智能电网 向各国取经
2012-04-29 12:20:03
来源：工控网
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摘要： 从国外的发展经验来看，美国、欧洲、日本的智能电网产业政策均有效结合了自身产业发展的实际情况，各具特点。我国也应分析我国电网设施发展现状及存在的不足，参考国外的经验，制定有针对性的产业政策。
从国外的发展经验来看，美国、欧洲、日本的智能电网产业政策均有效结合了自身产业发展的实际情况，各具特点。我国也应分析我国电网设施发展现状及存在的不足，参考国外的经验，制定有针对性的产业政策。
日本 寻找自身弱项实现重点突破
日本电网基础设施相对完善，从发电站到各配电网都具有现成的传感器网络与通信网络，可以监控电力情况，已经具备较强的通信功能，因此，日本的智能电网发展重点与美国并不相同。日本电气事业联合会发表了“日本版智能电网开发计划”，以2020年为目标，着重开发太阳能发电输出预测与蓄电池系统。在该机构的敦促下，日本的10大电力企业正在共同实施太阳能发电数据测算与分析工作，开展蓄电池与太阳能相组合的小规模电源试验。日本九州电力与冲绳电力将在九州及冲绳的岛屿地区，对利用太阳能等可再生能源的“岛屿微电网”进行验证试验。两家公司将利用日本能源厅的“孤立岛屿电力系统引入新能源补助金”，导入太阳能发电以及使用锂离子充电电池的蓄电池设备，对电力系统与可再生能源的联动进行验证。
2009年8月，日本经济产业省下设了“新能源国际标准化研究会”，对日本智能电网国际标准化问题进行了系统深入的研究，并于2010年1月对外发表了“智能电网国际标准化路线图”。路线图明确了日本七大重点技术领域，包括输电系统广域监视控制系统、电力系统用蓄电池、配电网管理、需求侧响应、需求侧蓄电池、电动汽车和先进测量装置。在七大技术领域，日本政府制定出26个重大技术攻关项目，涉及智能电网的各个环节。日本计划用3年时间，集中争取这些重点项目的国际标准制定话语权。
欧洲 顶层设计结合重大项目实施
2011年4月，欧盟委员会发布了一份通报文件《智能电网：从创新到部署》。2011年11月欧盟委员会向欧盟议会、理事会等相关机构递交了欧盟2020战略中的智能电网报告，进一步展望了未来10年欧盟的智能电网相关工作。
在项目实施方面，《欧洲智能电网计划》(EEGI)作为《欧洲战略能源技术计划》的一部分，已经出台了2010年～2018年发展路线图和2010年～2012年产业化项目部署计划。EEGI为期9年，主要为智能电网相关研发和示范项目提供支持，包括新一代技术、智能泛欧网络、智能网络与处理、智能集成、智能能源管理和智能客户六个层面。
除了欧盟层面外，欧洲各国政府也高度重视智能电网的建设。意大利是较早实践智能电网的国家。为改善国内电力设施，达到节能减排的目标，意大利电力运输管理局于2004年提出相关计划，以3年的时间斥资4.5亿欧元，更新和建设发电、输电设备。2011年意大利国家电力公司开始建设欧洲首批智能电网试点项目。德国表示，将于2022年以前彻底放弃核能发电，为了确定今后的输电线路需要，德国政府准备在近期拟定“目标网络2050”草案，发展智能电网。法国推出了3000万欧元的政府资助项目，这个项目旨在在法国的海外领土推出1000个能源管理系统，由Tenesol公司负责。
美国 通过法律保障相关投资和建设
在2007年，美国就颁布了《能源独立安全法》，其中第8部分规定美国政府必须支持美国现有电网的现代化改造，实现安全可靠的传输和配送系统，并通过项目的形式在研发、电网装配等方面进行投资，是目前美国智能电网产业政策的基本框架。2009年美国出台的《经济复苏和再投资法》在智能电网方面对《能源独立安全法》进行了修订，不仅明确了已经建立的智能电网推动机制，继承了现有的智能电网主要项目，并且通过大规模投资来实现智能电网的全面部署。《经济复苏和再投资法》所提供的7870亿美元中的400亿美元由美国能源部负责筹措，而其中45亿美元由能源部下属的能源配送和可靠性办公室负责，主要用于智能电网方面的投资。除了政府初始投资外，美国还通过项目等形式带动民间资本投入。
目前，美国能源部下属能源配送和可靠性办公室已经将智能电网相关投资用于智能电网相关的各个工程，其中最大的两个工程是“智能电网投资工程”(SGIG)和“智能电网示范项目工程”(SGDP)。SGIG主要利用现有技术进行电网改造，升级传统电网设备，在智能电网的投资比例中达到80%。SGIG工程一共包括99个项目，政府投资34亿美元，加入民间投资后总投资额达到80亿美元。SGIG投资领域项目类型包括远程抄表设备、用户端电网改造、本地配送电网改造、骨干传输电网改造、智能电网设备生产/采购和用户行为研究。从现有项目投资占比来看，远程抄表项目是美国政府在智能电网方面投入最大的领域。在远程抄表项目中，智能电表相关设备又是投入最大的环节，在整个远程抄表系统中的投入比例占66%。
从区域建设成果来看，远程抄表项目在美国各地都有建设和改造，但由于用户较多，改造成本较高，目前已经实施的地区分布比较零散;用户端电网设备改造项目主要集中在美国南部和东南部地区;骨干传输电网改造项目主要集中在美国北部、西部和东北部地区;本地配送网改造项目目前集中在纽约、底特律等个别地区。SGDP主要用于演示新能源技术，为未来相关技术的应用作评估，在智能电网政府投资中所占比例为14%，包括16个区域性示范项目和16个能源存储项目(电池、太阳能等)。美国政府对于SGDP的投入为6亿美元，加上民间资本共投资16亿美元。与SGIG不同，SGDP的参与主体更多的是地方政府的能源相关部门。
美国智能电网标准由NIST统一负责。NIST将智能电网标准工作分为三步，第一步是2009年开始通过讨论在业界获得共识，第二步从2010年开始通过相关的工作组对现有标准进行研究，第三步从2011年测试认证新标准框架。NIST对于75项已有的标准进行了修订，在此基础上，2010年1月公布了《美国智能电网标准框架1.0》，其中国际标准占到了77%的比例。NIST目前继续在智能电网领域进行相关研究，为推出2.0框架体系做准备。
特高压建设全面提速 电力“高速公路”迎新发展
在电网建设中，最火的当属“坚强智能电网”，这一概念也被业内专家认为是特高压电网加智能电网的组合。按照国家电网规划，特高压电网是坚强智能电网的骨干网架。
早在2004年，国家电网公司（下称“国网公司”）便提出了一个雄心勃勃的计划，拟投资4060亿元，用15年时间将分散在东北、华北、西北、华中、华东的电网连成一片，以实现电力资源的优化。不过，其经济效益、安全稳定等备受各方质疑，相关核准工作也一度停滞不前。
但国网公司从未放缓推动它的脚步。去年淮南至上海正负1000千伏交流输电线路的顺利“通关”，冻结了近两年之久的特高压交流审批工作破冰。本报记者调查获悉，2012年中国特高压线路建设将全面提速，国网公司将力推“四交三直”共计7条特高压线路“通关”并开工，仅今年在坚强智能电网的投资将超过3000亿元。
今年4月，国网公司再度推出《特高压电网“十二五”规划》，拟推动特高压建设纳入国家级电网“十二五”专项规划。若此举成功，特高压建设进程无疑将进一步加快，电力“高速公路”将迎来新发展。
多项国家级战略规划护航
去年3月，建设特高压电网被列入国家《“十二五”规划纲要》，这是特高压第一次获得国家战略层面的认可。
《纲要》中明确指出：我国要适应大规模跨区输电和新能源发电并网的要求，加快现代电网体系建设，进一步扩大“西电东送”规模，完善区域主干电网，发展特高压等大容量、高效率、远距离先进输电技术。
去年5月底，第一条特高压线路——哈密至郑州正负800千伏直流输电线路获得国家发改委和能源局批准，新疆这一能源富庶之地“煤从空中走、电往全国输”的发展大计也迈出了第一步。
同年9月底，第二条特高压线路——淮南至上海正负1000千伏交流输电线路获得了国家发改委核准的消息爆出，并引起了市场热烈反响，有业内人士认为，此举意味着冻结了近两年之久的特高压交流审批工作破冰。
至去年12月初，国网公司承建的1000千伏晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程扩建工程正式投产，单回线路输送能力达到500万千瓦，这也意味着我国特高压远距离输电技术的日臻成熟。
中国电力企业联合会一位专家当时告诉本报记者：“电网建设加快是一定的，随着我国峰谷差越来越大，加强电力运输通道建设非常迫切，尤其是北电南送、西电东送。国家发给华东两个特高压的路条，目的就是加快这两条线路的建设以解决结构性缺电问题。”
当年底，国家能源局正式公布了各界期待已久的《能源科技“十二五”规划》，其中对输变电领域的描述中，远距离输电技术、间歇式电源并网及储能技术和智能化电网技术等5个能源应用技术和工程示范重大专项赫然在列。
今年初，国网公司在召开年度工作会议时，该公司总经理刘振亚更坚定表示，今年要继续推进“四交三直”七条特高压交直流线路再拿“绿卡”。
中国能源学会副会长、国家发改委能源所前所长周凤起在接受本报记者采访时称：“特高压仍然在争议中，但推进的步伐并没有停止。”
为了特高压建设进程进一步加快，国网公司近期还出台了专为特高压发展“量身打造”的《特高压电网“十二五”规划》。记者日前从消息人士处获悉，目前国网公司已将上述规划上报至国家能源局，拟推动特高压建设纳入国家级电网“十二五”专项规划。若此举成功，特高压建设进程无疑将进一步加快。但该人士也称，最终能否被采纳还需主管部门综合考虑各界意见和评估才能决定。
根据国网公司制定的《特高压电网“十二五”规划》，到2015年将形成“三纵三横”的三华同步电网，与之前目标基本无异，不过目标网架与此前国网公司公布的网架相比已经出现了一定变化。尤其在直流方面，明确提出2015年将投产16条特高压直流输电线路，与之前提出的11条相比增加了5条。
时至今日，《特高压电网“十二五”规划》能否顺利并入国家级电网“十二五”专项规划已成为业界关心的热点。多位受访人士纷纷认为，这项为特高压“量身打造”的规划将是“十二五”期间电力“高速公路”能否站上新起点的关键因素。
交、直流线路“通关”难易有别
所谓特高压，是指交流1000千伏及以上、直流正负800千伏及以上的电压等级。目前我国除西北电网是330千伏之外，大部分电网主网架采用的是500千伏电压等级。
中国电力工业研究所一位教授透露，8年前国网公司首次将发展特高压电网的“雄心壮志”公之于众时，世界上只有日本与俄罗斯铺设了尚未转入商业化运行的特高压线路。
而如今，有着正负1000千伏晋东南-南阳-荆门交流示范工程及其扩建工程的成功运营，我国特高压技术已然走在了世界前列。即便如此，社会各界对特高压技术，特别是特高压交流输电技术是否完全成熟、是否满足设计需要、是否安全稳定等方面的质疑仍未停止。国网公司推动“三纵三横一环网”特高压主干网架搭建的过程并不如想像中顺利。
去年，哈密至郑州正负800千伏直流和淮南至上海1000千伏交流两项示范工程顺利“通关”。而本报记者从国网公司内部人士处了解到，这仅仅是去年上报的八、九条线路中的有限“斩获”。
“特高压线路的核准要获得能源局和发改委两个部门的路条，我们上报过的线路有许多已经是从2009年起每年申报一、两次，但至今都没被批复，可见国家对线路审批的谨慎和严格。”上述人士告诉记者。
据记者掌握到的信息来看，国网公司今年预计推进“四交三直”特高压线路“通关”并开工，力争“一交两直”获得相关部门核准。
其中，“四交三直”项目包括：锡盟-南京、蒙西-长沙、淮南-南京-上海、雅安-皖南四条交流，以及哈密南-郑州、溪洛渡-浙西、哈密北-重庆三条直流；“一交两直”则是浙北-福州交流，以及淮东-四川、锡盟-泰州直流。
“由于技术路线的区别，交流项目相比直流项目获得审批要更难一些。”一位业内人士这样告诉记者。
记者了解到，交流线路稳定性弱于直流线路，但在传输效率及项目建设难度上却都高于直流线路。
商务部长陈德铭过去曾在公开场合表示，特高压交流试验示范工程是目前世界上电压等级最高、最具挑战性的电网工程。国家电网及其他相关机构对是否发展特高压技术目前看法也比较一致，但在特高压技术的某些适用领域，尤其是对交流特高压技术的应用以及由此出现的交流同步电网规模扩大，大电网如何进一步提高安全性等方面，还有很多问题需要讨论。
本报记者还从国网公司内部获悉，目前已获得能源局路条的特高压交流工程仅有锡盟-南京线路，且该线路已进入筹备开工阶段，而直流工程则有溪洛渡-浙西、哈密南-郑州工程；另外，今年4月锡盟-泰州直流线路将上报路条申请，7月完成可行性研究并落实评审意见，10月上报发改委核准。
此外，记者还从有关部门获悉，哈密-郑州正负800千伏特高压直流输电工程和新疆与西北交流750千伏第二联络通道哈密-青海柴达木750千伏送电工程计划于今年5月开工建设。
国产设备商共享大蛋糕沐浴在“智能电网”概念春风中最“得意”和最“得益”的当属国内输变电设备厂商。
由于国家对特高压示范线路有严格的设备国产化要求，国网公司投入的关键设备研发经费与相关公司的产能设计都动辄上亿元。
国网公司公开信息显示，今年在坚强智能电网的投资将超过3000亿元，其中，集中针对核心技术和关键设备开展的研发经费就可达80亿元。
国网公司特高压部负责人张正陵接受记者采访时表示，“特高压交流示范工程设备全部由国内企业供货，综合国产化率达到90%。但变压器和开关的少数组部件及原材料从国外进口，主要包括变压器套管、绝缘成型件、硅钢片，以及开关套管、灭弧出头和操作机构。”
他说，这主要是受我国基础工业发展水平和工艺水平的制约，和电压等级无关，包括500千伏、750千伏电压等级的相关设备同样依靠进口。
业内人士认为，若国网公司“十二五”初期初步建成“两纵两横”特高压骨干网架，到2020年特高压电网基本建成的目标实现，则按照国网公司在特高压上总投入4060亿元来看，交流项目将分享其中的2560亿元，直流为1500亿元。
不少机构对此认为，特高压设备领域为寡头竞争格局，特高压“整体、快速”推进建设将给特高压设备制造商带来发展机遇。
公开资料显示，目前我国已形成了全套特高压输变电设备的国内批量生产能力，设备综合国产化率达到了90%，已掌握市场主导权的国内相关企业，无疑将从这千亿蛋糕中分得利好。
在国网系设备公司的生产计划中，已能寻找到设计产能增加的迹象。据了解，位于山东济南的中电装备山东电力设备有限公司（下称“中电装备”）产业基地将主要研制和生产特高压交流变压器、换流变压器、电抗器等系列产品，预计基地全部建成后中电装备的生产能力将提高5倍左右。
而国网公司还向本报记者介绍，目前特高压行业进入门槛较高，国内的主要设备厂商比较固定，“一般一条线路几家厂商都有涉及。”像特高压变压器主要涉及特变沈阳、天威保变、西安西变；GIS和HGIS开关则涉及西电西开、新东北电气、河南平高。
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