智能電網與分布式能源發展概述

摘要：2013年6月，“第三屆中國國際智能電網建設、中國國際分布式能源及儲能技術設備展覽會暨高峰論壇”在北京國家會議中心舉行，來自世界各地的專家學者就智能電網的發展經驗及標準制定、分布式能源發展現狀及前景等議題展開討論。文章主要闡述了國內外智能電網及分布式能源的發展現狀。

關鍵詞：智能電網；分布式能源；國內外智能電網

中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）01-0141-02

2013年6月16日至18日，第三屆中國國際智能電網建設、中國國際分布式能源及儲能技術設備展覽會暨高峰論壇在北京舉行。大會以“加快智能電網建設，服務經濟社會發展”、“加快發展分布式能源，推動儲能技術新變革”為主題，邀請了19個單位的領導、專家學者共計五百余人共同出席，就智能電網相關產業政策與國家能源戰略、智能電網的網絡安全、相關技術標準、現階段面臨的問題挑戰與應對措施、分布式能源冷熱供、燃氣發電、頁巖氣、分布式光伏、余熱利用、儲能技術等方面展開討論及演講。

1 國內外智能電網發展現狀

1.1 國外智能電網情況

智能電網代表當今電網發展變革方向。歐美各國對智能電網的研究開展較早，且已形成強大的研究群體。美國主要關注電力網絡基礎架構的升級更新，同時最大限度地利用信息技術，實現系統智能化。目前歐美許多國家均在積極規劃推動智能電網建設。2006～2007年歐盟就發布了《歐洲智能電網技術平臺：歐洲未來電網的遠景和策略》、《歐洲未來電網的戰略研究議程》和《歐洲未來電網發展策略》等重要文件，描繪了歐洲智能電網發展的路線圖。

日本早稻田大學教授橫山隆一介紹了日本電力改革與智能電網建設相關情況，日本智能電網建設與電力改革進行了有效的結合，日本的電力改革將分為三個階段：第一階段：2015年設立廣域系統調度機構。第二階段：2016年實現零售市場自由化。第三階段：2020年實現輸配電中立化，取消電價限制。

1.2 關于智能電網國際標準

IEC和IEEE國際標準組織已經就智能電網標準的規劃和制定進行了大量的工作，中國電科院有關專家參與了相關工作。IEC的標準化管理委員會（SMB）組織成立了“智能電網國際戰略工作組（SG3）”，由該工作組牽頭開展智能電網技術標準體系的研究工作。IEEE2011年發布了《IEEEP2030能源技術和信息技術與電力系統（EPS）、最終應用及負荷的智能電網互操作性指南》，IEEE2030為智能電網互操作提供了實用工具和基礎知識指南，

1.3 關于智能變電站

智能變電站是智能電網的重要環節，北京交通大學和敬涵教授從時間和空間維度講述了智能變電站的層次化保護功能，論述了基于冗余信息和分布計算的站域協同保護算法，站域保護將在實現保護冗余化、優化后備保護以及安全自動控制方面發揮重要作用。廣域保護將在精確故障定位、廣域后備保護以及安全穩定控制等方面保證電網安全穩定。

2 國外分布式能源發展現狀

分布式能源包括分布式發電和分布式儲能，在許多國家都得到了迅速發展。

2.1 美國分布式能源

美國分布式發電方式包括天然氣多聯供、中小水能、太陽能、風能、生物質能、垃圾發電等等。2010年這一類的分布式總裝機容量約為9200萬千瓦，占全國發電量14%。根據美國能源部規劃，2010～2020年將再新增9500萬千瓦裝機容量，占全國發電裝機容量29%。美國的分布式發電以天然氣熱電聯供為主，年發電量1600億千瓦時，占總發電量的4.1%。美國能源部積極促進天然氣為燃料的分布式能源系統，利用這些系統先基礎發展微電網，再將微電網連接發展成為智能電網。

2.2 日本分布式能源

日本的分布式發電以熱電聯產和太陽能光伏發電為主，總裝機容量約3600萬千瓦，占全國發電總裝機容量13.4%。其中商業分布式發電項目6319個，主要用于醫院、飯店、公共休閑娛樂設施等；工業分布式發電項目7473個，主要用于化工、制造業、電力、鋼鐵等行業。

2.3 丹麥分布式能源

丹麥是世界上能源利用效率最高的國家，在過去20年中，GDP翻了一番，能源消耗卻沒有增加，污染排放反而大幅度下降。其主要的措施就是大力發展分布式能源，丹麥80%以上的區域供熱能源采用熱電聯產方式產生。丹麥分布式發電量超過全部發電量的50%，分散接入低電壓配電網的風電總裝機容量有300萬千瓦。

2.4 德國分布式能源

2010年德國分布式發電裝機容量約20.84吉瓦，占總裝機容量的19.8%。2012年新增光伏發電裝機容量7.6吉瓦，占歐盟新增光伏發電裝機容量的44%，新增風力發裝機容量2.4吉瓦，占歐盟新增風力發電裝機容量的20%。此外，德國還有300多個1萬千瓦以下的沼氣和其他生物質能發

電站。

3 分布式電源國內應用現狀

我國分布式能源應用雖然取得了一定進展，但還處于剛剛起步階段。以分布式光伏和天然氣熱電聯產分布式為例，目前的裝機容量分別僅為0.5吉瓦和1.5吉瓦左右，但政規劃目標是到2020年分別要達到27吉瓦和50吉瓦，因此，分布式能源具有很大的發展空間。

3.1 分布式能源的示范項目

國網公司先后建立了世界上第一個集“風力發電、光伏發電、儲能系統、智能輸電”于一體的張北風光儲輸示范工程，工程一期建設規模為風電98.5兆瓦、光伏發電40兆瓦、儲能20兆瓦，并配套建設220千伏智能變電站一座，總投資約33億元；建立以風電研發、測試為中心的張北風電試驗基地，是世界上規模最大的風電試驗基地，是世界上唯一具備開展低電壓穿越試驗，可對風電機組進行電網適應性檢測的風電試驗基地；10兆瓦阿里光伏儲能電站于2012年年底投入運行，本工程是世界海撥最高、容量最大的高滲透率孤網供電系統。系統采用監視網與控制網雙網分離的結構，控制網通過定制非冗余的微源信息進行快速信息交互及控制，保證了微電網的穩定運行。endprint

我國以天然氣分布式能源建設已進入實質性開發實施階段，在北京、上海、廣州等大城市的居民小區、商城樓宇、大學城都有一批熱、電、冷聯產示范工程投運。如：上海浦東國際機場能源中心4000千瓦燃氣輪機熱電聯供項目；上海黃埔區中心醫院1000千瓦燃氣輪機熱電聯供項目；廣州大學城能源站熱電冷三聯產項目；成都會展中心熱電冷聯產項目等。

3.2 光伏并網發電

國家電網去年10月出臺了《關于做好分布式光伏發電并網服務工作的意見》，簡化了分布式光伏并網流程，促進了光伏行業發展。另外，今年3月發改委下發對光伏發電價格的征求意見稿，雖然具體的補貼數額仍不見定論，但政府對于完善光伏補貼的意愿和嘗試，對于遲疑不決的光伏行業而言是個不小的鼓舞。在這些利好因素的激勵下，已有多家包括英利、晶科、中電電氣在內的光伏生產商推出了一站式的分布式光伏安裝服務。

目前光伏組件價格已從2010年的7.5元/瓦降到3.7元/瓦左右，光伏系統成本由2010年的20元/瓦降至當前的9元/瓦左右，而成本下降趨勢還將繼續。照此估算，即使按照發改委征求意見稿中的0.35元/瓦的補貼計算，在工商業電業相對較高的珠三角地區，有望在未來一兩年內實現上網平價。一旦實現，市場積極性將被充分調動起來，珠三角光伏發電將會快速發展。

3.3 分布式天然氣發電

中國開展天然氣熱電聯產項目已有十余年的歷史，但是一直不溫不火，進展緩慢。很多項目或是半途而廢或是功虧一簣再或是完全沒有體現梯級聯供的優勢，僅僅用于發電或供熱。“十二五”規劃提出的1000個天然氣分布式能源項目目標似乎也像隨風而逝的口號，鮮有聽到實質性的項目進展消息。原因主要在于影響天然氣熱電聯產項目的關鍵因子多且復雜，加之政策層面缺少全盤考慮綜合規劃的頂層設計，因此，盡管天然氣熱電聯產項目可以帶來巨大的節能減排收益，但真正的項目開發落地始終是“前途光明、道路漫長”。

3.4 可再生能源發電預測

風能、太陽能等可再生能源發電出力易受天氣影響，而且調節能力較弱，需要改進天氣預報的準確性，更加準確地預測分布式發電的變化情況，以減少出力波動對電網的影響。中國電力科學研究院研究建立了數值天氣預報系統。該系統的天氣預報比氣象臺的天氣預報區域更小、時間密度更大，能提供5×5千米范圍內、每15分鐘的天氣預報，預報時間跨度為72小時。準確的天氣預報，為大力發展風能、太陽能發電提供技術術支持。

4 結語

近年來，面對日趨強化的資源環境約束，倡導綠色發展，建設資源節約型、環境友好型社會已成為我國經濟社會發展的方向。借鑒國外智能電網發展的先進經驗，積極探究適合我國智能電網環境下的分布式能源具體發展模式，為我國實現分布式能源的大規模開發應用，進而徹底解決我國能源緊缺、環境污染等問題，實現節能減排的具體目標具有重要的意義。

參考文獻

[1] 宋菁，唐靜，肖峰.國內外智能電網的發展現狀與

分析[J].電工電氣，2010，（3）.

[2] 倪敬敏，何光宇，沈沉.美國智能電網評估綜述[J].

電力系統自動化，2010，（8）.

[3] 胡學浩.智能電網—未來電網的發展態勢[J].電網

技術，2009，（14）.

[4] 馮江華.在中國發展天然氣分布式能源的戰略意義

[J].城市燃氣，2011，（8）.

[5] 許勤華，彭博.“APEC分布式能源論壇”綜述—

兼論中國天然氣分布式能源的發展[J].國際石油經

濟，2013，（Z1）.

作者簡介：林桂輝（1980—），男，廣東珠海人，廣東電網公司珠海供電局工程師，研究方向：電網調度運行及電力系統分析。endprint