智能電網:承擔大規模新能源并網重要載體——專訪上海電力學院電力與自動化工程學院副院長李東東

文/本刊記者 賈常艷

作為智能電力系統一部分的智能電網，其發展對我國經濟社會的發展具有極其重要的意義。堅強智能電網建設運營的全過程都將為拉動國民經濟發展及改變經濟發展方式、能源生產利用和保障能源安全、保護環境及減少對化石能源的依賴等方面帶來巨大效益。

李東東，1976年生，博士，教授，上海電力學院電氣工程學院副院長。1998年畢業于浙江大學，2000年～2005年在上海交通大學獲得博士學位。主要從事電力系統建模與分析、新能源技術、微電網技術等研究。近年來先后主持國家級和省部級科研課題10余項，發表學術論文35篇，其中SCI、Ei收錄23篇，發明專利授權1項，獲得省部級科技進步獎4項。

有人說，智能電力系統是實現電力工業和諧發展的唯一途徑。作為智能電力系統一部分的智能電網，其發展對我國經濟社會的發展具有極其重要的意義。堅強智能電網建設運營的全過程都將為拉動國民經濟發展及改變經濟發展方式、能源生產利用和保障能源安全、保護環境及減少對化石能源的依賴等方面帶來巨大效益。說的通俗一點正如這首風雅的小詩所言:天上一片云，地下端相連，恢恢織成網，服務千萬家。所謂“天網恢恢，疏而不漏”，智能電網的重大使命就是遍布空際，造福百姓。為此，本刊專訪了上海電力學院電力與自動化工程學院副院長李東東教授，他將為我們講述智能電網的發展現狀及未來展望，讓我們更加清晰的認識這張承擔重要載體的巨型之網。

《電器工業》:請您從規模、技術、影響力等方面談談當前我國智能電網發展取得的階段性進展。

李東東:近幾年，在我國兩大電網公司等企業的推動下，我國智能電網發展迅速,成效也是較為顯著的。首先，對于電網公司傳統的核心資產，變電站的智能化，或者說數字化的改造及新建正在全面展開，涉及110kV到500（750）kV各電壓等級，輸變電設備的狀態監測系統也已在多個省市投運。其次，在量大面廣的配電和用電領域，已建成數十項城市智能配電網和智能用電小區示范及應用項目，數千萬用戶實現了用電信息自動采集。與此同時，新能源、新技術的發展也十分可觀，今年我國并網的風力發電機組裝機容量已達到世界首位；國家電網公司對光伏并網最近出臺了大力支持的新政策；為迎接未來電動汽車的發展，充換電站和充電樁的建設幾乎已廣泛覆蓋到所有省市。

這么大的發展規模、這么快的發展速度，科學技術的支撐十分重要，并與智能電網的發展相得益彰。在這一輪智能電網的發展中，由于我國電網巨大的市場容量，更由于國內在與國外幾乎同時起步發展中充分結合了自己的特色，在技術發展中占據了較有利的主動權。比如，國家電網公司制定并發布了《智能電網技術標準體系規劃》，系統地提出了8個專業分支、26個技術領域、92個標準系列，并在智能電網的建設和試點中不斷加以充實、完善和檢驗，并提交了十多項智能電網國際標準提案。政府對智能電網基礎科學和應用技術研發也進行了有力的支持，國家863計劃在智能電網關鍵技術研發和國家自然科學基金委在智能電網與裝備基礎理論與關鍵技術領域等資助了一大批項目，在智能電網的發、輸、變、配、用、儲等方面取得的成果有力地支撐了智能電網的發展建設。

智能電網發展帶來的影響十分廣泛并逐步顯現出來。電網建設逐步開展采取符合智能電網要求的規劃設計原則，這進一步促進了電網輸送容量的有效提高，使得電網的運行更加安全穩定。智能電網的發展帶動了相關領域產業的發展，裝備制造業、新興服務業以及通信、信息基礎產業等都從智能電網的發展建設中獲得了巨大的機遇。最終電力用戶能夠體驗到用電的可靠、優質和便利。

《電器工業》:請您將我國智能電網發展與國外發展作一下對比。

李東東:各個國家發展智能電網的驅動力有差異、電網建設和相關技術的客觀條件也有所不同，因此，各個國家智能電網的發展都存在著差別。但首先有一點是相同的，即電網的基本功能是進行電力的傳輸與配送，圍繞著增強這個功能、或者充分發揮這個功能的作用，是國內外智能電網發展的共同點。美國發展超導電網、國家電網公司發展特高壓交直流輸電、南方電網公司發展特高壓和超高壓直流輸電，這些只是采取了不同的技術路線，但都是為了建設并不斷加強最基本的骨干電網。

目前，國外智能電網發展的一個特點是更加注重電力公司與用戶的互動，這與國外較發達的電力市場是分不開的，在對電力設施進行改造、建立了基本的技術支撐條件后，用戶互動必須依靠有效的市場價格和激勵機制才能真正運轉起來。另外，國外智能電網發展更強調分布式電源的作用和建設，這在歐洲尤其明顯，包括分布式可再生能源發電，以及冷熱電三聯供機組的應用，受到廣泛的鼓勵。上述現象某種程度上與國內外配電網的狀況有關，國外配電網的規模和容量基本建設到位，智能電網對其影響是電網運行機制方面的，并在分布式電源機組、智能電表等終端設備上進行投資；與之對應，目前國內智能電網著重于電網本身的規模擴展和建設。

《電器工業》:您認為智能電網對新能源發展將產生怎樣的影響？

李東東:智能電網對新能源的發展總的來說具有促進作用。這首先體現在智能電網的特征和功能上，對新能源的“兼容性”是國外智能電網概念較早提出時即得到公認的基本特征，在實際操作中，國內外也都將新能源接入納入到智能電網的范疇來，并成為衡量智能電網建設成效的一個重要方面。更重要的是，我國把發展智能電網作為節能減排、應對氣候變化的重要途徑，這在很大程度上要依賴于新能源的大規模應用，智能電網必將承擔大規模新能源并網重要載體的作用。

從技術上說，智能電網的發展為解決新能源接入的瓶頸問題提供了平臺。比如當前受到困擾的大規模集中式風電場群并網及消納問題，在通過電網基本建設解決局部輸送能力后，剩下的問題都可以在智能電網發展中解決，運用風功率預測系統，實現風電場出力的一定精度的預測，并配合儲能技術，可以增強風電場的出力可控性，利用智能電網采集的更多電源、負荷和網絡信息，合理地在風電基地和常規電源、其他新能源、可控負荷等可控資源之間優化協調，可以實現更多的消納，減少棄風。在這個體系中，更廣泛信息的采集與傳輸、通過用戶互動獲得的可控負荷容量、運用海量信息進行合理的決策等等，顯然都是智能電網的核心價值所在。進一步說，智能電網的發展在不斷加強信息獲取、狀態分析、評估決策、執行校正等一系列過程的力度，使電網智能化不斷提升，對新能源的接入應用并確保電網的安全穩定運行都是十分有益的。

《電器工業》:請您談談“用戶參與”在智能用電中的重要性。

李東東:互動是智能電網最原始的基本特征之一，這主要指的就是用戶參與。國外智能電網對用戶參與的定位較高，國內由于各種因素的制約，總體來說不是現階段智能電網最主要的指標，但這方面的嘗試和實踐也一直都在推進，因為最終來看，用戶參與是智能用電、乃至智能電網必不可少的機制和功能。

用戶參與最直接的好處是促進了需求響應能夠落到實處，只有在用戶參與的情況下，負荷才能夠產生有利的變化，從而電網不再僅僅被動滿足負荷的需求、或者采用較粗放的負荷限制措施，而是能夠采取更為精細的負荷控制手段。這增加了電網的可控性，極大地豐富了電網的可控資源。在用戶參與的過程中，為確保與電網雙方利益的均衡，應設計合理的用戶參與互動機制，使用戶在參與負荷控制的過程中，保持便利性與舒適性，并獲得節能的效果和效益。

電網可控性增強的受益是深遠的。由于增加了可控負荷，相當于增加了電源的備用容量，使電網運行的安全性提高，并為波動、間歇的新能源接入提供良好的條件；同樣重要的是，電網獲得了尖峰負荷平移的可能性，能夠實現移峰填谷，降低峰谷差，電網的規劃、設計和運行可以不再為了曾經的最高負荷而保留大量的冗余，電網資產的利用率可以顯著提高，智能電網“兼容”和“高效”的目標同時得以實現，這正是用戶互動帶來的好處。

《電器工業》:請您談談未來智能電網發展的模式及應用。

李東東:在輸變電基礎設施的智能化建設取得階段性成果后，配電、用電領域的智能化應該成為智能電網發展新的重點領域，主動配電網、微電網將與強大的輸電網一起成為智能電網發展的主角。隨著電動汽車和儲能技術的發展成熟和應用、分布式電源的建設、用戶參與互動的加強，配電網和用戶側可用的資源越來越豐富，無論是從合理發揮這些資源效益的角度，還是由電網安全可靠出發，都需要建設局部自我平衡的配電網、微電網；同時，這種配電網、微電網的智能化程度要求是非常高的，智能電網的特征和功能從中也獲得了充分體現。