從“堅強電網”到“堅強智能電網”的戰(zhàn)略轉變

2002年底，我國電力體制實現了廠網分開。而當時，由于經濟高速發(fā)展帶來的電力需求快速增長，我國正在經歷多年的持續(xù)缺電。為了緩解供電緊張，大批電源項目紛紛上馬，超過70%的行業(yè)固定投資流向電廠建設。長期以來形成的“重發(fā)輕供不管用”投資傾向，致使電網發(fā)展滯后問題突出，已經嚴重制約電力跨區(qū)供應以及電源的及時送出，成為影響全國電力總體供應能力的重大瓶頸。在此背景下，國家電網公司全面分析我國電網發(fā)展面臨的形勢，明確提出了建設以特高壓電網為骨干網架、各級電網協(xié)調發(fā)展的堅強的國家電網。這一“建設堅強電網”的重大戰(zhàn)略對于近年來的電網發(fā)展起到了重要作用。隨著三峽輸變電工程、特高壓工程等跨區(qū)聯網工程的建設，除***等地區(qū)外，全國聯網格局初步形成。全國聯網有力地支持了國家西部大開發(fā)和西電東送戰(zhàn)略的實施，極大地緩解了部分地區(qū)的用電緊張狀況，促進了電力行業(yè)整體投資效益的提升。

建設堅強智能電網是適應我國電網發(fā)展新形勢的戰(zhàn)略選擇，是繼特高壓取得重大突破后，電網發(fā)展方式的又一次重大變革和創(chuàng)新，實現了從“堅強電網”向“堅強智能電網”的戰(zhàn)略變遷。體現在如下幾個方面：

一是堅強智能電網是以整體性、系統(tǒng)性的方法來客觀描述現代電網發(fā)展的基本特征。堅強智能電網是一個系統(tǒng)的概念，涵蓋“發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度、通信信息”各個領域的完整的智能化系統(tǒng)?！皥詮姟迸c“智能”是現代電網的兩個基本發(fā)展要求，“堅強”與“智能”本身相互交融，相互依存?！皥詮姟笔腔A，電網需要有堅強的網架結構、強大和安全可靠的電力輸送和供應能力，滿足大范圍資源優(yōu)化配置的需要?！爸悄堋笔顷P鍵，將各種新技術高度融合，信息化、自動化、互動化特征明顯，是滿足電力服務多樣化必然趨勢。

二是“堅強”與“智能”并重，是立足我國電網發(fā)展實際的戰(zhàn)略選擇。為用戶提供充足電力的基本要求和更加智能化的電力服務是電網建設必須并重的兩個方面，兩者應當同步建設、同時推進，缺一不可。與電網規(guī)模已經基本穩(wěn)定的歐美發(fā)達國家不同，中國電網發(fā)展要同時解決量的擴張和質的跨越。這就決定了我國智能電網的發(fā)展要堅持電網智能化與堅強網架建設協(xié)同推進，即建設堅強網架和智能系統(tǒng)有機統(tǒng)一，兩者相互支撐、相輔相成。同時，在智能電網作為國際共同發(fā)展趨勢的背景下，這也是我國電力工業(yè)自主創(chuàng)新發(fā)展和產業(yè)升級的必由路徑。

三是在已有發(fā)展成果基礎上的繼承發(fā)展，系統(tǒng)提升電網的智能化水平，培育新型業(yè)務及服務模式。建設堅強智能電網是在已有電網發(fā)展、技術積累等基礎之上，充分發(fā)揮技術、體制和管理優(yōu)勢，按照整體性原則，系統(tǒng)提升電網的智能化水平，促進電網基礎設施整體效益的充分發(fā)揮。包括信息、智能控制等技術在電網中融合應用，將帶來信息通信服務、能效及需求側管理等新型增值業(yè)務。同時，電網智能化整體水平的提升，用戶種類增多，業(yè)務內容更加豐富，市場競爭性增強，也將促進電網進一步豐富和完善服務渠道、服務內容和服務方式。

全視角解析堅強智能電網所帶來的效益

通過3月份在北京舉辦的2012中國智能電網建設國際論壇中所透露的信息表明，堅強智能電網建設將產生巨大的經濟效益和社會效益。下面我們通過幾個不同角度，對堅強智能電網所帶來的效益加以解讀。

相比傳統(tǒng)電網，智能電網可帶來定量評估的環(huán)境效益、用電環(huán)節(jié)效益、電網環(huán)節(jié)效益、發(fā)電環(huán)節(jié)效益和其他社會效益合計約2000億元。

全球資源、環(huán)境、經濟等問題日益突出，可再生能源快速發(fā)展，世界各國面臨著可再生能源如何接入及充分利用等問題，需要用智能化的技術和手段加以應對。

歐美國家的研究及實踐表明，智能電網建設可以給電力企業(yè)、用戶以及社會帶來預期收益。積極發(fā)展智能電網，已成為國際電力發(fā)展的現實選擇。

總體上看，堅強智能電網具有促進能源資源優(yōu)化配置、推動清潔能源發(fā)展、引導能源生產和消費布局等多項功能。就我國而言，上述功能和效益，主要由發(fā)展堅強智能電網的4大措施帶來。

措施一：加大煤電基地建設力度，加快發(fā)展特高壓跨區(qū)輸電，轉變“就地平衡”為主的傳統(tǒng)電力發(fā)展模式，構建“跨區(qū)輸電”為主的電力發(fā)展模式，實現輸煤輸電并舉。

該措施可以實現的效益包括：輸煤輸電合理分工，提高煤炭的綜合開發(fā)和利用效率;優(yōu)化利用我國環(huán)境資源，降低環(huán)境損失;提高能源輸送經濟性，降低供電成本;節(jié)約能源輸送通道占地，提高土地利用效益等。

通過統(tǒng)籌規(guī)劃建設特高壓網架和西部、北部大型坑口電廠，2020年中東部地區(qū)每年可以減排二氧化硫55萬噸，減少環(huán)境損失45億元。通過煤電一體化建設，實現煤礦與電廠在水、煤、灰、土地等資源配置上的互補和綜合利用，大大減輕煤炭開采對生態(tài)環(huán)境的破壞。

措施二：加快清潔能源發(fā)電基地建設，有效利用煤電基地特高壓輸電通道，推動風光火聯合輸送。

該措施可以實現的效益包括：有力推動清潔能源規(guī)?；l(fā)展;促進電源結構優(yōu)化，減少溫室氣體排放;提高輸電通道利用效率，降低風電遠距離輸送成本。

以清潔能源規(guī)?；l(fā)展為例。風電功率預測、儲能、風光協(xié)調控制等智能化技術，能夠優(yōu)化系統(tǒng)運行效益，提高系統(tǒng)運行經濟性和清潔能源消納能力。到2020年，相比于傳統(tǒng)電網，通過堅強智能電網實現風電跨省跨區(qū)消納，可使我國風電開發(fā)規(guī)模增加約5400萬千瓦，替代化石能源消費0.34億噸標準煤，減排二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物0.94億噸、38.2萬噸、2.4萬噸。

措施三：同步加強送受端電網和抽水蓄能等調峰電源建設。

該措施可實現：為核電大規(guī)模接入提供堅強的電網平臺;增大風電消納能力，實現2020年1.5億千瓦的風電開發(fā)規(guī)模;提高電力系統(tǒng)整體效益，減少系統(tǒng)有效裝機;提升電力系統(tǒng)安全性、可靠性。

“三華”受端電網可以發(fā)揮顯著的錯峰和調峰效益，降低高峰負荷，減少電網負荷峰谷差。在大規(guī)模接受區(qū)外水電、風電、煤電的情況下，通過合理配置系統(tǒng)調峰電源，可減少火電發(fā)電機組裝機容量。經測算，到2020年，發(fā)展堅強智能電網將減少我國煤電裝機約6300萬千瓦。

措施四：加快各級電網的智能化建設，基本建成堅強智能電網。

該措施可以實現的效益包括：提升電力系統(tǒng)運行經濟性;提高電網設備利用效率，減少電網建設投資;提高終端用戶設備的能源利用效率，到2020年，相對于傳統(tǒng)電網，將節(jié)約用戶電量451億千瓦時;促進新產品開發(fā)和新服務市場形成;提高供電可靠性，減少停電損失等。

預計到2020年，我國用電負荷比傳統(tǒng)電網下降約4900萬千瓦，可減少電網建設投資約180億元。在堅強智能電網基本建成的情況下，相比傳統(tǒng)電網，智能電網可帶來定量評估的環(huán)境效益，用電、電網、發(fā)電環(huán)節(jié)效益和其他社會效益合計約2000億元。

特高壓視角：特高壓資源優(yōu)化配置效益顯現

截至去年10月底，我國首條特高壓輸電線路“晉東南—南陽—荊門1000千伏特高壓試驗示范工程”已累計送電257億千瓦時。該線路已成為我國南北方向一條重要的能源輸送通道，其實測輸電損耗率僅為1.7%，約為500千伏工程的1/3，節(jié)能降耗效果十分顯著。

我國地域遼闊，一次能源分布及區(qū)域經濟發(fā)展極不均衡，這決定了能源資源需要大規(guī)?？鐓^(qū)域調配，需要在全國范圍內優(yōu)化配置，建設跨區(qū)電網成為實現這一目標的重要途徑。隨著遠距離輸電線路的建設，以特高壓電網為骨干網架的堅強智能電網加快發(fā)展，跨區(qū)輸電規(guī)模得以持續(xù)較快增長，在更大范圍內優(yōu)化配置電力資源的效益日益顯現。

特高壓輸電交易是跨區(qū)輸電交易體系中最為重要的一環(huán)。作為跨區(qū)輸電成效的集中體現，特高壓輸電在優(yōu)化配置能源資源、促進大能源基地建設方面日益發(fā)揮出巨大作用。

從資源優(yōu)化配置來看，隨著我國能源戰(zhàn)略西移，大型能源基地與能源消費中心的距離越來越遠，能源輸送的規(guī)模也將越來越大。在傳統(tǒng)的鐵路、公路、航運、管道等運輸方式的基礎上，提高電網運輸能力，也是緩解運輸壓力的一種選擇。

今年4月，國網公司再度推出《特高壓電網“十二五”規(guī)劃》，擬推動特高壓建設納入國家級電網“十二五”專項規(guī)劃。若此舉成功，特高壓建設進程無疑將進一步加快，電力“高速公路”將迎來新發(fā)展。

調峰視角：推廣抽水蓄能可促進新能源發(fā)展

抽水蓄能電站作為調峰電源，在促進風電等新能源發(fā)展、提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、電力節(jié)能減排方面，可最大限度地滿足智能電網要求。

我國“十二五”規(guī)劃綱要明確提出“依托信息、控制和儲能等先進技術，推進智能電網建設，構建安全、穩(wěn)定、經濟、清潔的現代能源體系”。發(fā)展儲能裝置，構建智能電網，增強電網對能源資源的優(yōu)化配置能力，解決風電等清潔能源快速發(fā)展帶來的問題，已成為我國電力與能源發(fā)展的重要內容。

抽水蓄能是當前技術最成熟、最經濟的大規(guī)模電能儲存手段，啟停迅速，運行靈活，跟蹤負荷能力強，可以很好地滿足智能電網建設的要求。抽水蓄能已成為我國智能電網建設的重要組成部分。

抽水蓄能電站是一種具有儲能功能的發(fā)電站，兼有發(fā)電與儲能的特性。它解決了電能不易存儲的矛盾，可有效調節(jié)電力系統(tǒng)發(fā)供用的動態(tài)平衡。

抽水蓄能帶來的經濟社會效益主要體現在三方面：

第一，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，提高供電質量。我國電源結構以煤電為主，燃氣等調峰電源短缺。煤電機組的調峰幅度相對較小、調峰能力相對較差，不能保障電力系統(tǒng)事故情況下的快速調節(jié)。

抽水蓄能電站則可以快速適應負荷變化，從抽水工況到滿負荷運行一般只有2到3分鐘，可以大范圍快速調節(jié)出力。抽水蓄能電站可有效地保證和提高電網運行頻率、電壓質量的穩(wěn)定性，提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行水平，滿足電力用戶對供電質量的要求。例如，北京十三陵抽水蓄能電站就被譽為“點亮北京的最后一根火柴”。

2011年，國網新源控股有限公司所屬的十三陵、潘家口、泰山、張河灣等9家抽水蓄能電站總計啟動1.59萬次，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行發(fā)揮了重要作用。

第二，配合火電機組運行，實現電力系統(tǒng)節(jié)能減排。抽水蓄能可以減少火電機組參與調峰啟停次數，提高火電機組的負荷水平，提高火電機組負荷率并確保其在高效區(qū)運行，降低電力系統(tǒng)的燃料消耗。

據測算，泰安抽水蓄能電站裝機100萬千瓦，理論上每年調峰填谷可以節(jié)煤24萬噸，減少二氧化硫排放1.5萬噸、氮氧化物排放2475噸、煙塵排放7噸、一氧化碳排放55噸、燃油消耗13.3萬噸，每年節(jié)省投資及運行費用5010萬元。

第三，提高消納風電等可再生能源的能力。電力系統(tǒng)建設適當規(guī)模的抽水蓄能電站，可以充分發(fā)揮抽水蓄能與風電運行的互補性。抽水蓄能電站既可以平滑風電、太陽能發(fā)電出力的隨機性、波動性，提高輸電線路的經濟性，又可以平衡風電發(fā)電量的不均衡性，減少風電對電網的沖擊，解決當前風電開發(fā)送出困難的實際問題。

我國抽水蓄能電站的運行實踐表明，抽水蓄能在促進風電等新能源發(fā)展、提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、電力系統(tǒng)節(jié)能減排方面，可最大限度地滿足智能電網的要求，使其成為智能電網中技術最成熟、經濟性最好的調節(jié)工具。同樣，建設智能電網，構建安全、穩(wěn)定、經濟、清潔的現代能源體系，也為抽水蓄能的發(fā)展提供了廣闊空間和難得機遇。

設備視角：智能電網建設將帶動裝備業(yè)提升

以智能電網為代表的新型電網催生新的技術和商業(yè)模式，創(chuàng)造30~50倍于互聯網的市場空間，為設備企業(yè)提供難得的發(fā)展契機。

我國將建設堅強可靠、經濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的堅強智能電網。堅強智能電網涵蓋發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度六大環(huán)節(jié)，以及通信、信息兩大平臺，涉及新能源、軟件、儲能、通信、自動化、電動汽車、高級傳感器、智能電器等領域。

建設堅強智能電網，設備很關鍵。以智能電網為代表的新型電網將催生新的技術和商業(yè)模式，在帶來產業(yè)革命的同時，創(chuàng)造30~50倍于互聯網的市場空間，這將為設備企業(yè)提供難得的發(fā)展契機。

就電力設備而言，我國智能電網建設的巨大投資，為電力設備制造企業(yè)提供了強大的技術改造動力。到2020年，國家電網公司在智能電網建設方面總投資預計逾4萬億元，而電力設備投資約占電網總投資的40%，這必將為發(fā)展智能設備提供強大的資金支持和發(fā)展動力。與此同時，眾多裝備制造企業(yè)緊跟智能電網市場需求，加快自主創(chuàng)新，搶抓市場機遇，大大加快了電力裝備研制技術的升級和產業(yè)轉型步伐，提升了行業(yè)和企業(yè)競爭優(yōu)勢。

中國電力技術裝備有限公司作為中國電力裝備行業(yè)的龍頭企業(yè)，近年來投入大量人力物力，通過對智能變電站技術、城市配電網自動化技術、風力及光伏發(fā)電技術、電動汽車充換電站技術以及一、二次設備結合等方面進行研究，形成了一系列具有完全自主知識產權的關鍵技術。其產品開發(fā)和研制歷程，足以證明智能電網建設對裝備制造業(yè)技術實力提升的重要作用。

在推動遠距離輸電方面，為解決遠距離輸電、新能源、清潔能源的大規(guī)模接入電網，電力裝備業(yè)積極開展特高壓直流輸電、柔性交流輸電裝備技術研究，將電力電子技術與現代控制技術相結合，通過對電力系統(tǒng)參數的連續(xù)調節(jié)控制，大幅降低輸電損耗，提高輸電線路輸送能力，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平。

在推動新能源發(fā)展方面，電力裝備業(yè)積極參與新能源戰(zhàn)略實施，進軍風能、太陽能光伏發(fā)電等綠色環(huán)保領域，一批具有“電網友好型”特征的風力發(fā)電機組、光伏產品相繼問世，實現了新能源平穩(wěn)、可靠、安全入網。

此外，在智能變電站、城市配網、電動汽車充換電站、微電網技術及智能電表產品開發(fā)等方面，裝備制造業(yè)也開展了諸多研究。上述研究成果，使得智能電網可以增強對擾動、攻擊和自然災害的抵御能力，降低大規(guī)模停運的風險;提高電網的可靠性、安全性和運行效率;通過智能調度與監(jiān)控，動態(tài)優(yōu)化網絡資源和運行;實現電網與用戶的雙向互動;可以開展分布式電源、電動汽車、儲能元件及營銷業(yè)務決策智能管理，實現用電信息采集及智能監(jiān)控、智能量測等。