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

   智能電網更強調用戶參與,即實現一般用戶想用電就用電、想賣電就賣電,不需要向誰請示。由此電網末梢就會出現很多電源,好比原來是從樹根向樹葉輸送,現在樹葉端就已具備電源,整體運行方式將發生革命性變化。    
   電動汽車不僅是一個大功率電器,也可以是重要的分布式儲能裝置。管理不好,會給電網增加壓力;管理得好,在低谷時用電時可作為重要調節手段。智能電網應該為這樣的潛在電源提供一個即插即用的平臺。 
   數以億計的用戶,在家庭、辦公室和工廠自行利用可再生能源發電,由此產生的綠色能源通過“能源互聯網”彼此分享,就像在線創造和分享信息一樣——這是2011年美國學者杰里米·里夫金在其所著的《第三次工業革命》中描述的愿景,也是中國工程院院士、天津大學教授余貽鑫多次提及的發展構想。如今,隨著能源互聯網產業加速推進,上述構想正在走向現實。 
   “為適應能源轉型,我們需要一個功能合理的現代電網來集成各相關方,并提高能源脫碳、轉化與利用過程的效率。這個電網就是帶有顛覆性的智能電網,以智能電網為核心的綜合能源系統也將成為能源互聯網的物理載體,乃至核心?!苯趙誚郵薌欽卟煞檬?,余貽鑫進一步解釋稱。 
   那么,能源互聯網產業如何推動智能電網的建設?反過來,智能電網發展又將如何助力能源轉型? 
   可實現用戶想用電就用電、想賣電就賣電 
   近年來,電網智能化工作在我國持續推進。但余貽鑫認為,其進程依然偏慢?!拔掖?006年開始提出智能電網概念,目前已有13年時間。然而,我國對智能電網,特別是分布式電源的認識長期不深入,因此吃了一些虧?!?nbsp;
   余貽鑫口中的“智能電網”,是指電網的第二次智能化進程。他介紹,第一次智能化始于可靠性、安全性等訴求?!耙耘υ即笸5縹躉?,美國政府提出把計算機技術充分用起來,在22萬伏以上的變電站裝上大量的遠方終端單元,并通過系統收集實時數據,建立能量管理系統?!罷馓墜芾砟J揭遜⒄沽思甘?,只是由于當時的信息技術成本過高,制約了其進一步的推廣?!?nbsp;
   而今,通訊、信息技術快速發展、成本降低,讓電網應用成為可能,且具有非常明顯的效益優勢?!暗詼沃悄芑氐閽謨?1萬伏及以下的電網?!庇嚓鎣謂饈?,與傳統電網相比,智能電網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絡,終端用戶由此可參與電網優化運行,容納全部發電和儲能選擇;同時,智能電網可使得新產品、新服務和新市場成為可能,為數字經濟提供電能質量,并實現優化資產利用和高效運行,對系統干擾、自然災害等破壞可作出迅速反應,使其恢復運行。 
   換言之,現在的智能電網更強調用戶參與?!熬拖竇撲慊賢謊?,希望實現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,電網末梢就多出很多電源,好比原來是從樹根向樹葉輸送,現在樹葉端就已具備電源,整體運行方式將發生革命性變化?!庇嚓鎣緯?。 
   高比例分布式可再生能源 
   需要智能電網 
   “對智能電網發展的重視程度,我認為再怎么強調也不為過?!庇嚓鎣謂徊獎硎?,電網的第二次智能化,更是在能源轉型中扮演重要角色。 
   余貽鑫指出,能源革命進程加速,對風光等可再生能源的利用提出更高要求。按照國家發改委能源研究所預測,到2035年,我國風光發電占總電量的比重將達到25%左右;到2050年,該比例將進一步提升至50%左右。  
   “我國擁有豐富的風光資源,現已證實可滿足遠景開發需求。但未來,高比例風光利用也給電網穩定帶來挑戰?!庇嚓鎣偽硎?,由于風光資源的間歇性、波動性及不確定性,與之相匹配的靈活電源必不可少。  
   在我國電力系統中,靈活電源的比重現僅為5.6%,約相當于美國的1/8、德國的1/4。也就是說,面對大規模、遠距離輸送模式的送端系統,火電電量至少占到打捆電量的69%,每產生1千瓦時的可再生能源電量至少產生2千瓦時的火電,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展目標相悖?!跋啾戎?,就地開發與利用模式更可取?!庇嚓鎣緯?。  
   “就地利用的風電形成一個個分區,電網系統接入這些分布式電源后互相備用,一定區域的系統可通過孤島運行,在故障期間繼續向負荷供電,尤其是向部分重要負荷供電。這樣的控制和運行方式,可大大提高電網系統的可靠性與韌性?!庇嚓鎣偽硎?,通過智能電網實現電力和信息的雙向流動,把云計算、大數據等分布式計算等優勢引入電網,達到信息的實時交換和設備層面瞬時的供需平衡?!爸悄艿繽褪且桓齙湫偷奈锪?,極具顛覆意義?!?nbsp; 
   智能電網既是“動力網”  
   也是“通訊網”  
   “沒有智能電網的支持,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,我認為談智能電網也是一件可笑的事情?!碧峒熬嚀遄齜?,余貽鑫表示,智能電網既是一張“動力網”,也是一張“通訊網”,目標在于建立一個高度自動化和廣泛分布的能量交換網絡,就像互聯網那樣去改變人們的生活、工作等方式。  
   在此基礎上,智能電網建設既包括通信、信息技術集成,分布式可再生能源發電集成,也涉及輸電系統、配電網、成熟市場等配合?!壩繞湓謨沒棖笈浜戲矯?,為實現需求響應,現在要做的是通過用戶電表,帶動整個電網最末梢一公里通信線路的完善。因為上面的線路已經建得很好了,完善‘最后一公里’,不止對電網本身有好處,也為智能城市的整體發展提供了契機?!?nbsp;  
   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注,給智能電網發展提出新的要求。   
   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,把家中其他用電設備加起來,也不抵一輛電動汽車的耗電量。根據現有規劃,到2030年,我國電動汽車保有量最高將達8000萬輛,對應電池容量24億千瓦時?!拔蠢?,電動汽車不僅是一個大功率電器,也可以是重要的分布式儲能裝置。管理不好,會給電網增加壓力;管理得好,在低谷時用電時可作為重要調節手段。因此,包括市場、技術等支持在內,智能電網也應該為這樣的潛在電源提供一個即插即用的平臺?!?nbsp;  

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