与电网的友好互动;
六是提高智能装备技术和智能变电站的建设。从智能电网的总体方案出发,循序渐进开展智能变电站建设。制订相应的标准和规范,规范智能变电站的建设和相关智能设备的研发;
七是加快智能配电网建设。作为提高电网整体性能和效率的关键环节,应加强配电网的网架结构和配网自动化与信息化建设,支持分布式电源、微网以及储能装置的灵活可靠接入,改善配电网性能,提升电能质量,保障供电可靠性;
八是发展互动智能化用电。实施电价动态管理,引导用户合理用电。让用户参与供需互动,实现大范围地削峰填谷、减少系统备用容量,保证电力平滑输出和系统的安全可靠运行。同时,引导和鼓励用户开展分布式电源、新能源的开发利用,支持用户余电上网,从用户侧解决能源供给问题;
九是促进电动汽车发展。一方面通过智能电网的建设完善电动汽车配套充放电基础设施网络,以及合理的电动汽车充放电站布局。另一方面,推动电动汽车成为电网中移动的、分布式的储能单元,可有效降低电网峰谷差和传统调峰备用发电容量,提高电网利用效率。
相比发达国家,我国的配电自动化建设起步较晚,目前仍处于初级阶段,市场不成熟,仍存在着一些亟待解决的问题。
(一)配电网发展仍然滞后,发展不平衡。近年来配电网投资力度不断加大,但由于历史欠账较多,配电网尤其是中压配电网发展仍然滞后,城市与农村、东部与中西部电网发展不平衡问题依然突出。
(二)电网结构薄弱,自动化水平低。10千伏网架结构依然薄弱。城网和农网差距显著。10千伏线路仍有近一半未实现互联,农网互联比例仅为城网1/3.配电自动化水平较低。配电自动化处于起步阶段,故障诊断、隔离和恢复时间较长,无法实现网络重构和自愈。体现为互供能力差,直观感受为恢复供电时间长。
(三)配电网基础数据差,信息化手段落后。配电网管理涉及到发展、农电、运检、营销、调度等不同部门,基础数据分散在不同系统中。系统之间的数据标准、模型不一致,此外,缺乏数据共维共享机制。配电网投资少,建设水平低,导致配网通信及信息系统发展相对滞后,缺少信息获取渠道。
市场前景可观
当前国网公司总部和各地方电力公司正在紧锣密鼓地编制公司层面配电自动化的发展规划,根据2009-2012年试点城市的发展经验并重新修订梳理配电自动化的系列标准,业内人士预计这些工作将在2013年末至2014年初完成,从而为20142020年配电自动化进入全面建设高速发展时期铺平道路。
国家电网公司总经理助理陈峰表示,当前电网企业正在加快完善分布式能源入网的电网建设,尤其10KV及以下配电网的建设。为此,国网正在开展2013-2020年配电网滚动规划工作,配电规划将延伸到县级电网,规划预计年底前出台。据介绍,目前国网公司已发布了《配电规划设计技术导则》。按照这一导则,2015年全面解决无电地区用电问题,基本解决县域电网与主网联系薄弱问题,建成现代配电网,适应经济社会快速发展和城镇化发展用电。此外,国网针对分布式能源并网的核心技术和关键问题标准体系建设也在推进中。
据预测,20142016年是行业需求的井喷时期,配电自动化投资将迎来爆发式增长,分别达到150、300及400亿元,复合增速高达100%;随后进入平稳建设阶段,2020年总投资规模将超过1500亿元。配电自动化设备子行业迎来强于大市的投资状况。
我国配网自动化工程硕果累累
成都:配电自动化建设已达全国领先水平
国家电网首届优秀工程技术专家、四川省电力公司通信自动化首席专家、成都配电自动化系统技术总负责、运维检修部高级工程师郑毅自豪地列举了成都配电自动化系统建设运行中的累累硕果。
从2009年8月项目启动建设至今已经过去整整4个年头,成都配电自动化系统从初具规模到进入全面应用和深化阶段,每一个重大突破和环节,在全体成都电力人的努力和拼搏中,扎实、有序地推进,并最终取得成都配网调度、运维、抢修等多方面的成功运用及实践成绩,在四川乃至全国占有一席之地,唱响了敢于争先、效率优先、实用为先的盛大乐章。
无锡:配电自动化改造工程全面启动
经过多年建设改造,无锡市区配网线路联络率已达80%,具有较强的互供能力,但因缺少自动化、智能化系统的支撑,配网线路的整体调控能力受到影响,故障处理仍采用人工判别、人工隔离的方式,即停送电操作须由调度下达指令,再由运行人员赴现场操作,难以从根本上提高供电可靠性。
据了解,2014年6月之前,该公司将为锡山经济开发区内197座配电站所、437个环网柜加装智能终端,以实现对所有线路和分段开关的遥控操作;对10千伏西仓线、胜利线、余虹线等少数支线长、负荷重、用户多的线路,则将支线起点处的柱上开关更换成用户分界断路器,以达到瞬时切除故障、缩小停电范围的目的。届时,锡山经济开发区将实现100%配电自动化,为进一步提高无锡电网供电可靠性奠定更坚实的基础。
天津:核心区配电自动化全面开工
国家电网天津城南公司配电自动化建设全面开工,实现河西、和平两个核心区的全面覆盖,计划投资范围覆盖和平、河西30平方公里内36个子项目,总计约1100个配电站点。预计工程将在今年年内完工,届时更多的津城百姓可以享受配电自动化带来的便利生活。今年,配电自动化已经达到成熟期。同时,配电自动化涉及的所有业务关口都已打通,并集合到配电自动化平台。这也预示着今年天津全市配电自动化改造项目全面启动。