隨著風(fēng)能、太陽能等可再生能源的不斷發(fā)展，國家電網(wǎng)系統(tǒng)正在醞釀轉(zhuǎn)向“智能化”。
然而，可再生能源的發(fā)電量會隨氣象條件的變化而發(fā)生大幅波動。例如，當(dāng)沒有風(fēng)時，風(fēng)力發(fā)電的葉片基本上不會轉(zhuǎn)動;太陽照射不到，太陽能發(fā)電也發(fā)揮不了多少作用。一旦其加入電網(wǎng)，就會給電網(wǎng)系統(tǒng)帶來頻率變動，造成電壓上升以及如何吸收剩余電力等難題。這就需要電網(wǎng)系統(tǒng)變得更加“智慧”。近年來頻頻提及的“智能電網(wǎng)”概念，其初衷即是為了解決類似的問題。
但究竟何為智能電網(wǎng)，它都孕育著哪些商機?國資可以在哪些領(lǐng)域大展拳腳?或許一兩句話說不清楚，權(quán)當(dāng)從解惑開始。
蓄電池與智能電網(wǎng)
在電網(wǎng)中，發(fā)電的輸出和需求相一致是十分重要的，假若輸出超過需求，頻率就會升高。反之，頻率就會降低。要想保證電力質(zhì)量，就必須要穩(wěn)定頻率。
剛開始之初，風(fēng)電、太陽能發(fā)電的上網(wǎng)量很小，電網(wǎng)(電力系統(tǒng))可以吸收其輸出變化。但隨著這部分發(fā)電上網(wǎng)量的增大(規(guī)劃的一個目標(biāo)是20%-30%)，很快便超出了現(xiàn)行電網(wǎng)的吸收能力。其直接后果是：電力系統(tǒng)頻率將隨之發(fā)生變化，引起停電事故或降低供電質(zhì)量。比如，目前我們國家電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓為220v，家用電器的電壓設(shè)定也是220v。如將風(fēng)能、太陽能發(fā)電系統(tǒng)直接并入電網(wǎng)，按照歐姆定律就會使其電壓出現(xiàn)上升，超過了220v。這樣，你家里的所有電器就全廢了。
為了確保電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，解決方法之一就是采用大型蓄電池(參見新視界第2期《大型蓄電池“上路”》)，并通過傳感器加以控制。具體做法是：針對風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電的能源輸出，采用蓄電池作為緩沖來保證電網(wǎng)的穩(wěn)定;再在網(wǎng)絡(luò)中安裝傳感器，用來監(jiān)控(即負荷控制)普通住宅、辦公樓、工廠等用電方的電力需求(負荷)，從而使發(fā)電端與負荷端都實現(xiàn)優(yōu)化控制。
這就是“智能電網(wǎng)”的雛形。
世博會的實驗場
2010年上海世博會園區(qū)，就是中國版“智能電網(wǎng)”精彩展示的實驗場。
國家電網(wǎng)將這個“智能電網(wǎng)”命名為“堅強的智能化電網(wǎng)(Strong&SmartGrid)”。據(jù)說，“Strong”的意思是構(gòu)筑較少出現(xiàn)停電事故的高可靠性電力網(wǎng)，“Smart”的意思是構(gòu)筑可以利用通信來掌握供電情況的電力網(wǎng)。據(jù)《技術(shù)在線》的相關(guān)采訪，堅強智能電網(wǎng)的重點將是“即便導(dǎo)入輸出功率不穩(wěn)定的可再生能源，也可以穩(wěn)定運行的電力網(wǎng)”。
眾所周知，世博會場是太陽能發(fā)電的聚集地。其中，中國館、世博中心、未來館和主題館分別安裝有302kW、1040kW、520kW以及2825kW的太陽能發(fā)電設(shè)施，主要設(shè)施上的太陽能電池總裝機容量超過4.68兆瓦。
這些發(fā)電，都被連接到世博園區(qū)內(nèi)的“堅強的智能化電網(wǎng)”。因為園區(qū)內(nèi)還設(shè)置了32座10kV變電站和200個降壓用變壓器。這些設(shè)備的一部分中配置有服務(wù)器，從而構(gòu)筑了收集電力信息的網(wǎng)絡(luò)。
這個“堅強智慧”的電網(wǎng)是這樣工作的：隨時掌握世博會場內(nèi)的太陽能電池發(fā)電量、主要設(shè)施的用電量、空調(diào)和照明等設(shè)備的用電量，以及可進行充放電的電動汽車電力供求量等，還可確認電費。電力信息的收集工作中使用捆綁在光纖和電力線上的自主開發(fā)的通信線。一個比較牛的地方是：檢測到斷線等故障時，這一系統(tǒng)可以自動切換為其他路徑的電力系統(tǒng)并進行修復(fù)。
世博園區(qū)外的周邊部分居民小區(qū)，則進行了智能電表試點，利用電能管理系統(tǒng)收集、分析家庭用電的數(shù)據(jù)信息。
新的市場機會
世博會后，中國“智能電網(wǎng)”出現(xiàn)了越來越多的綜合示范園。
日前，作為國內(nèi)首個智能電網(wǎng)綜合示范工程，中新天津生態(tài)城智能電網(wǎng)工程中和暢路110千伏智能變電站基本建成，并進入了其電壓設(shè)備調(diào)試階段，這也是天津市首個智能變電站。而3月30日，揚州開發(fā)區(qū)的“智能電網(wǎng)綜合示范工程”建設(shè)工作方案，也順利通過了國網(wǎng)公司的評審。
此前，國家電網(wǎng)年初已建成投產(chǎn)110千伏四川北川和220千伏青島等7座智能變電站。智能變電站是堅強智能電網(wǎng)建設(shè)中實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換和控制的核心平臺之一，是智能電網(wǎng)的重要組成部分，也是實現(xiàn)風(fēng)能、太陽能等新能源接入電網(wǎng)的重要支撐。作為銜接智能電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六大環(huán)節(jié)的關(guān)鍵，智能變電站可在技術(shù)和功能上更好地滿足智能電網(wǎng)信息化、自動化、互動化的要求。
無疑，中國堅強智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)實現(xiàn)重大突破，正成為世界智能變電站技術(shù)的引領(lǐng)者。
更重要的是，“十二五”期間，國家電網(wǎng)將投資5000億元，建成連接大型能源基地與主要負荷中心的“三橫三縱” 的特高壓骨干網(wǎng)架和13回長距離支流輸電工程，初步建成核心的世界一流的堅強智能電網(wǎng)。形成以“三華”(華北、華中、華東)為堅強受端，以西北、東北電網(wǎng)為堅強送端的三大同步電網(wǎng)，跨區(qū)輸電規(guī)模達到2.5億千瓦，國家電網(wǎng)的資源配置能力、經(jīng)濟運行效率、安全水平、科技水平和智能化水平將得到全面提升。
智能電網(wǎng)將電力輸送和信息技術(shù)結(jié)合，可實現(xiàn)電能的雙向傳輸，輸配電以及用電的智能調(diào)節(jié)、合理均衡。這無疑帶來了更多的市場機會。
在電網(wǎng)中安裝蓄電池，并通過負荷控制來實現(xiàn)最佳的供需平衡，這是智能電網(wǎng)的理想狀態(tài)。要達到這一理想狀態(tài)，除了以往電力系統(tǒng)的傳統(tǒng)技術(shù)與產(chǎn)品外，可能還需要一些全新的系統(tǒng)。比如，蓄電池、智能電表、負荷控制裝置等等。
有報道認為，智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)包括高速、雙向、實時、集成的通信技術(shù)，參數(shù)量測技術(shù)，設(shè)備技術(shù)、控制技術(shù)以及支持技術(shù)。僅就智能電表一項而言，除了傳感器與通信模塊等部件，也包括外測量設(shè)備耗電量的部件。與普通電表相比，它更具有通信、用電管理、電費記賬等多種功能。
目前，全球知名廠商紛紛進入智能電網(wǎng)市場。除了通用(GE)等電力龍頭企業(yè)外，還有IBM、英特爾等電子業(yè)巨頭。
（轉(zhuǎn)載）
