劉振亞:建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能現(xiàn)代電網(wǎng)

一、堅(jiān)強(qiáng)和智能是現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展的本質(zhì)要求

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，能源短缺、資源緊張、氣候變化等問(wèn)題日益突出，過(guò)去十年世界能源消費(fèi)累計(jì)增長(zhǎng)28％，比上世紀(jì)后十年消費(fèi)增速高出近1倍，全球在能源安全、能源效率、能源環(huán)境等方面面臨重大挑戰(zhàn)。推動(dòng)能源發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，加快構(gòu)建安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、清潔的能源供應(yīng)體系，十分必要和緊迫。電網(wǎng)是集能源輸送、網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)、公共服務(wù)等功能于一體的基礎(chǔ)設(shè)施，在保證能源安全、促進(jìn)節(jié)能減排、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的作用和價(jià)值越來(lái)越突出。建設(shè)適應(yīng)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的現(xiàn)代電網(wǎng)，應(yīng)對(duì)全球能源發(fā)展的新挑戰(zhàn)，成為世界各國(guó)的普遍共識(shí)和戰(zhàn)略選擇。

人類(lèi)社會(huì)在過(guò)去二百多年中，經(jīng)歷了蒸汽技術(shù)革命、電力技術(shù)革命和第三次科技革命，推動(dòng)社會(huì)相繼進(jìn)入蒸汽時(shí)代、電氣時(shí)代和信息時(shí)代。目前，智能化已成為社會(huì)發(fā)展的顯著特征，我們正迎來(lái)新的智能時(shí)代。縱觀一百多年的世界電網(wǎng)發(fā)展史，各國(guó)電網(wǎng)經(jīng)歷了一個(gè)從小到大、從弱到強(qiáng)、從獨(dú)立電網(wǎng)到互聯(lián)電網(wǎng)的變化過(guò)程，電網(wǎng)運(yùn)行控制的自動(dòng)化、信息化水平不斷提高。雖然不同國(guó)家在電網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)路線、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等方面有所差異，但總體目標(biāo)和基本要求是一致的，就是要保證安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、高效的電力供應(yīng)。

2009年5月，中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司在特高壓輸電國(guó)際會(huì)議上首次提出了建設(shè)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的戰(zhàn)略目標(biāo)和發(fā)展思路。對(duì)于堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，我們有兩點(diǎn)基本認(rèn)識(shí)：第一，“堅(jiān)強(qiáng)”和“智能”是現(xiàn)代電網(wǎng)不可或缺的兩大特征。“堅(jiān)強(qiáng)”是指電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)行安全，具有強(qiáng)大的資源配置能力和抵御風(fēng)險(xiǎn)能力。“智能”是指電網(wǎng)的運(yùn)行控制更高效、更靈活，具有高度的自動(dòng)化水平和自適應(yīng)能力。堅(jiān)強(qiáng)是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，智能是堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)充分發(fā)揮作用的關(guān)鍵，兩者相輔相成、有機(jī)統(tǒng)一。第二，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是一個(gè)完整的智能電力系統(tǒng)。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)包含發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度等各個(gè)環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級(jí)。各環(huán)節(jié)的發(fā)展要緊密銜接、相互協(xié)同，整體功能和優(yōu)勢(shì)才能充分發(fā)揮。

雖然世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、能源資源稟賦和電網(wǎng)發(fā)展情況有所不同，但對(duì)電網(wǎng)“堅(jiān)強(qiáng)”和“智能”的要求是相同的，發(fā)展堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的目標(biāo)和方向是共同的。我們注意到，美國(guó)提出要建設(shè)實(shí)現(xiàn)電力在東西海岸傳輸?shù)母鼒?jiān)強(qiáng)、更智能的電網(wǎng)，歐洲提出要建設(shè)橫貫歐洲大陸、連接多個(gè)國(guó)家的超級(jí)電網(wǎng)，印度、巴西、俄羅斯等國(guó)正在規(guī)劃建設(shè)技術(shù)先進(jìn)的全國(guó)大電網(wǎng)，本質(zhì)上都是要建設(shè)一個(gè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。

在中國(guó)，能源資源與消費(fèi)需求分布很不平衡，常規(guī)能源和可再生能源主要在西部和北部地區(qū)，70％以上的能源需求集中在東中部地區(qū)，能源基地與負(fù)荷中心相距1000公里到3000公里。同時(shí)，中國(guó)能源需求持續(xù)增長(zhǎng)，清潔能源發(fā)展迅猛，各類(lèi)能源基地也正在加快建設(shè)。預(yù)計(jì)到2020年，全社會(huì)用電量將超過(guò)8.3萬(wàn)億千瓦時(shí)，裝機(jī)規(guī)模將超過(guò)18億千瓦，其中風(fēng)電和太陽(yáng)能裝機(jī)分別將達(dá)到1.6億千瓦和2400萬(wàn)千瓦，13個(gè)大型水電基地、15個(gè)大型煤電基地、8個(gè)大型風(fēng)電基地的開(kāi)發(fā)規(guī)模將分別達(dá)到2億千瓦、4億千瓦、1，2億千瓦，全國(guó)跨區(qū)電力流規(guī)模超過(guò)4億千瓦。為保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展對(duì)能源的需求，加快構(gòu)建以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，實(shí)施電力遠(yuǎn)距離、大規(guī)模輸送，在全國(guó)范圍優(yōu)化配置能源資源。實(shí)現(xiàn)大煤電、大水電、大核電和大型可再生能源基地的集約開(kāi)發(fā)和規(guī)模外送，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。

二、中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)展堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的創(chuàng)新實(shí)踐

2004年以來(lái)，中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司立足自主創(chuàng)新，堅(jiān)持統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，制定了特高壓和智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，在發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度等各環(huán)節(jié)全面開(kāi)展堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)，取得了重要成果。

一是堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架建設(shè)取得重大突破。全面掌握了特高壓交流、直流的輸電核心技術(shù)，成功建設(shè)和投運(yùn)了1000千伏特高壓交流工程和±800千伏特高壓直流工程，已經(jīng)分別安全運(yùn)行了32個(gè)月和14個(gè)月，在中國(guó)實(shí)現(xiàn)了超遠(yuǎn)距離、超大規(guī)模輸電。連接中國(guó)西部煤炭基地、北部風(fēng)電基地、西南水電基地的多條特高壓交、直流工程正在加快推進(jìn)。

二是電網(wǎng)接納新能源的能力顯著增強(qiáng)。目前，國(guó)家電網(wǎng)接入的風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)分別達(dá)到3792萬(wàn)千瓦和44.6萬(wàn)千瓦。在中國(guó)河北正在建設(shè)具有10萬(wàn)千瓦風(fēng)電、4萬(wàn)千瓦太陽(yáng)能發(fā)電、2萬(wàn)千瓦化學(xué)儲(chǔ)能的風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程。

三是電網(wǎng)智能化水平持續(xù)提高。建成投運(yùn)了具有電網(wǎng)全景監(jiān)控、動(dòng)態(tài)分析、賓時(shí)預(yù)警功能的智能調(diào)度系統(tǒng)，總體實(shí)現(xiàn)了220千伏及以上電網(wǎng)的一體化調(diào)度。全面推廣應(yīng)用輸變電設(shè)備智能巡檢、狀態(tài)監(jiān)測(cè)等技術(shù)。在青島、杭州等城市建成了智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。在天津建成了智能電網(wǎng)綜合示范工程。在北京、上海等城市建設(shè)了一批智能社區(qū)。

四是電網(wǎng)的試驗(yàn)研究能力全面提升。建成了特高壓交流、直流、高海拔、工程力學(xué)試驗(yàn)基地，建設(shè)了大型風(fēng)電并網(wǎng)、太陽(yáng)能發(fā)電、智能用電技術(shù)等國(guó)家級(jí)研發(fā)(試驗(yàn))中心，形成了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的試驗(yàn)研究體系，在大容量輸變電設(shè)備、儲(chǔ)能電池等技術(shù)研究和設(shè)備研制等方面取得一大批成果，獲得專(zhuān)利1529項(xiàng)。

五是電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系不斷健全。建立了系統(tǒng)的特高壓與智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，發(fā)布企業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)267項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)39項(xiàng)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)20項(xiàng)，編制國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)7項(xiàng)。經(jīng)過(guò)努力，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)取得了實(shí)質(zhì)進(jìn)展和重大突破，進(jìn)入了全面加快發(fā)展的新階段。

三、堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展前景廣闊

未來(lái)5年計(jì)劃建設(shè)連接中國(guó)大型能源基地和主要負(fù)荷中心、“三縱三橫”結(jié)構(gòu)的特高壓骨干網(wǎng)架；打造高度智能化的輸配電網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)110千伏及以上智能變電站6100座：新建電動(dòng)汽車(chē)充換電站2900多座和充電樁54萬(wàn)個(gè)，安裝智能電表2.3億只。到2015年，國(guó)家電網(wǎng)的資源配置能力、安全保障能力和公共服務(wù)能力將得到全面提升，能夠滿足2.6億千瓦電力大范圍優(yōu)化配置的需要，實(shí)現(xiàn)全部客戶用電信息的自動(dòng)采集。

到2020年，將全面建成堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，形成“五縱六橫”的特高壓骨干網(wǎng)架，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和智能調(diào)度控制，形成覆蓋公司經(jīng)營(yíng)區(qū)域的電動(dòng)汽車(chē)充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。屆時(shí)，電網(wǎng)將綜合集成特高壓等先進(jìn)輸電技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)以及云計(jì)算等高性能計(jì)算與控制技術(shù)，與電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等緊密融合，成為功能強(qiáng)大、連接廣泛的智能服務(wù)體系，成為現(xiàn)代社會(huì)和智能時(shí)代的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。