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盧強(qiáng):智能電網(wǎng)是智能電力系統(tǒng)的一部分

字體: 放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2010-05-13  來源:中國(guó)能源報(bào)  瀏覽次數(shù):238
  專訪中國(guó)科學(xué)院院士、民盟中央原副主席盧強(qiáng)

  我認(rèn)為智能電網(wǎng)的定義就是——具有多指標(biāo)自趨優(yōu)運(yùn)行能力的110千伏及以下電壓等級(jí)的智能電力系統(tǒng)。

  在今年兩會(huì)期間,智能電網(wǎng)建設(shè)被寫進(jìn)《政府工作報(bào)告》,可以說發(fā)展智能電網(wǎng)在某種程度上已成為各界共識(shí)。但是智能電網(wǎng)具體該如何定義?發(fā)展智能電網(wǎng)能帶來哪些好處?目前還面臨認(rèn)識(shí)上的統(tǒng)一和大眾知識(shí)普及等問題。近日本報(bào)特此專訪了中國(guó)科學(xué)院院士、民盟中央原副主席盧強(qiáng)。

  智能電網(wǎng)要有明確定義

  中國(guó)能源報(bào):您在2000年就提出了數(shù)字電力系統(tǒng)的概念,10年過去了,對(duì)于發(fā)展智能電網(wǎng),您有哪些新的觀點(diǎn)和建議?

  盧強(qiáng):要發(fā)展智能電網(wǎng),我們首先要問,什么是智能電網(wǎng)?必須要給出一個(gè)科學(xué)的、明確的定義。

  首先要明確,智能電網(wǎng)是智能電力系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。要定義智能電網(wǎng),必須先定義智能電力系統(tǒng),搞清它與普通電力系統(tǒng)有什么區(qū)別。試想,我們加上“智能”是想使電力系統(tǒng)運(yùn)行得更好還是更壞?當(dāng)然是更好。好到什么程度?好到極致。好到極致,無論從邏輯上、數(shù)學(xué)上還是從常識(shí)上講,都是一個(gè)優(yōu)化問題。

  優(yōu)化永遠(yuǎn)是針對(duì)指標(biāo)而言的。智能電力系統(tǒng)是一個(gè)多指標(biāo)的優(yōu)化問題,至少有三大類指標(biāo):高安全性、高電能質(zhì)量和低損耗。現(xiàn)在我們可以給智能電力系統(tǒng)下一個(gè)科學(xué)的、精確的定義:所謂智能電力系統(tǒng),就是具有多指標(biāo)自趨優(yōu)運(yùn)行能力的電力系統(tǒng)。“自趨優(yōu)”也就是需要自動(dòng)閉環(huán)運(yùn)行。

  因此我認(rèn)為,作為智能電力系統(tǒng)一部分的智能電網(wǎng)的定義就是——具有多指標(biāo)自趨優(yōu)運(yùn)行能力的110千伏及以下電壓等級(jí)的智能電力系統(tǒng)。

  限定“110千伏及以下”

  電壓等級(jí)是關(guān)鍵


  中國(guó)能源報(bào):為什么要界定在“110千伏及以下”電壓等級(jí)?

  盧強(qiáng):我們說電網(wǎng)“grid”,也就是“network”,電網(wǎng)是靜態(tài)的,就是一個(gè)復(fù)雜電路。就像公路上是人車流,電網(wǎng)里面是功率流,里面不包含大中型的發(fā)電廠。為什么首先有一個(gè)智能電力系統(tǒng)的定義?比如我們說三峽水電站、二灘水電站、超超臨界的大火電機(jī)組一般是接在500千伏及以上電壓等級(jí)的系統(tǒng)里的,如果非得說它屬于電網(wǎng),那些巨型的發(fā)電廠都變成死的網(wǎng)絡(luò)了嗎?所以應(yīng)科學(xué)地稱之為電力系統(tǒng)。那些發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)起來是必須服從牛頓第二定律的。正如恩格斯所說的,微分是用來描述運(yùn)動(dòng)的。要用數(shù)學(xué)模型來描述一個(gè)電力系統(tǒng)的話,所有的發(fā)電機(jī)組至少要用二階微分方程加以描述。

  而電網(wǎng)是電路問題,是歐姆定理和克西霍夫定理律問題,并沒有牛頓動(dòng)力學(xué)定律的問題。用來描述電網(wǎng)和電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是不一樣的。電力系統(tǒng)是一個(gè)微分方程組和代數(shù)方程組聯(lián)立的數(shù)學(xué)模型,不能把這樣的系統(tǒng)稱之為電網(wǎng)。

  中國(guó)能源報(bào):但是110千伏及以下的電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)里還是有太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電場(chǎng)接入?

  盧強(qiáng):像風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)、太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng),這些只被視為功率注入即可,沒有必要用牛頓動(dòng)力學(xué)定律來描述。所以在110千伏及以下的電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)就比較純粹地成為一個(gè)電網(wǎng),以及電網(wǎng)要為之服務(wù)的大約三億個(gè)負(fù)荷集群。所謂負(fù)荷集群,即一個(gè)居民小區(qū)、一個(gè)大型賓館、一個(gè)工業(yè)園等等。這三億個(gè)集群皆接入到110千伏以下電壓等級(jí)的電網(wǎng)中。

  如果這樣的電網(wǎng)做到了多指標(biāo)自趨優(yōu)運(yùn)行,那就是智能電網(wǎng)。

  中國(guó)能源報(bào):但是,目前各個(gè)國(guó)家對(duì)智能電網(wǎng)的電壓等級(jí)都沒有做出明確的限定?

  盧強(qiáng):你要注意到,不管哪個(gè)國(guó)家講到智能電網(wǎng)時(shí),雖然沒有給出一個(gè)定義,但實(shí)際上他們說的那些事都是用戶的事,是配電和供電網(wǎng)的事。實(shí)際上他們腦子里想的就是低壓系統(tǒng),而不是大的電力系統(tǒng),只是沒有挑明具體電壓等級(jí)的問題而已。

  中國(guó)能源報(bào):您提出的智能電網(wǎng)的三類大指標(biāo),在應(yīng)用過程中有哪些具體表現(xiàn)呢?

  盧強(qiáng):智能電網(wǎng)的三大指標(biāo),一是安全性,就是要降低用戶年平均斷電率;二是電能質(zhì)量要優(yōu)化,各節(jié)點(diǎn)電壓水平要達(dá)標(biāo)并且不能大起大落,而且其三相對(duì)稱度和諧波含量也要達(dá)標(biāo);三是電網(wǎng)的損耗要小。

  發(fā)展智能電網(wǎng)有三大好處

  中國(guó)能源報(bào):除了必須給智能電網(wǎng)做出明確定義以外,還有哪些問題是在認(rèn)識(shí)上需要解決的?

  盧強(qiáng):一個(gè)問題是要讓大家弄清楚智能電網(wǎng)這么巨大的投資,究竟能給我們帶來什么回報(bào)。

  如果我們真正建成了智能電網(wǎng),最大的一個(gè)好處就是可以有效降低網(wǎng)絡(luò)損耗。我們說要減少電網(wǎng)損耗,損耗主要在哪里?是在110千伏及以下電壓等級(jí)的低壓側(cè)。我們的低壓線路加起來,總長(zhǎng)度要比高壓線路長(zhǎng),而且100%的用戶是接在低壓側(cè)的。全世界都承認(rèn),網(wǎng)絡(luò)損耗有60%到70%是在低壓側(cè),所以我們要減少網(wǎng)損,主要是在供電配電網(wǎng)。

  網(wǎng)絡(luò)損耗極小化,所帶來的節(jié)能減排的效果是巨大的,把全國(guó)網(wǎng)損降低兩個(gè)百分點(diǎn)就相當(dāng)省去了一個(gè)3千萬千瓦的火電廠!約相當(dāng)每年節(jié)約2×1011千瓦時(shí)的電能及其相應(yīng)的煤炭燃燒量。按時(shí)髦的說法,這就是低碳電網(wǎng)。

  中國(guó)能源報(bào):全國(guó)電網(wǎng)網(wǎng)損極小化,每年能節(jié)省2000多億度電,這確實(shí)是一個(gè)很大的回報(bào)。除此以外,還有哪些好處?

  盧強(qiáng):智能化的第二大好處就是,解決我們幾十年來為之耗費(fèi)大量資金,而且不能得到很好解決的白天用電高峰和后夜少用電的低谷造成的“峰谷差”問題。很多國(guó)家往往為了白天的幾個(gè)用電高峰,而留下為數(shù)頗多的“熱備用”容量,等于要建不少調(diào)峰用的發(fā)電和抽水蓄能電廠。為“削峰填谷”購(gòu)置的設(shè)備和消耗的電能是一個(gè)巨大的數(shù)字。

  以前只有水電廠參與調(diào)峰,現(xiàn)在峰谷差加大,只好要求火電廠也參與調(diào)峰。超超臨界機(jī)組是煤耗最小的機(jī)組,讓它參加“深度調(diào)峰”,使其運(yùn)行在亞臨界狀態(tài),逼迫它低碳變高碳,把節(jié)能變成耗能,豈不可悲、可嘆!為此我們付出了多么高的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染的代價(jià)啊!

  中國(guó)能源報(bào):我們要利用智能電網(wǎng)更加經(jīng)濟(jì)有效地解決“削峰填谷”問題,需要怎樣的一些配套手段和配套政策呢?

  盧強(qiáng):如果建成了智能電網(wǎng),每個(gè)用戶都裝有智能電表,電網(wǎng)公司每隔一小時(shí)發(fā)布給用戶一個(gè)像股價(jià)走勢(shì)一樣的電價(jià)曲線,以此來調(diào)控每個(gè)負(fù)荷集群的用電行為。使全國(guó)約3億個(gè)負(fù)荷群一躍成為調(diào)整負(fù)荷特性曲線的主體。到那時(shí)即使全部火電機(jī)組退出調(diào)峰,峰谷差的問題亦會(huì)迎刃而解!

  話又說回來了,為達(dá)此目的還是要求電價(jià)機(jī)制進(jìn)行改革,要有科學(xué)的靈活的電價(jià)機(jī)制。否則智能電網(wǎng)的建設(shè)就達(dá)不到預(yù)期效果,到頭來只不過是趕時(shí)髦。

  中國(guó)能源報(bào):除了降低網(wǎng)損和調(diào)節(jié)峰谷差以外,智能電網(wǎng)還能還能帶來哪些經(jīng)濟(jì)效益?

  盧強(qiáng):這就要說到發(fā)展智能電網(wǎng)的第三個(gè)好處了,就是可以帶動(dòng)一個(gè)更大的智能電器產(chǎn)業(yè)鏈。例如每個(gè)用戶都要裝有一塊智能電表。這樣整個(gè)中國(guó)就有三億多塊智能電表的產(chǎn)量和銷售量,光這一項(xiàng)就會(huì)拉動(dòng)一個(gè)很大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。再加上數(shù)以億計(jì)的高低壓開關(guān)柜,嵌入IT技術(shù)使之成為具有雙向通訊能力的智能開關(guān)柜,這又是一大產(chǎn)業(yè)升級(jí)。另外還有數(shù)字變壓器和數(shù)字變電站以及用戶側(cè)的智能有源和無源的無功補(bǔ)償裝置等等。智能電網(wǎng)的發(fā)展可以引發(fā)出一個(gè)龐大的智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,這是我們經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、拉動(dòng)內(nèi)需的一個(gè)重要領(lǐng)域。

  中國(guó)能源報(bào):在您看來,我們目前在對(duì)智能電網(wǎng)的看法上還有哪些誤區(qū)?

  盧強(qiáng):有一個(gè)誤區(qū)就是一刀切,要求全國(guó)各個(gè)地方智能電網(wǎng)都按一個(gè)模式建設(shè),是一個(gè)思想誤區(qū)。應(yīng)該各個(gè)省市自治區(qū)發(fā)揮自己的能動(dòng)性,有自己的個(gè)性和特點(diǎn)。但通信接口必須采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。想用一個(gè)“模子”“克隆”出全國(guó)所有的智能電網(wǎng)是不可能的。

  還有一種看法可能也要改變,就是認(rèn)為大區(qū)或省電力系統(tǒng)需要建設(shè)智能調(diào)度控制中心(Smart EMS),而低壓電網(wǎng)卻不必要。其實(shí)地區(qū)調(diào)度以縣調(diào)也需建設(shè)自己的配電智能調(diào)度管理系統(tǒng)(即Dispatch-smart EMS, D-EMS)。

  中國(guó)能源報(bào):按照您的預(yù)計(jì),我們國(guó)家能用多長(zhǎng)時(shí)間建成智能電網(wǎng)?

  盧強(qiáng):如果我國(guó)各有關(guān)部門下決心走“政產(chǎn)學(xué)研”多結(jié)合的道路,有望用兩個(gè)五年計(jì)劃時(shí)間基本建成全國(guó)性的智能電力系統(tǒng)和智能電網(wǎng)。
 
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