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“十年之期”已到!智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了哪些重要突破?
日期:2022-05-11   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_miaowanying 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)分布式電源等各類發(fā)電廠、高電壓網(wǎng)絡(luò)、大容量儲能裝置、智能家居、電動(dòng)汽車等的有機(jī)連接。10多年來,我國智能電網(wǎng)核心技術(shù)取得全面進(jìn)步,很多技術(shù)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)了“中國制造”和“中國引領(lǐng)”。

先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù),通過與物理電網(wǎng)高度集成,形成智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)能夠大幅提高電網(wǎng)接受可再生能源的能力,從而節(jié)約能源、發(fā)展清潔能源;對電力系統(tǒng)狀態(tài)不斷進(jìn)行檢測、分析,對故障自動(dòng)作出反應(yīng),并在故障后迅速恢復(fù)供電;不斷使用新技術(shù),提高運(yùn)行效率;實(shí)現(xiàn)智能用電,提高用電效率,滿足客戶多元化需求,實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)服務(wù)。通過對發(fā)電、輸電、配電、用電和服務(wù)進(jìn)行監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度,智能電網(wǎng)技術(shù)使電網(wǎng)達(dá)到清潔、高效、安全。

天津:智能電網(wǎng)綜合示范工程

2007年11月18日,中國、新加坡兩國政府簽署協(xié)議,合作建設(shè)中新天津生態(tài)城(以下簡稱“生態(tài)城”)。生態(tài)城位于天津?yàn)I海新區(qū),總面積約30平方公里,周邊交通便利。作為國家生態(tài)示范建設(shè)工程,生態(tài)城可再生能源的綜合利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)問題受到高度的重視。

國家電網(wǎng)公司選擇在生態(tài)城建設(shè)智能電網(wǎng)綜合示范工程,工程總體目標(biāo)是建設(shè)與生態(tài)城發(fā)展定位相匹配,各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的堅(jiān)強(qiáng)、自愈、靈活的智能城市電網(wǎng)。2011年9月19日,工程正式建成投運(yùn)。

該工程遵循“能復(fù)制、能實(shí)行、能推廣”的規(guī)劃思路,從電力流、信息流、業(yè)務(wù)流統(tǒng)一融合的角度,基于6大環(huán)節(jié)1個(gè)平臺(發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度和通信信息平臺),按照電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用電側(cè)將綜合示范工程劃分為12個(gè)子項(xiàng),并開發(fā)了12個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)。

在示范工程建設(shè)過程中,國網(wǎng)天津市電力公司圍繞工程建設(shè)管理、技術(shù)和管理創(chuàng)新、政策支持等方面進(jìn)行了積極探索與實(shí)踐。作為世界上覆蓋區(qū)域最廣、功能最齊全的智能電網(wǎng)綜合示范工程,該工程的竣工投運(yùn)為我國乃至全世界樹立了全新的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和典范,為其他地區(qū)的智能電網(wǎng)建設(shè)提供了參考。

截至目前,生態(tài)城核心區(qū)日常用電負(fù)荷40兆瓦左右,區(qū)域共有4條110千伏輸電線路,4條35千伏輸電線路,2座110千伏變電站,2座35千伏變電站,1座容量為10兆瓦時(shí)的儲能電站,在建110千伏變電站2座,220千伏變電站1座。區(qū)域內(nèi)可再生能源也十分豐富,其中,風(fēng)電裝機(jī)容量4.5兆瓦,光伏裝機(jī)容量10兆瓦,可再生能源消納率100%。

山東:5G賦能智能電網(wǎng)

近年來,山東青島供電公司聯(lián)合中國電信青島分公司、華為公司等合作伙伴,積極進(jìn)行5G智能電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)。自2019年10月以來,青島供電公司先后在青島古鎮(zhèn)口、金家?guī)X、奧帆中心以及青島供電公司調(diào)度大樓四大示范區(qū)建設(shè)5G站點(diǎn)29個(gè),部署電力專用邊緣計(jì)算設(shè)備2套,建成了目前國內(nèi)規(guī)模最大的5G智能電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)。

通過近一年的持續(xù)投入,目前,青島供電公司打造的5G智能電網(wǎng)先行示范區(qū)推出一系列創(chuàng)新成果。成果聚焦智能分布式配電(包括5G縱差保護(hù)、5G智能分布式FA)、電力切片和安全隔離、變電站作業(yè)監(jiān)護(hù)及配網(wǎng)態(tài)勢感知等專題,全力開拓最佳應(yīng)用實(shí)踐。

5G縱差保護(hù)和智能分布式FA(饋線自動(dòng)化)屬于智能分布式配電自動(dòng)化的業(yè)務(wù)場景,也是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵應(yīng)用。2020年1月,在古鎮(zhèn)口區(qū)域,基于5G網(wǎng)絡(luò)切片的5G配網(wǎng)縱差保護(hù)外場試點(diǎn)上線;在嶗山區(qū)金獅廣場,基于5G切片的智能分布式FA試點(diǎn)商業(yè)應(yīng)用上線。電力行業(yè)對安全隔離性要求非常嚴(yán)格,青島供電公司始終把5G的安全隔離性放在首位,依據(jù)電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案要求,結(jié)合5G承載電網(wǎng)業(yè)務(wù)模型進(jìn)行應(yīng)用場景設(shè)計(jì)。

在階段性成果的基礎(chǔ)上,青島供電公司將推進(jìn)5G智能電網(wǎng)規(guī)模商用。

江蘇:探索智能用電新方式

2020年9月,國網(wǎng)江蘇省電力有限公司建成“零碳”直流家居屋,房間內(nèi)配置了空調(diào)、冰箱等15種直流家電。通過無線直流供能方式,電飯煲、電水壺等廚房電器省去了插拔插頭的操作,在易于收納取放的同時(shí),出現(xiàn)異常情況時(shí)還可自動(dòng)停機(jī),提升了家庭用電的安全性。

日常生活中,220伏交流電是常見的入戶供電方式,但是,有時(shí)需要將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,對電器的電子器件進(jìn)行靈活控制。例如,變頻空調(diào)、節(jié)能冰箱就是通過直流電控制壓縮機(jī),達(dá)到節(jié)能減排;電視機(jī)也是通過直流供電來顯示圖像。

直流家居屋直接采用直流供電,既減小了電器體積,也提高了用電效率;與此同時(shí),當(dāng)今快速發(fā)展的太陽能發(fā)電、儲能電池等的電能也都是直流電,因此,采用直流配電系統(tǒng),可省去交流、直流的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),在大幅提高能效的同時(shí),使系統(tǒng)更加靈活、可靠。

此外,直流家居屋中的直流電能路由器更是起到了“大腦中樞”的作用。通過電能路由器的智能決策,可以根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)信息來調(diào)整用電負(fù)荷,節(jié)省居民用電費(fèi)用,另外,還可以對光伏和儲能進(jìn)行高效管理,將多余的光伏電量存儲起來供夜間使用。據(jù)估計(jì),采用直流供電可以讓一個(gè)四口之家每年節(jié)省用電近400千瓦時(shí),倘若居民接入光伏,還可再節(jié)省電費(fèi)將近30%,家庭二氧化碳排放量減少40%以上。

下一步,國網(wǎng)江蘇電力將推進(jìn)直流配網(wǎng)示范工程建設(shè),不斷完善直流家居生態(tài)體系。

【專訪】

圍繞智能電網(wǎng)技術(shù),記者對國網(wǎng)能源研究院電網(wǎng)發(fā)展綜合研究所所長韓新陽進(jìn)行了專訪。

記者:國內(nèi)智能電網(wǎng)經(jīng)過10多年的發(fā)展,技術(shù)上主要實(shí)現(xiàn)了哪些重要突破?還面臨哪些問題?

韓新陽:10多年來,我國智能電網(wǎng)核心技術(shù)取得全面進(jìn)步,很多技術(shù)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)了“中國制造”和“中國引領(lǐng)”。特高壓輸變電技術(shù)保持國際領(lǐng)先,特高壓交直流混聯(lián)大電網(wǎng)安全運(yùn)行控制和仿真技術(shù)持續(xù)領(lǐng)先,柔性直流輸電技術(shù)、交直流混合配電網(wǎng)、統(tǒng)一潮流控制器、高彈性電網(wǎng)技術(shù)不斷取得突破和應(yīng)用。“大云物移智鏈邊”等先進(jìn)信息通信技術(shù)與能源電力技術(shù)深度融合,有力支撐能源電商、車聯(lián)網(wǎng)、多站融合、綜合能源、智能芯片等新業(yè)務(wù)新模式蓬勃發(fā)展,以及電網(wǎng)數(shù)字化、智能化、智慧化轉(zhuǎn)型升級。

當(dāng)前,在能源革命和數(shù)字革命大背景下,智能電網(wǎng)正加速向能源互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級,能源技術(shù)與數(shù)字技術(shù)加速深度融合,源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動(dòng)技術(shù)、多種能源優(yōu)化互補(bǔ)技術(shù)將推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)的物理網(wǎng)架、信息支撐、價(jià)值創(chuàng)造三大體系從戰(zhàn)略走向?qū)嵺`。

為推動(dòng)智能電網(wǎng)進(jìn)一步向能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,我們要深入貫徹“四個(gè)革命,一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略,堅(jiān)持“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念,著力在特高壓關(guān)鍵組部件、高性能電工材料、電力專用工控芯片等一系列核心技術(shù)上加強(qiáng)攻關(guān)、取得突破;依托“大云物移智鏈邊”等技術(shù),加強(qiáng)智能終端、通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)平臺等建設(shè),推動(dòng)電網(wǎng)在形態(tài)、技術(shù)、功能、價(jià)值等方面的持續(xù)升級。

記者:我們了解到美國較早開展了智能電網(wǎng)的研究,于2001年提出了智能電網(wǎng)概念,現(xiàn)在包括美國在內(nèi)的其他國家智能電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)展如何?

韓新陽:根據(jù)國際能源署IEA的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),全球電網(wǎng)投資自2016年以來呈下降趨勢,但智能設(shè)備投資在總投資中的占比卻在上升,投資重點(diǎn)趨于集中。不過,各國智能電網(wǎng)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力、發(fā)展進(jìn)程和重點(diǎn)領(lǐng)域則呈現(xiàn)一定的差異。

美國智能電網(wǎng)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力來自于能源獨(dú)立戰(zhàn)略和老舊電力設(shè)施升級的需要。自2007年《能源獨(dú)立與安全法案》和2009年《美國恢復(fù)和再投資法案》頒布以來,一系列支持智能電網(wǎng)發(fā)展的政策和投資方案陸續(xù)發(fā)布,推動(dòng)了智能計(jì)量裝置、儲能等智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

歐洲智能電網(wǎng)發(fā)展的根本驅(qū)動(dòng)力是實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)展和節(jié)能減排目標(biāo)。歐盟委員會在2009年成立了智能電網(wǎng)小組;2019年年初通過清潔能源一攬子法令,歐盟各國將根據(jù)法令制定本國相應(yīng)法律,鼓勵(lì)信息通信、智能技術(shù)在電網(wǎng)中的運(yùn)用。

日本智能電網(wǎng)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力來自于國家能源安全。日本從21世紀(jì)初開始著手投資智能電網(wǎng),自2003年以來陸續(xù)建設(shè)了一系列包括微電網(wǎng)、智慧城市在內(nèi)的智能電網(wǎng)示范工程。2011年福島核電廠事故發(fā)生后,日本大力發(fā)展包括新能源、需求響應(yīng)在內(nèi)的智能電網(wǎng)技術(shù),計(jì)劃在2024年完成境內(nèi)5000萬戶家庭的智能電表升級,屆時(shí)用戶和電網(wǎng)的交互能力將進(jìn)一步得到加強(qiáng)。

原標(biāo)題:“十年之期”已到!智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了哪些重要突破?
 
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