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三视角观察智能电网效益 合计约2000亿元

国家电网报 2012-04-26

导读:近日,由中国电机工程学会电力系统专业委员会等单位主办的2012中国智能电网建设国际论坛在北京举行。论坛透露的信息表明,坚强智能电网建设将产生巨大的经济效益和社会效益。智能电网建设可以给电力企业、用户以及社会带来预期收益。积极发展智能电网,已成为国际电力发展的现实选择。
 全局视角:建设智能电网将产生巨大效益

  相比传统电网,智能电网可带来定量评估的环境效益、用电环节效益、电网环节效益、发电环节效益和其他社会效益合计约2000亿元。

  全球资源、环境、经济等问题日益突出,可再生能源快速发展,世界各国面临着可再生能源如何接入及充分利用等问题,需要用智能化的技术和手段加以应对。

  欧美国家的研究及实践表明,智能电网建设可以给电力企业、用户以及社会带来预期收益。积极发展智能电网,已成为国际电力发展的现实选择。

  总体上看,坚强智能电网具有促进能源资源优化配置、推动清洁能源发展、引导能源生产和消费布局等多项功能。就我国而言,上述功能和效益,主要由发展坚强智能电网的4大措施带来。

  措施一:加大煤电基地建设力度,加快发展特高压跨区输电,转变“就地平衡”为主的传统电力发展模式,构建“跨区输电”为主的电力发展模式,实现输煤输电并举。

  该措施可以实现的效益包括:输煤输电合理分工,提高煤炭的综合开发和利用效率;优化利用我国环境资源,降低环境损失;提高能源输送经济性,降低供电成本;节约能源输送通道占地,提高土地利用效益等。

  通过统筹规划建设特高压网架和西部、北部大型坑口电厂,2020年中东部地区每年可以减排二氧化硫55万吨,减少环境损失45亿元。通过煤电一体化建设,实现煤矿与电厂在水、煤、灰、土地等资源配置上的互补和综合利用,大大减轻煤炭开采对生态环境的破坏。

  措施二:加快清洁能源发电基地建设,有效利用煤电基地特高压输电通道,推动风光火联合输送。

  该措施可以实现的效益包括:有力推动清洁能源规模化发展;促进电源结构优化,减少温室气体排放;提高输电通道利用效率,降低风电远距离输送成本。

  以清洁能源规模化发展为例。风电功率预测、储能、风光协调控制等智能化技术,能够优化系统运行效益,提高系统运行经济性和清洁能源消纳能力。到2020年,相比于传统电网,通过坚强智能电网实现风电跨省跨区消纳,可使我国风电开发规模增加约5400万千瓦,替代化石能源消费0.34亿吨标准煤,减排二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物0.94亿吨、38.2万吨、2.4万吨。

  措施三:同步加强送受端电网和抽水蓄能等调峰电源建设。

  该措施可实现:为核电大规模接入提供坚强的电网平台;增大风电消纳能力,实现2020年1.5亿千瓦的风电开发规模;提高电力系统整体效益,减少系统有效装机;提升电力系统安全性、可靠性。

  “三华”受端电网可以发挥显著的错峰和调峰效益,降低高峰负荷,减少电网负荷峰谷差。在大规模接受区外水电、风电、煤电的情况下,通过合理配置系统调峰电源,可减少火电发电机组装机容量。经测算,到2020年,发展坚强智能电网将减少我国煤电装机约6300万千瓦。

  措施四:加快各级电网的智能化建设,基本建成坚强智能电网。

  该措施可以实现的效益包括:提升电力系统运行经济性;提高电网设备利用效率,减少电网建设投资;提高终端用户设备的能源利用效率,到2020年,相对于传统电网,将节约用户电量451亿千瓦时;促进新产品开发和新服务市场形成;提高供电可靠性,减少停电损失等。

  预计到2020年,我国用电负荷比传统电网下降约4900万千瓦,可减少电网建设投资约180亿元。在坚强智能电网基本建成的情况下,相比传统电网,智能电网可带来定量评估的环境效益,用电、电网、发电环节效益和其他社会效益合计约2000亿元。

  调峰视角:推广抽水蓄能可促进新能源发展

  抽水蓄能电站作为调峰电源,在促进风电等新能源发展、提高电力系统安全稳定运行、电力节能减排方面,可最大限度地满足智能电网要求。

  我国“十二五”规划纲要明确提出“依托信息、控制和储能等先进技术,推进智能电网建设,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源体系”。发展储能装置,构建智能电网,增强电网对能源资源的优化配置能力,解决风电等清洁能源快速发展带来的问题,已成为我国电力与能源发展的重要内容。

  抽水蓄能是当前技术最成熟、最经济的大规模电能储存手段,启停迅速,运行灵活,跟踪负荷能力强,可以很好地满足智能电网建设的要求。抽水蓄能已成为我国智能电网建设的重要组成部分。

  抽水蓄能电站是一种具有储能功能的发电站,兼有发电与储能的特性。它解决了电能不易存储的矛盾,可有效调节电力系统发供用的动态平衡。

  抽水蓄能带来的经济社会效益主要体现在三方面:

  第一,保证电力系统安全稳定运行,提高供电质量。我国电源结构以煤电为主,燃气等调峰电源短缺。煤电机组的调峰幅度相对较小、调峰能力相对较差,不能保障电力系统事故情况下的快速调节。

  抽水蓄能电站则可以快速适应负荷变化,从抽水工况到满负荷运行一般只有2到3分钟,可以大范围快速调节出力。抽水蓄能电站可有效地保证和提高电网运行频率、电压质量的稳定性,提高电力系统安全稳定运行水平,满足电力用户对供电质量的要求。例如,北京十三陵抽水蓄能电站就被誉为“点亮北京的最后一根火柴”。

  2011年,国网新源控股有限公司所属的十三陵、潘家口、泰山、张河湾等9家抽水蓄能电站总计启动1.59万次,对电力系统的安全稳定运行发挥了重要作用。

  第二,配合火电机组运行,实现电力系统节能减排。抽水蓄能可以减少火电机组参与调峰启停次数,提高火电机组的负荷水平,提高火电机组负荷率并确保其在高效区运行,降低电力系统的燃料消耗。

  据测算,泰安抽水蓄能电站装机100万千瓦,理论上每年调峰填谷可以节煤24万吨,减少二氧化硫排放1.5万吨、氮氧化物排放2475吨、烟尘排放7吨、一氧化碳排放55吨、燃油消耗13.3万吨,每年节省投资及运行费用5010万元。

  第三,提高消纳风电等可再生能源的能力。电力系统建设适当规模的抽水蓄能电站,可以充分发挥抽水蓄能与风电运行的互补性。抽水蓄能电站既可以平滑风电、太阳能发电出力的随机性、波动性,提高输电线路的经济性,又可以平衡风电发电量的不均衡性,减少风电对电网的冲击,解决当前风电开发送出困难的实际问题。

  我国抽水蓄能电站的运行实践表明,抽水蓄能在促进风电等新能源发展、提高电力系统安全稳定运行、电力系统节能减排方面,可最大限度地满足智能电网的要求,使其成为智能电网中技术最成熟、经济性最好的调节工具。同样,建设智能电网,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源体系,也为抽水蓄能的发展提供了广阔空间和难得机遇。

  设备视角:智能电网建设将带动装备业提升

  以智能电网为代表的新型电网催生新的技术和商业模式,创造30~50倍于互联网的市场空间,为设备企业提供难得的发展契机。

  我国将建设坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的坚强智能电网。坚强智能电网涵盖发电、输电、变电、配电、用电、调度六大环节,以及通信、信息两大平台,涉及新能源、软件、储能、通信、自动化、电动汽车、高级传感器、智能电器等领域。

  建设坚强智能电网,设备很关键。以智能电网为代表的新型电网将催生新的技术和商业模式,在带来产业革命的同时,创造30~50倍于互联网的市场空间,这将为设备企业提供难得的发展契机。

  就电力设备而言,我国智能电网建设的巨大投资,为电力设备制造企业提供了强大的技术改造动力。到2020年,国家电网公司在智能电网建设方面总投资预计逾4万亿元,而电力设备投资约占电网总投资的40%,这必将为发展智能设备提供强大的资金支持和发展动力。与此同时,众多装备制造企业紧跟智能电网市场需求,加快自主创新,抢抓市场机遇,大大加快了电力装备研制技术的升级和产业转型步伐,提升了行业和企业竞争优势。

  中国电力技术装备有限公司作为中国电力装备行业的龙头企业,近年来投入大量人力物力,通过对智能变电站技术、城市配电网自动化技术、风力及光伏发电技术、电动汽车充换电站技术以及一、二次设备结合等方面进行研究,形成了一系列具有完全自主知识产权的关键技术。其产品开发和研制历程,足以证明智能电网建设对装备制造业技术实力提升的重要作用。

  在推动远距离输电方面,为解决远距离输电、新能源、清洁能源的大规模接入电网,电力装备业积极开展特高压直流输电、柔性交流输电装备技术研究,将电力电子技术与现代控制技术相结合,通过对电力系统参数的连续调节控制,大幅降低输电损耗,提高输电线路输送能力,保证电力系统稳定水平。

  在推动新能源发展方面,电力装备业积极参与新能源战略实施,进军风能、太阳能光伏发电等绿色环保领域,一批具有“电网友好型”特征的风力发电机组、光伏产品相继问世,实现了新能源平稳、可靠、安全入网。

  此外,在智能变电站、城市配网、电动汽车充换电站、微电网技术及智能电表产品开发等方面,装备制造业也开展了诸多研究。上述研究成果,使得智能电网可以增强对扰动、攻击和自然灾害的抵御能力,降低大规模停运的风险;提高电网的可靠性、安全性和运行效率;通过智能调度与监控,动态优化网络资源和运行;实现电网与用户的双向互动;可以开展分布式电源、电动汽车、储能元件及营销业务决策智能管理,实现用电信息采集及智能监控、智能量测等。

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