http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 17:50:58 來源:
導讀:人類接觸和認識電網技術已有一百多年,隨著經濟社會的發展,電網也在不斷發展進步,更新的技術等待人們去探索發現。
智能電網、電動汽車、儲能技術、微網技術……隨著電網技術的不斷進步,人們發現,電網發展的路徑有了更多的選擇。在近日舉辦的“第二屆中國電力發展和技術創新院士論壇”上,眾多專家為電網未來發展描繪了前進的路線圖。
尋路院士論壇
4月25日~26日,由中國電力科學研究院主辦的“第二屆中國電力發展和技術創新院士論壇”在京舉行。院士和專家們圍繞“新能源、新電力”這一主題,介紹了國內外電力科研的最新進展、最新成就和前沿技術,展望中國電力技術發展趨勢,展示電網技術的最新成果。
專家們討論最多的是智能電網和電動汽車。
因yin為wei我wo國guo能neng源yuan資zi源yuan分fen布bu特te點dian和he大da規gui模mo可ke再zai生sheng能neng源yuan的de發fa展zhan需xu求qiu,迫po切qie需xu要yao提ti升sheng電dian網wang的de資zi源yuan優you化hua配pei置zhi能neng力li和he運yun行xing效xiao率lv,推tui動dong新xin型xing電dian能neng利li用yong模mo式shi,提ti高gao電dian能neng在zai清qing潔jie能neng源yuan消xiao費fei中zhong的de比bi重zhong,推tui動dong節jie能neng減jian排pai,並bing滿man足zu未wei來lai經jing濟ji社she會hui發fa展zhan對dui電dian能neng質zhi量liang和he多duo元yuan化hua服fu務wu的de要yao求qiu。於yu是shi,智zhi能neng電dian網wang的de概gai念nian便bian成cheng為wei必bi然ran,應ying運yun而er生sheng。
根據中科院院士周孝信的觀點,智能電網屬於電網發展到第三代的必然產物,“第三代電網不是橫空出世,而是在繼承和發揚了第一代電網和第二代電網的基礎上自然出現的更高發展階段的產物。”
“上世紀90年代,我們國家還在研究大電網的時候,西方發達國家已經開始研究微網了,我們當時百思不得其解,小小的微網為什麼這麼被重視?”周孝信回憶電網發展曆程時,講述了這樣一段經曆。
“我們明白了,西方早於我們研究微網,是因為我們與他們處於不同的發展階段,他們隻是比我們先要麵對分布式能源、可再生能源的問題,但誰都要經曆這一步,繞不過去。”這段經曆讓周孝信篤信,當今電網發展到智能電網,其實是電網的自身規律使然,這是一條必由之路。
我國大規模新能源接入是對智能電網的要求。“院士論壇”上,專家們提出,以風電為代表的新能源接入為電網安全穩定運行帶來了隱患。有專家提出運用“間歇式新能源發電調度運行技術”來(lai)攻(gong)克(ke)這(zhe)一(yi)難(nan)題(ti),這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)旨(zhi)在(zai)利(li)用(yong)資(zi)源(yuan)監(jian)測(ce)與(yu)電(dian)站(zhan)監(jian)測(ce)分(fen)析(xi)風(feng)機(ji)的(de)出(chu)力(li)特(te)性(xing),對(dui)功(gong)率(lv)預(yu)測(ce)後(hou)仿(fang)真(zhen)模(mo)擬(ni)調(tiao)度(du)決(jue)策(ce),對(dui)多(duo)時(shi)空(kong)尺(chi)度(du)消(xiao)納(na)能(neng)力(li)進(jin)行(xing)評(ping)估(gu),在(zai)運(yun)行(xing)風(feng)險(xian)評(ping)估(gu)後(hou)做(zuo)預(yu)警(jing)處(chu)理(li),優(you)化(hua)調(tiao)度(du)多(duo)時(shi)空(kong)尺(chi)度(du)後(hou)做(zuo)出(chu)多(duo)空(kong)間(jian)消(xiao)納(na)決(jue)策(ce)。
電動汽車技術也是專家們最感興趣的話題之一,電動汽車可以在電網負荷低穀時段充電,發揮“填穀”作用,將有效提高發電機組和電網的利用率,提高電網運行效率。在專家們的眼中,這在電網技術中產生不可多得的作用。
24位院士和近百位專家學者在這裏掀起一場“頭腦風暴”,用他們的智慧為電網發展指路。
第三代電網技術正在向我們走來
新能源變革的呼聲自20世紀90年代以來日漸高漲,保障人類能源的可持續供應成為新能源革命的重要標誌,而用清潔能源、可ke再zai生sheng能neng源yuan逐zhu漸jian代dai替ti化hua石shi能neng源yuan,是shi人ren類lei利li用yong能neng源yuan的de必bi然ran趨qu勢shi。新xin能neng源yuan利li用yong絕jue大da部bu分fen要yao通tong過guo轉zhuan化hua為wei電dian能neng來lai實shi現xian。因yin此ci,電dian網wang的de重zhong要yao性xing日ri益yi突tu出chu,將jiang成cheng為wei全quan社she會hui重zhong要yao的de能neng源yuan輸shu送song和he配pei給gei網wang絡luo。
與傳統電網相比,未來電網使命的變化主要有四點:一是要具備接納大規模可再生能源電力的能力;二是實現電力需求側響應、分布式電源、儲能裝置、能源綜合高效利用係統與電網的有機結合,大幅度提高電網在終端能源利用的效率;三是具有極高的供電可靠性,基本排除大麵積停電的風險;四是與通信信息係統廣泛結合,實現覆蓋城鄉的能源、電力、信息綜合服務體係。
電網和電力係統的發展可分為三代,其中,第一代電網是以小機組、低電壓為特征的電網,單機容量在10萬千瓦和20萬千瓦以下,輸電和配電電壓是220千伏以下,主要特征是簡單保護、經驗型調度、被動型用電(即電網提供什麼電,用戶就使用什麼電)、安全可靠性較低、經濟性差、資源優化配置能力差的小型電網。
第二代電網是以大機組、超高壓為特征的電網,單機容量在30萬千瓦~100萬千瓦以上,電壓等級在330千伏以上,主要特征是快速保護、優化控製、分析型調度、被動型用電、安全可靠性較高、經濟性較強、大範圍資源優化配置能力強的大型互聯電網。
可第二代電網依然高度依賴於高效化石能源的利用,而電網發展到第三代電網時,非化石能源發電將占有較大份額。
第三代電網是大型集中性和分布式能源發電相結合,骨幹電網與地方電網、微電網相結合的綜合能源管理係統。主要特征是具備智能的電網控製保護係統、自愈能力較強、智能型調度、主動型用電(用戶廣泛參與電網的調節,向用戶提供綜合的能源和信息服務)、供電可靠性大幅提高、基本排除用戶的意外停電風險、適應可再生能源電力變化、具備可持續性。
第三代電網與第二代電網最大的區別是其屬於化石能源消耗大幅降低、碳排放大幅度降低、可持續發展的電網模式。
縱觀世界電網發展史,第一代電網和第二代電網的發展都經過了大約50年的時間,初步推測第三代電網目標的實現也要50年。20世紀50年代以前,世界各國電網的發展階段基本上屬於第一代電網,歐美國家從50年代開始,產生了第二代電網的特征,上世紀末,經過大致50年的發展,各國基本建成以超高壓交直流輸電和互聯電網為主要特征的第二代電網,到上世紀90年(nian)代(dai)開(kai)始(shi),電(dian)網(wang)已(yi)開(kai)始(shi)逐(zhu)漸(jian)轉(zhuan)型(xing),世(shi)界(jie)範(fan)圍(wei)內(nei),以(yi)大(da)規(gui)模(mo)利(li)用(yong)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)和(he)智(zhi)能(neng)化(hua)為(wei)兩(liang)大(da)特(te)征(zheng)的(de)第(di)三(san)代(dai)電(dian)網(wang)拉(la)開(kai)序(xu)幕(mu)。我(wo)國(guo)特(te)高(gao)壓(ya)輸(shu)電(dian)與(yu)堅(jian)強(qiang)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)的(de)開(kai)發(fa)建(jian)設(she)標(biao)誌(zhi)著(zhe)我(wo)國(guo)第(di)三(san)代(dai)電(dian)網(wang)建(jian)設(she)開(kai)始(shi),與(yu)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)基(ji)本(ben)上(shang)處(chu)於(yu)同(tong)一(yi)起(qi)跑(pao)線(xian)。
第三代電網也就是現代電網,同時也是廣義的智能電網。是一百年來第一、二代電網技術在新形勢下的傳承和發展,未來40年,我國電網發展要完成第二代電網向第三代電網的過渡,逐步實現大型電源與分布式電源相結合、骨幹電網與微電網結合的電網格局。
要發展第三代電網,需要在五個方麵進行研究開發。第一是新材料、新元件、新器件,為電網提供高效節能環保的電網裝備是現代電網發展的基礎;第二是新型輸電技術,大容量、低損耗、環境友好的輸電技術,包括特高壓輸電、超導輸電、地下管道輸電等;第三是大規模可再生能源電力,包括集中式、分布式能源的接入;第四是基於先進傳感、通信、控製、計算、仿真技術的電網智能化調度和運行控製,是實現高效可靠電網的保證;第五是智能化的配用電係統,實現電力需求側響應和分布式能源、電動汽車、儲能裝置接入以及覆蓋城鄉的能源電力信息綜合服務體係。
國家電網公司提出電網到2030年的技術路線圖,要實現從第二代電網向第三代電網過渡期間的關鍵技術,包括特高壓交直流輸電技術、智能輸變電技術、新型電力電子器件和應用技術、超大規模交直流混聯電網安全穩定控製技術、電網調度的全局優化和協調控製技術、先進大容量儲能技術等。
智能電網帶來的理念變革
中國工程院院士 餘貽鑫
發(fa)展(zhan)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)不(bu)僅(jin)是(shi)單(dan)純(chun)的(de)技(ji)術(shu)問(wen)題(ti),這(zhe)中(zhong)間(jian)還(hai)涉(she)及(ji)許(xu)多(duo)新(xin)的(de)理(li)念(nian)。智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)的(de)特(te)點(dian)是(shi)電(dian)力(li)和(he)信(xin)息(xi)的(de)雙(shuang)向(xiang)互(hu)動(dong),以(yi)便(bian)建(jian)立(li)高(gao)度(du)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)和(he)廣(guang)泛(fan)分(fen)布(bu)的(de)能(neng)量(liang)交(jiao)換(huan)。為(wei)了(le)實(shi)時(shi)地(di)交(jiao)換(huan)信(xin)息(xi)和(he)設(she)備(bei)層(ceng)次(ci)上(shang)的(de)動(dong)態(tai)平(ping)衡(heng),把(ba)分(fen)布(bu)式(shi)計(ji)算(suan)和(he)通(tong)信(xin)的(de)優(you)勢(shi)引(yin)入(ru)電(dian)網(wang)。
與智能電網相關的技術非常之廣,它的一個目標就是要像10nianqianxingqidehulianwangyiyang,cuishengxindejishuheshangyemoshi,shixianchanyegeming。fazhanzhinengdianwangdehexinyuanzeshiyaokaolvwomensuocongshidegongzuoshifoushiyongyushichang,shifoujilileyonghu,shifoushixianlezichanyouhua,shifougaoxiaoyunxing。yinci,duizhinengdianwangdezongtishexiangshi:智能化、高效、包容、激勵、重視質量和抗幹擾能力等。
我們可以把智能電網相關的技術分為三類,即智能電網技術、智能電網可帶動的技術和為智能電網創建平台的技術。智能電網可帶動的技術包括風力發電機組、插件式的電動汽車、光伏發電裝置、綠色節能建築和智能家電等。為智能電網創建平台的技術包括綜合的通信技術、傳感和測量技術、應用超導技術、儲能技術、電dian力li電dian子zi技ji術shu和he診zhen斷duan技ji術shu方fang麵mian等deng最zui新xin研yan究jiu成cheng果guo,這zhe些xie技ji術shu用yong以yi增zeng強qiang人ren類lei決jue策ce,使shi電dian網wang運yun行xing和he管guan理li人ren員yuan對dui係xi統tong內nei在zai的de問wen題ti具ju有you清qing晰xi的de了le解jie。
智能電網將把一個集中式的、生(sheng)產(chan)者(zhe)控(kong)製(zhi)的(de)電(dian)網(wang),轉(zhuan)變(bian)成(cheng)大(da)量(liang)分(fen)布(bu)式(shi)的(de)和(he)與(yu)更(geng)多(duo)的(de)消(xiao)費(fei)者(zhe)互(hu)動(dong)的(de)電(dian)網(wang)。我(wo)們(men)把(ba)工(gong)業(ye)界(jie)最(zui)好(hao)的(de)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)於(yu)電(dian)網(wang),以(yi)加(jia)速(su)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)的(de)實(shi)現(xian)。電(dian)網(wang)變(bian)遷(qian)的(de)過(guo)程(cheng),必(bi)將(jiang)改(gai)變(bian)整(zheng)個(ge)行(xing)業(ye)的(de)業(ye)務(wu)模(mo)型(xing),且(qie)對(dui)所(suo)有(you)利(li)益(yi)相(xiang)關(guan)者(zhe)都(dou)有(you)利(li),以(yi)推(tui)進(jin)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)更(geng)好(hao)地(di)向(xiang)縱(zong)深(shen)發(fa)展(zhan)。
在我國實施智能電網發展戰略,不僅能使我們獲得高安全、高可靠、高質量、高效率和價格合理的電力供應,還能提高國家的能源安全、改善環境、推動可持續發展,同時能夠激勵市場與創新,從而提高國家的國際經濟競爭力。
當前,我國需要出台能夠推動電力市場更合理配置資源並激勵企業加大對智能電網投入的新法規,其中包括實施峰穀電的差別電價,使“電能”作為商品的市場價值得到合理的體現;製定鼓勵分布式電源賣電回電網的政策及保證電網公司回收智能電網投資成本的政策。