2012年新兴技术展望之智能电网发展

2012年新兴技术展望之智能电网发展

2012年2月17日

智能电网改变传统电网单向输送的模式,每一个终端用户都成为电网上活跃的结点,形成一个整体的智能化高效率的电网。智能电网利用现在使用的电力网,结合了现代信息技术。通过密布各个环节的传感器,实现电网与用户的互动,将用户的需求及时反映到电网的动作中。智能电网将利用分散式计算系统来提供实时分析,其目的是在不断降低成本和提高效率的同时,提高整个电网的可靠性及可用性。

目前国内智能电网建设处于试点、规划、标准制定末期,预计2012年将进入大规模建设阶段。2009-2010年为规划试点阶段,重点开展坚强智能电网2发展规划工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发、设备研制及各环节的试点工作。

2011-2015年为全面建设阶段,加快建设华北、华东、华中“三华”特高压同步电网。“十二五”期间,国家电网公司电网智能化计划投资的总额为2861.1亿元;2012年和2013年投资额将达到顶峰,分别达到618.2亿元和633.3亿元。预计建设110千伏及以上智能变电站6100座,新建2900座电动汽车充换电站和54万个充电桩,安装智能电表2.3亿只。2016-2020年为引领提升阶段,全面建成统一的坚强智能电网,技术和装备全面达到国际先进水平。

智能电网的建成将从根本上解决煤电运力紧张的问题。目前,中国能源结构仍以煤炭资源为主。煤炭资源保有储量的76%分布在山西、内蒙古、陕西、新疆等北部和西部地区,而能源消费需求主要集中在经济较为发达的中东部地区。要满足未来持续增长的电力需求,从根本上解决煤电运力紧张的问题,需要发展智能电网,实施电力的大规模、远距离、高效率输送。

按照国家电网对于智能电网的规划纲要,智能电网的辐射范围相当广阔。包括新材料、电力电子元器件制造、电池制造、新能源发电、钢铁制造、通信设备、智能家电、电动汽车、智能家居等上下游产业。后续还将衍生出诸如智能城市、智能交通等更多新的产业。

智能电网的全面建设,将引发电力设备的全面变革。中国建设统一的坚强智能电网,需要大量的变压器、开关等设备,预计约占电网总投资的40%。国内外电力设备制造企业纷纷调整研发方向,攻关智能设备。变压器、高压开关、电抗器等一次设备行业,纷纷研究与传感器结合实现智能化的可能。继电保护装置、自动化控制设备等二次设备行业,则纷纷与一次设备厂商合作,探索一、二次设备集成融合的途径。

智能电网将成为拉动电力行业信息化投资的主力。计世资讯数据显示,2011年智能电网领域的IT投资规模预计将达到60.3亿元人民币,比2010年增长38.4%。智能电网对IT智能设备和相关软件的强烈需求,已经成为中外IT巨头争夺的焦点。早在2010年,IBM就在中国发布了其“智慧的电力”战略以及系列解决方案;SAP、ORACLE等也都针对国内智能电网发布了自己的解决方案。东软、海联讯等国内厂商也在进行适用于智能电网建设的方案的研究。

智能电网的建成将全面推动新能源建设的发展,减少温室气体排放,是推动未来经济发展的重要基础建设。中国新能源的发展主要瓶颈为入网难及输送线路长。风电、太阳能等新能源发电的间歇性、随机性、可调度性低的特点,大规模接入后对电网运行会产生较大的影响,需加大调峰电源建设。
中国风电资源集中于西北地区与集中在东部的电力市场逆向分布,需解决远距离大规模输送问题。
智能电网能够最大限度地将新能源的发电量吸纳、送出,并保证接入后电网的安全运行和调度。智能电网的超高压输电线路建设能够最大限度的减少长距离电力输送的损耗;智能调度将更为合理的配送电力,大大提高用电效率。智能电网的建成,将大大提升能源的利用效率,降低对煤炭、天然气等能源的依赖,促进太阳能、风能等可再生能源的利用。

电动汽车行业也将受益于智能电网建设。智能电网不仅可以保障电动汽车有序充电,而且可以通过分时电价政策引导用户调整充电操作。随着电池技术的突破,电动汽车甚至将成为移动储能单元,并最终成为智能电网的一部分。预计到2020年,在智能电网相关技术的带动下,中国电动汽车的保有量将达到3000万辆,按照每辆车5万元计算,至少将带来15万亿的经济收益。

智能电网的建设使得智能家庭3的生活模式成为可能,人们的生活习惯将被彻底改变。与智能电网相关的智能家庭功能主要是智能用电,包括:智能用电服务平台、智能电表、智能电器等。智能用电家庭服务平台:通过无线通信技术延伸到水表、电表、气表等,进行数据抄收;通过智能插座实现空调、电饭煲等电器的用电数据采集和控制;通过智能电视、电脑、手机等各种智能终端设备进行家庭能源管理。随时监控家中单个电器的用电、总体的用电情况和随时的费用清单,并通过数据分析,给用户提出合理的用电、节电建议。

智能电表能将太阳能、风能等生产的电流直接接入到家庭用电负荷或并入大电网,并担当“家庭用电大管家”,自动调节家用电器在不同电价时段的运行。智能电表不同于传统电表之处在于它是双向实时通信,具有互动的特征,它能够提供实时数据,为实施阶梯电价提供了可能。2012-2015年,中国每年新安装的智能电表将约达8000万块。智能电器不但节能高效,可以根据电价自动分时工作,而且给电网干扰最小。