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智能電網的中國抉擇

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 12:31:11 來源:《財經》

   以上萬億元的投資,織就一張覆蓋大半個中國的百萬伏特高壓同步電網,將中國大部分電力供應與需求融為一體。

   從此,中國西北與西南的電力,就可以通過這條“高速公路”,直奔東部沿海的耗能大戶。

  6月中旬,國家電網公司向國家電力監管委員會(下稱電監會)彙報了中國未來十年的電網規劃。這一文件,打上了“智能”的LOGO。

  此(ci)前(qian),智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)浪(lang)潮(chao)已(yi)席(xi)卷(juan)西(xi)方(fang)各(ge)主(zhu)要(yao)國(guo)家(jia)。這(zhe)些(xie)國(guo)家(jia)主(zhu)要(yao)基(ji)於(yu)分(fen)布(bu)式(shi)能(neng)源(yuan)係(xi)統(tong)和(he)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)大(da)規(gui)模(mo)利(li)用(yong),而(er)中(zhong)國(guo)正(zheng)在(zai)作(zuo)出(chu)不(bu)同(tong)的(de)路(lu)徑(jing)抉(jue)擇(ze)。

  5月21日,在北京舉行的“2009特高壓輸電技術國際會議”上,國家電網總經理劉振亞首次提出“一特四大”的堅強智能電網戰略;即通過建設1000千伏交流和±800千伏直流構成的特高壓電網,促進大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發,進而發展以信息化、數字化、自動化、互動化為特征的堅強智能電網。

  之後,今年6月1日,國家發改委副主任、國家能源局局長張國寶在接受記者采訪時表示:“能源局正在對智能電網的問題進行研究,但存在不同的意見。對於智能電網的規劃,應該說還在研究中,尚無統一規劃。”

  他解釋說:“我們認為,智能電網應該是清潔、高效、分布式的電網,但也有不同的意見。”

  到底是以清潔、高效、分布式,還是以特高壓為核心,目前已成為中國智能電網發展的最大懸念。

  智能新浪潮

  你是否不止一次地為漲電價的問題困擾?是否想過如果在屋頂上安裝一台太陽能發電機,就可以用自己家裏發出的電?

  在美國的一些家庭,已經實現了上述夢想。在這些家庭中,不僅有風能、太陽能的小型發電機,還配備了“雙向智能電表”。通過電表,白天可以把電賣給電網,晚上下班回家使用電器時,再從電網把電買回來。

  在電價比較高的用電高峰時段,一些智能電表還可以自動調高空調的溫度,從而達到節能和減少電費的目的。

  智能電網(smart grid)的概念,源於美國。早在2001年,美國就製定了2030年的電網規劃;2008年,科羅拉多州的大學城博爾德(Boulder)更是建成了世界第一個智能電網城市。

  所謂智能電網,就是建立在先進的數字和通信技術的基礎上,實現可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的電網。它不僅能夠本身優化高效運行,同時還可以接納不同發電形式並抵禦攻擊等。

  清華大學電機係副教授何光宇告訴《財經》記者:“智能電網具有高效、清潔、靈活、堅強四大特征。高效,是指提高能源使用效率;清潔,是指減少汙染物排放對環境的影響;靈活,是指多種有利於節能減排技術都可靈活接入電網;堅強,是指在各種擾動下,電網都能安全可靠地運行。”

  正是由於智能電網具有上述優勢,對於新能源以及信息技術有著強大的輻射作用,因此越來越受到世界各國的廣泛關注。

  今年1月,美國總統奧巴馬宣布,將鋪設或更新3000英裏輸電線路,並在未來三年內為美國家庭安裝4000萬個智能電表。4月16日,奧巴馬政府又宣布投資約40億美元,用於開發新的電力傳輸技術;5月18日,美國商務部長駱家輝與能源部長朱棣文聯合宣布了美國智能電網建設的第一批標準。

  目前,牽頭美國智能電網規劃製定的是美國能源部國家能源技術實驗室。該實驗室的現代電網項目組負責人喬米勒(Joe Miller)對《財經》記者表示,與傳統電網相比,美國智能電網將更多采用分布式布局。

  米勒也是負責美國智能電網建設的地平線能源集團(HEG)的資深副總裁。美國新的電網,將根據發電地點和用電負荷的分布進行優化配置,電力的流動在配電網中將是雙向的;先進的傳感器、通信和控製設備將幫助電網運行者更好地管理,從而減少大麵積停電的可能性。

  與智能電網相對應的,是可以依據電網的運行狀態決定自身耗電量的智能電器。

  最近,GE展示了即將在年底推出的配合智能電網的電器產品,包括幹衣機、燒水壺、烤爐等,它們都可以在三種耗電模式下工作:當(dang)整(zheng)個(ge)電(dian)網(wang)用(yong)電(dian)量(liang)處(chu)在(zai)高(gao)峰(feng)的(de)時(shi)候(hou),會(hui)自(zi)動(dong)選(xuan)擇(ze)低(di)耗(hao)電(dian)模(mo)式(shi)工(gong)作(zuo)。洗(xi)碗(wan)機(ji)的(de)顯(xian)示(shi)麵(mian)板(ban)上(shang),更(geng)會(hui)顯(xian)示(shi)當(dang)前(qian)電(dian)費(fei)價(jia)格(ge),讓(rang)用(yong)戶(hu)選(xuan)擇(ze)便(bian)宜(yi)的(de)時(shi)候(hou)洗(xi)碗(wan)。

  在歐洲,超級智能電網(SuperSmartGrid)計劃也已經出爐,其可能的使用範圍甚至擴展到了北非、中東等地區。2009年初,歐盟進一步明確,將依靠智能電網技術,將北海和大西洋的海上風電、歐洲南部和北非的太陽能融入歐洲電網,以實現可再生能源大規模集成。

  中國模式

  在zai西xi方fang國guo家jia,智zhi能neng電dian網wang主zhu要yao基ji於yu分fen布bu式shi能neng源yuan係xi統tong和he可ke再zai生sheng能neng源yuan的de集ji成cheng大da規gui模mo利li用yong。與yu之zhi相xiang對dui應ying,歐ou洲zhou一yi些xie國guo家jia已yi經jing開kai始shi建jian設she分fen布bu式shi電dian網wang。在zai中zhong國guo,隨sui著zhe智zhi能neng電dian網wang迅xun速su升sheng溫wen,中zhong國guo電dian網wang企qi業ye更geng願yuan意yi將jiang其qi置zhi於yu特te高gao壓ya電dian網wang的de骨gu幹gan之zhi上shang。

  目前,中國電網的格局由六大區域電網構成,但控製在兩家企業手中。其中,國家電網擁有東北、華北、華中、華東、西北五個區域電網,覆蓋25個省(自治區、直轄市);較小一些的南方電網,則運行著覆蓋五個省(自治區、直轄市)的南方區域電網。

  中國政府有意將智能電網納入國家能源規劃之中。5月21日,在“2009特高壓輸電技術國際會議”上,國務院副總理張德江表示,中國政府已經將發展智能電網納入了國家的能源戰略。

  中國電力科學研究院副總工程師白曉民在接受《財經》記(ji)者(zhe)采(cai)訪(fang)時(shi)表(biao)示(shi),對(dui)於(yu)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang),中(zhong)國(guo)已(yi)不(bu)存(cun)在(zai)做(zuo)不(bu)做(zuo)的(de)問(wen)題(ti),而(er)是(shi)怎(zen)麼(me)做(zuo)的(de)問(wen)題(ti)。他(ta)所(suo)在(zai)的(de)研(yan)究(jiu)院(yuan),已(yi)開(kai)始(shi)幫(bang)助(zhu)國(guo)家(jia)電(dian)網(wang)研(yan)究(jiu)製(zhi)定(ding)各(ge)種(zhong)標(biao)準(zhun)。

  “這涉及很多領域,跨許多不同專業,原來這些標準可能沒考慮智能的需求,原有標準也可能有重疊或者空缺的地方;在製定標準的過程中,肯定會遇到很多之前沒考慮到的問題。”他補充說。

  據悉,目前國家電網公司已經專門成立了五個智能電網工作小組,組織各個相關部門的準備工作。

  根據國家電網公司提出的規劃,2009年到2010年將重點開展智能電網發展規劃工作,研究技術和管理標準;2011年至2015年則為全麵建設階段,初步形成智能電網運行控製和互動服務體。

  此後,2016年到2020年為引領提升階段,全麵建成統一的智能電網,技術和裝備全麵達到國際先進水平。到2020年,國家電網公司特高壓總投資將超過6000億元,智能電網將主要以特高壓電網為主幹電網;其中,僅2009年和2010年兩年,就計劃投資830億元建設特高壓電網,其中交流570億元,直流260億元。

  輸電係統的電壓等級一般分為高壓、超(chao)高(gao)壓(ya)和(he)特(te)高(gao)壓(ya)。通(tong)常(chang),隨(sui)著(zhe)輸(shu)電(dian)線(xian)路(lu)電(dian)壓(ya)等(deng)級(ji)的(de)提(ti)高(gao),輸(shu)電(dian)線(xian)路(lu)的(de)損(sun)耗(hao)會(hui)減(jian)小(xiao),但(dan)相(xiang)應(ying)的(de)投(tou)資(zi)也(ye)隨(sui)之(zhi)增(zeng)長(chang)。因(yin)此(ci),中(zhong)國(guo)的(de)特(te)高(gao)壓(ya)模(mo)式(shi)在(zai)提(ti)出(chu)之(zhi)初(chu),就(jiu)曾(zeng)遭(zao)到(dao)了(le)國(guo)內(nei)許(xu)多(duo)資(zi)深(shen)電(dian)力(li)專(zhuan)家(jia)的(de)質(zhi)疑(yi),認(ren)為(wei)這(zhe)種(zhong)模(mo)式(shi)既(ji)不(bu)經(jing)濟(ji),也(ye)不(bu)安(an)全(quan),甚(shen)至(zhi)會(hui)破(po)壞(huai)中(zhong)國(guo)電(dian)網(wang)安(an)全(quan)係(xi)數(shu)較(jiao)高(gao)的(de)分(fen)區(qu)分(fen)層(ceng)模(mo)式(shi)。

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  未來不確定

  若采用世界上獨一無二的特高壓大網作為未來智能電網的主幹,另一個潛在的隱患亦不能不察。

  今年3月,美國宇航局(NASA)的一份報告警告說,如果1859年曾經襲擊地球的太陽風暴重演,將有可能對現代高壓輸電係統造成嚴重衝擊;大多數變電站很可能會熔化,整個電力供應恢複的時間可能長達四年到十年。 

  美國科學院(NAS)委員會顧問、加州梅塔科技公司電力工業分析師約翰卡普曼(John Kappenman)還特別提到,中國正在建設2倍於美國的1000千伏電網,而這將是傳遞電力崩潰的超級回路。因為電壓等級越高,電流越大。

  這種危險,其實並不遙遠。目前,太陽已經相對平靜了接近100年,而預計到2012年,太陽活動就將進入活躍期。1859年並未對人類造成打擊的太陽風暴,對現代社會則有可能升級為滅頂之災。

  中國工程院院士、天津大學電氣與自動化工程學院餘貽鑫在接受《財經》記者采訪時表示,對於這一問題,工程院曾專門討論過,並向國家提交了報告,認為特高壓作為一種技術可以研究,但要在現有的500千伏電網上再覆蓋一個1000千伏的電網,需要充分的技術經濟論證,“現在還沒有見到”。

  “最好有國家電網以外的研究單位或高校,共同做這份報告。”他補充說。

  5月18日,在中電聯主辦的“中國智能互動電網發展戰略研討會”上,來自國家能源局、中電投等單位相關部門負責人發言時,雖對新能源和電網優化作出肯定性判斷,但並未對智能電網建設戰略作出直接回應。

  當時與會的國家電監會政策研究室主任俞燕山表示,從國外先例看,智能電網技術可行性沒有問題,需要統籌考慮的主要是經濟合理性、政策管理協調性等。

  他舉例說,美國有221個小電網,電網容量比較小,比如加州才4000多萬千瓦容量。“它們對分布式的、可再生能源吸納能力非常有限,抗衝擊能力,或者是可再生能源的接入能力不超過20%。”

  俞燕山告訴《財經》記者,“中國隻有南北兩大電網,單國家電網就達幾個億的容量。如此大的容量,吸納可再生能源,並非一定要靠智能電網。”

  5月27日,國家發改委副主任穆紅在國務院新聞辦舉行的新聞發布會上表示,關於智能電網,包括國家發改委、工信部、科技部、財政部、環保部、安監總局、知識產權局等單位,正在進行多目標優化、電力儲能、信息集成等方麵的調研;至於今年7月能否拿出方案,將取決於關鍵規劃是否符合中國國情。

  俞燕山對記者解釋說,智能電網涉及三大要素:一是技術上的可行性,二是經濟上的合理性,三是政策上怎麼樣看待。

  對(dui)於(yu)作(zuo)為(wei)監(jian)管(guan)機(ji)構(gou)的(de)電(dian)監(jian)會(hui)而(er)言(yan),除(chu)了(le)要(yao)關(guan)注(zhu)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)的(de)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)性(xing),希(xi)望(wang)以(yi)此(ci)為(wei)契(qi)機(ji),進(jin)一(yi)步(bu)促(cu)進(jin)競(jing)爭(zheng)格(ge)局(ju)的(de)形(xing)成(cheng)以(yi)及(ji)效(xiao)率(lv)的(de)提(ti)高(gao),亦(yi)是(shi)順(shun)理(li)成(cheng)章(zhang)的(de)考(kao)慮(lv),畢(bi)竟(jing),建(jian)設(she)的(de)成(cheng)本(ben)和(he)最(zui)終(zhong)的(de)輸(shu)電(dian)效(xiao)率(lv),將(jiang)最(zui)終(zhong)決(jue)定(ding)著(zhe)用(yong)戶(hu)需(xu)要(yao)花(hua)多(duo)少(shao)錢(qian)埋(mai)單(dan)。

  中國華能集團的一位人士告訴記者,一旦“特高壓智能電網”成為現實,由於特高壓電網的大容量、長距離,基本上是點對點的輸送,而智能電網所倡導的分布式電源,兩者關係上應如何處理,也需要決策者予以考慮。

  

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