电网是世界上最复杂的人造系统,信息量巨大,控制复杂,这也决定了不同国家在不同国情下发展智能电网的方向和重点是不同的。
中国电力科学研究院副总工程师胡学浩指出,西方国家电网结构趋于稳定和成熟,现在以智能配电网为主,而中国输电网有待加强。天然气发电在美国、英国等国家已经成为通行做法,但中国目前受到燃料短缺的制约。欧洲和日本正在大力发展家用太阳能发电装置,而在中国,这种装置可能更多地安装在西部沙漠地区。
再看中国,2020年发电总装机容量将超过16亿千瓦,煤、水、风等能源资源和生产力分布很不平衡,决定了中国必须走大规模集中开发、远距离输电的道路,这就需要输电网的保障。
巨思中国智能电网执行董事陈认为,智能电网应该涵盖输配电供用电各个环节,而不仅仅是与客户连接的“最后一公里”。每个拥有宏大国家发展计划的智能电网都应该选择自己的应用模块。中国的输电网发展很快,所以中国的智能电网研究应该关注这个领域,而不仅仅是配电网。
从电力市场的角度来看,中国电力市场只存在于发电和输电之间,电网和用户之间没有以电价为反馈信号的互动机制。配电和客户很难简单地形成一个有效的智能电网。这与电力行业的成熟度密切相关。
2002年,美国电力研究院启动了全球首个智能电网框架研究项目,研究重点是配电和用户端。不过,清华大学电气工程系教授孙宏斌指出,2008年,最早提出智能电网的美国电力研究所开始将智能电网的思想转移到输电侧。
“虽然智能是关于整个电网的美好表现,但它的主体是电网,电网首先需要强大。中国正在实施的UHV输电项目就是为了解决‘强’一次电网问题。”清华大学张伯明教授认为。
UHV极大地促进了智能电网概念的成熟。在2009年UHV输电技术国际会议上,专家们普遍认为中国电网正处于快速发展时期,电网结构变化迅速。依托我国大规模的能源基础,通过“一专四大”的策略,可以实现更大范围内能源资源的优化配置,这就决定了我国智能电网的建设必须具有中国特色。
张伯明还认为,智能电网将支持UHV电网的运营。从空间角度来看,UHV传输缩短了两个系统之间的电气距离。1000千伏输电线路1000多公里的电气距离只相当于500千伏输电线路几百公里的电气距离,缩短了区域电网之间的电气距离。
张伯明表示,中国电网引入UHV输电后,调控中心需要专业化的技术来协调安全和经济目标。优化经济目标需要更长的时间,如水火之间的协调、梯级电站之间的协调、风电与快速反应电源之间的协调。还需要在更广的空间内考虑安全约束目标,比如大区域内发射功率的约束。随着电网安全分析规模的扩大,为了满足实时应用的要求,需要更高性能的计算机、更多的计算机集群和更智能的多代理技术来实现。
“电子经济学”一词正在美国蓬勃发展,这是美国全球智慧能源计划负责人杰西·博斯特(Jesse bost)将“电”和“经济学”两个词结合在一起的杰作。他指出,1950年,美国GDP的20%直接依赖于电力;今天,这个比例已经超过了60%,未来更是大有可为,因为现在是智能电网的曙光。
建设智能电网,要把关注科技发展与创造更高的商业价值结合起来,建设好、用好电网。埃森哲的Vogischko认为,电力系统的所有领域,如发电、输电、变电、配电、电力服务和调度,都可以受益于智能电网。
好消息是,在中国,工业和信息化的融合已经成为一种趋势,电子信息产业振兴规划将提高各行业的信息化水平。并整合企业资产管理和电网生产运营管理资源,为电网发展提供全方位的信息服务,这是发展智能电网的内在动力。
《建设坚强智能电网》研究报告提出,国家电网公司要通过建设坚强智能电网,实现各类电源、电力设施并网接入的标准化和电网运行控制的智能化,提高电力系统资产运营效率和全社会能源利用效率,提高供电电能质量和可靠性,创新业务服务模式,提升电网与客户双向互动能力和客户增值服务水平。