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中國工程院院士余貽鑫:離開分布式談智能電網(wǎng)不可取
(時(shí)間:2019-7-25 9:30:45)

   智能電網(wǎng)更強(qiáng)調(diào)用戶參與,即實(shí)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(yùn)行方式將發(fā)生革命性變化。    
   電動汽車不僅是一個(gè)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(shí)用電時(shí)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(gè)即插即用的平臺。 
   數(shù)以億計(jì)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(shí)。 
   “為適應(yīng)能源轉(zhuǎn)型,我們需要一個(gè)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(gè)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(shí),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(shí)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2006年開始提出智能電網(wǎng)概念,目前已有13年時(shí)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! 
   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(jì)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù),建立能量管理系統(tǒng)。“這套管理模式已發(fā)展了幾十年,只是由于當(dāng)時(shí)的信息技術(shù)成本過高,制約了其進(jìn)一步的推廣! 
   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(diǎn)在于11萬伏及以下的電網(wǎng)!庇噘O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(yùn)行,容納全部發(fā)電和儲能選擇;同時(shí),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(shí)現(xiàn)優(yōu)化資產(chǎn)利用和高效運(yùn)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(yùn)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(jì)算機(jī)上網(wǎng)一樣,希望實(shí)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(yùn)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!庇噘O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(shí)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(shí)的可再生能源電量至少產(chǎn)生2千瓦時(shí)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(gè)個(gè)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(yùn)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(yùn)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(shí)現(xiàn)電力和信息的雙向流動,把云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等分布式計(jì)算等優(yōu)勢引入電網(wǎng),達(dá)到信息的實(shí)時(shí)交換和設(shè)備層面瞬時(shí)的供需平衡!爸悄茈娋W(wǎng)就是一個(gè)典型的物聯(lián)網(wǎng),極具顛覆意義!  
   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(gè)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?nbsp; 
   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!坝绕湓谟脩粜枨笈浜戏矫妫瑸閷(shí)現(xiàn)需求響應(yīng),現(xiàn)在要做的是通過用戶電表,帶動整個(gè)電網(wǎng)最末梢一公里通信線路的完善。因?yàn)樯厦娴木路已經(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(shí)!拔磥,電動汽車不僅是一個(gè)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(shí)用電時(shí)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(gè)即插即用的平臺!   

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