智能電網(wǎng)更強(qiáng)調(diào)用戶參與,,即實現(xiàn)一般用戶想用電就用電,、想賣電就賣電,不需要向誰請示,。由此電網(wǎng)末梢就會出現(xiàn)很多電源,,好比原來是從樹根向樹葉輸送,,現(xiàn)在樹葉端就已具備電源,整體運行方式將發(fā)生革命性變化,。
電動汽車不僅是一個大功率電器,,也可以是重要的分布式儲能裝置。管理不好,,會給電網(wǎng)增加壓力,;管理得好,,在低谷時用電時可作為重要調(diào)節(jié)手段。智能電網(wǎng)應(yīng)該為這樣的潛在電源提供一個即插即用的平臺,。
數(shù)以億計的用戶,,在家庭、辦公室和工廠自行利用可再生能源發(fā)電,,由此產(chǎn)生的綠色能源通過“能源互聯(lián)網(wǎng)”彼此分享,,就像在線創(chuàng)造和分享信息一樣——這是2011年美國學(xué)者杰里米·里夫金在其所著的《第三次工業(yè)革命》中描述的愿景,也是中國工程院院士,、天津大學(xué)教授余貽鑫多次提及的發(fā)展構(gòu)想,。如今,隨著能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)加速推進(jìn),,上述構(gòu)想正在走向現(xiàn)實,。
“為適應(yīng)能源轉(zhuǎn)型,我們需要一個功能合理的現(xiàn)代電網(wǎng)來集成各相關(guān)方,,并提高能源脫碳,、轉(zhuǎn)化與利用過程的效率。這個電網(wǎng)就是帶有顛覆性的智能電網(wǎng),,以智能電網(wǎng)為核心的綜合能源系統(tǒng)也將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的物理載體,,乃至核心?!苯赵诮邮苡浾卟稍L時,,余貽鑫進(jìn)一步解釋稱。
那么,,能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)如何推動智能電網(wǎng)的建設(shè),?反過來,智能電網(wǎng)發(fā)展又將如何助力能源轉(zhuǎn)型,?
可實現(xiàn)用戶想用電就用電,、想賣電就賣電
近年來,電網(wǎng)智能化工作在我國持續(xù)推進(jìn),。但余貽鑫認(rèn)為,,其進(jìn)程依然偏慢?!拔覐?006年開始提出智能電網(wǎng)概念,,目前已有13年時間。然而,,我國對智能電網(wǎng),,特別是分布式電源的認(rèn)識長期不深入,因此吃了一些虧,?!?/p>
余貽鑫口中的“智能電網(wǎng)”,,是指電網(wǎng)的第二次智能化進(jìn)程。他介紹,,第一次智能化始于可靠性,、安全性等訴求?!耙约~約大停電為契機(jī),,美國政府提出把計算機(jī)技術(shù)充分用起來,在22萬伏以上的變電站裝上大量的遠(yuǎn)方終端單元,,并通過系統(tǒng)收集實時數(shù)據(jù),,建立能量管理系統(tǒng)?!斑@套管理模式已發(fā)展了幾十年,,只是由于當(dāng)時的信息技術(shù)成本過高,制約了其進(jìn)一步的推廣,?!?/p>
而今,通訊,、信息技術(shù)快速發(fā)展,、成本降低,讓電網(wǎng)應(yīng)用成為可能,,且具有非常明顯的效益優(yōu)勢,?!暗诙沃悄芑攸c在于11萬伏及以下的電網(wǎng),。”余貽鑫解釋,,與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,,智能電網(wǎng)通過電力和信息的雙向流動,建立起高度自動化和廣泛分布的能量交換網(wǎng)絡(luò),,終端用戶由此可參與電網(wǎng)優(yōu)化運行,,容納全部發(fā)電和儲能選擇;同時,,智能電網(wǎng)可使得新產(chǎn)品,、新服務(wù)和新市場成為可能,為數(shù)字經(jīng)濟(jì)提供電能質(zhì)量,,并實現(xiàn)優(yōu)化資產(chǎn)利用和高效運行,,對系統(tǒng)干擾、自然災(zāi)害等破壞可作出迅速反應(yīng),,使其恢復(fù)運行,。
換言之,,現(xiàn)在的智能電網(wǎng)更強(qiáng)調(diào)用戶參與?!熬拖裼嬎銠C(jī)上網(wǎng)一樣,,希望實現(xiàn)一般用戶想用電就用電、想賣電就賣電,,不需要向誰請示,。這樣一來,電網(wǎng)末梢就多出很多電源,,好比原來是從樹根向樹葉輸送,,現(xiàn)在樹葉端就已具備電源,整體運行方式將發(fā)生革命性變化,?!庇噘O鑫稱。
高比例分布式可再生能源
需要智能電網(wǎng)
“對智能電網(wǎng)發(fā)展的重視程度,,我認(rèn)為再怎么強(qiáng)調(diào)也不為過,。”余貽鑫進(jìn)一步表示,,電網(wǎng)的第二次智能化,,更是在能源轉(zhuǎn)型中扮演重要角色。
余貽鑫指出,,能源革命進(jìn)程加速,,對風(fēng)光等可再生能源的利用提出更高要求。按照國家發(fā)改委能源研究所預(yù)測,,到2035年,,我國風(fēng)光發(fā)電占總電量的比重將達(dá)到25%左右;到2050年,,該比例將進(jìn)一步提升至50%左右,。
“我國擁有豐富的風(fēng)光資源,現(xiàn)已證實可滿足遠(yuǎn)景開發(fā)需求,。但未來,,高比例風(fēng)光利用也給電網(wǎng)穩(wěn)定帶來挑戰(zhàn)?!庇噘O鑫表示,,由于風(fēng)光資源的間歇性、波動性及不確定性,,與之相匹配的靈活電源必不可少,。
在我國電力系統(tǒng)中,靈活電源的比重現(xiàn)僅為5.6%,,約相當(dāng)于美國的1/8,、德國的1/4,。也就是說,面對大規(guī)模,、遠(yuǎn)距離輸送模式的送端系統(tǒng),,火電電量至少占到打捆電量的69%,每產(chǎn)生1千瓦時的可再生能源電量至少產(chǎn)生2千瓦時的火電,,受電端可再生能源電量滲透率僅為11.52%,,與高比例可再生資源發(fā)展目標(biāo)相悖?!跋啾戎?,就地開發(fā)與利用模式更可取?!庇噘O鑫稱,。
“就地利用的風(fēng)電形成一個個分區(qū),電網(wǎng)系統(tǒng)接入這些分布式電源后互相備用,,一定區(qū)域的系統(tǒng)可通過孤島運行,,在故障期間繼續(xù)向負(fù)荷供電,尤其是向部分重要負(fù)荷供電,。這樣的控制和運行方式,,可大大提高電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性與韌性?!庇噘O鑫表示,,通過智能電網(wǎng)實現(xiàn)電力和信息的雙向流動,把云計算,、大數(shù)據(jù)等分布式計算等優(yōu)勢引入電網(wǎng),,達(dá)到信息的實時交換和設(shè)備層面瞬時的供需平衡?!爸悄茈娋W(wǎng)就是一個典型的物聯(lián)網(wǎng),,極具顛覆意義,?!?/p>
智能電網(wǎng)既是“動力網(wǎng)”
也是“通訊網(wǎng)”
“沒有智能電網(wǎng)的支持,高比例分布式可再生能源難以克服瓶頸,;反過來,,若離開廣泛的分布式電源,我認(rèn)為談智能電網(wǎng)也是一件可笑的事情,?!碧峒熬唧w做法,余貽鑫表示,,智能電網(wǎng)既是一張“動力網(wǎng)”,,也是一張“通訊網(wǎng)”,,目標(biāo)在于建立一個高度自動化和廣泛分布的能量交換網(wǎng)絡(luò),就像互聯(lián)網(wǎng)那樣去改變?nèi)藗兊纳?、工作等方式?/p>
在此基礎(chǔ)上,,智能電網(wǎng)建設(shè)既包括通信、信息技術(shù)集成,,分布式可再生能源發(fā)電集成,,也涉及輸電系統(tǒng)、配電網(wǎng),、成熟市場等配合,。“尤其在用戶需求配合方面,,為實現(xiàn)需求響應(yīng),,現(xiàn)在要做的是通過用戶電表,帶動整個電網(wǎng)最末梢一公里通信線路的完善,。因為上面的線路已經(jīng)建得很好了,,完善‘最后一公里’,不止對電網(wǎng)本身有好處,,也為智能城市的整體發(fā)展提供了契機(jī),。”
此外,,余貽鑫提醒,,目前還有一些潛在的分布式電源同樣值得關(guān)注,給智能電網(wǎng)發(fā)展提出新的要求,。
以電動汽車為例,,余貽鑫稱,其用電量十分可觀,,甚至在部分城市家庭,,把家中其他用電設(shè)備加起來,也不抵一輛電動汽車的耗電量,。根據(jù)現(xiàn)有規(guī)劃,,到2030年,我國電動汽車保有量最高將達(dá)8000萬輛,,對應(yīng)電池容量24億千瓦時,。“未來,,電動汽車不僅是一個大功率電器,,也可以是重要的分布式儲能裝置。管理不好,會給電網(wǎng)增加壓力,;管理得好,,在低谷時用電時可作為重要調(diào)節(jié)手段。因此,,包括市場,、技術(shù)等支持在內(nèi),智能電網(wǎng)也應(yīng)該為這樣的潛在電源提供一個即插即用的平臺,?!?/p>