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国智能电网发展的现状和原因分析

发布时间:2021-03-18 发布时间:
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一、传统电网和智能电网的本质区别

智能电网(Smart Grid)概念,业内不少专家都曾经对其目标和功能进行过系统的概括和归纳,通常表述如下:

A) 实现电网的可靠运行;

B) 实现电网的安全运行;

C) 实现电网的经济运行;

D) 对环境的友好。

其实这样的表述,几乎没有让我们在传统概念的基础上前进一步。请问,传统电网不也同样有这些要求、并以严格的行业规定执行了许多年吗?所以,不能突出智能电网与传统电网的本质差别,就无法表达智能电网的真正内涵。

电力系统发展到今天,我们面临的真正挑战是:在保增长的前提下,来自环保方面的压力,已经使我们不能在传统的概念下来建设和运行电网;同样,在保增长的要求下,一次性能源将越来越稀缺,价格也会越来越高,这使得可持续发展产生严重的困难。

在上述条件之下,未来电网的前景,将是以稀薄能源为主体的分布式电源系统。以前那种一个调度命令下去就立即可以启停一台60万机组的方式,将会慢慢退出历史,代之而起的,是发与供都将在信息的流动下自洽达成协议的调度模式。成千上万的电源点与分布在整个负荷面上的用户,都会在需求和价格的双向约束下,以微分的精确步距,实现全系统出力与负荷的平衡。

智能电网与传统电网的本质区别在于,它的供方的大部分来自分布式微电源点,而它的需方,则是在需求强度与价格规则的双向约束下形成的负荷趋势。以这样的概念来审视我们今天的电网,你就会发现,我们的差距在哪里?我们现在的举措是否恰当、明智?

二、坚强智能电网的两极驱动

刘振亚总经理在2009年的特高压国际输电年会上,宣布了中国建设坚强智能电网的发展战略。根据中国能源资源分布和负荷分布背离的现实,提出构建以特高压输电网为国家电网的骨干网架、利用信息技术达到坚强智能电网两个最重要的目标,是有切实的客观依据的。

在中国当前的负荷级别上,电网一次侧的坚强性是首要,这是支撑电网安全可靠运行的前提。只有主网架结构的坚强,才能接纳各种能流的注入,经得起大级别的潮流变化和负荷起伏。所以,提高电网一次侧的坚强性,是坚强智能电网的第一驱动,其目标是达到电网的坚强性。

在此基础上,改善和提高电网在二次侧、在精细结构方面的智能化,是坚强智能电网的另一个驱动。它要解决的,是面向未来的分布式电源的接入、实时互动电价的选择、以及绿色可再生能源的消纳问题。

在达到上述两个目标以后,电网的景观将会随之改变:集中调度模式将退居次要,代之而起的,是电源与负荷的在线洽谈,和在各种规则之下的自动发电上网控制(AGC)。电网的主要任务,已经不是平衡发供,而是维持周波、电压、以及与各种价格相匹配的供电质量。这时候,即使电网的调峰,都可以根据利益原则而在民间完成。

这时候的电网,从技术上看,已经不是一家独资,而是成千上万股民共同拥有的电网。用户不但是电能的消费者,同时也是电能的生产者。挂在这个网上生存的,甚至会出现这样的商户,他们是电能的二次供应商,他们在深夜以极低的价格换能储备,在高峰时段发电上网,以30倍的差价取得收益。到时候甚至会出现私营的类似抽水蓄能电站这样的商业模式。

三、当前智能电网概念存在的三大误区

A) 智能电网的本意,是要在分布式电源林立的局面下,消纳本地的发电能力,电源点一旦准予联网,就要完全杜绝弃风、弃光、弃水现象。风、光是稀薄能源,换能模式一定是分布式吸收,就地消纳。象德国,基本上是以家庭电站为主,40% 自用,60%来自电网,有剩余才上网售电。但我国目前的模式都是集中办风电场、光伏电场,好不容易把如此稀薄的能源收集起来,却还不能本地消纳,要远距离输往东南负荷区。从经济指标上,我们看不出产生了多少经济效益。许多风电场一亏再亏,已经无法支撑。华锐风电的股价,从它的最高位一路下行,现在仅剩十分之一。

这里的实质是,这种运动式的国家投资,背离了这种自然能低密度分布的实际背景,效果堪忧。我们现在号称是世界头号风、光大国,但你去查查看,有几个风电场、光伏电厂已经收回了成本?

B) 国家在宏观政策上大力提倡绿色可再生能源,但实际执行的政策却是给投资者套上种种限制。发改委光伏上网标杆电价为1.1元/度,国家是垫着老本在支撑集中规模的发电模式,而居民发电的上网电价却只有0.4元/度。这种政策导向的实际效果是,背离了稀薄能源就地消纳的客观要求,走着一条赔本赚吆喝的道路,有违市场原则。

C) 智能电网的另一重要概念是,通过发供互动平抑负荷高峰,大力降低电源投资。这是需求侧管理的基本命题。在这方面实施的分时电价政策,应该说,效果比上述情况要好,但力度严重不足。分时电价的实施,技术条件早已成熟,从1998 年上海、湖北首先开始试行以来,已经历时15年,但目前工商用户实现分时电价的比例,还在60%左右,居民用户则仅为10%。在南京、宁波等城市,居民们争着要求实施分时电价,甚至有人买房也提出条件,要求买实现了分时电价的小区,但发展商摊摊手,供电局无规划,他们也没办法。为什么这么一项民众有强烈意愿的节能降耗措施,实行起来如此地作难?因为没有市场化,行政垄断决策。实施了分时电价的区域,力度也明显不足。峰谷比仅为3:1,而发达国家普遍都在 8-10:1上下。美国的尖峰与谷的比价为25倍。倘能这样,居民烧洗澡水时,它也得想一想,什么时候合闸比较划算了。

四、智能电网概念在欧美

在欧美国家,智能电网升级改造的第一步,决不是信息化之类的表面功夫,而是大面积更换为复费率电能表,因为顺应市场经济的要求立即会产生效益,不需要信息化之类的空话,提升经济效益的要求自然会导致信息化。

且看欧美各国实施智能电网第一步的举措:

A) 2009年1月,白宫宣布《复苏计划尺度》报告,要为4000万家庭安装智能电表;

B) 2009年2月,IBM将把马耳他的2万块普通电表更换成互动电表;

C) 2009年,加州已完成第一阶段200万用户小区的先进电表安装工作,可节电30%;


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