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   伴隨著可再生能源的發(fā)展、能源危機(jī)的加劇及環(huán)境安全的嚴(yán)峻局面，電力系統(tǒng)正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度的復(fù)雜交互使得電力安全問題更加突出。智能電網(wǎng)的提出為解決新形勢(shì)下的電力能源安全注入了一劑強(qiáng)心劑。

　　在被納入國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略這一利好因素的影響下，智能電網(wǎng)這個(gè)“概念香餑餑”越來越引人注目。截至目前，中國(guó)已全面啟動(dòng)智能電網(wǎng)試點(diǎn)工程，國(guó)家電網(wǎng)公司第二批試點(diǎn)的16個(gè)項(xiàng)目正在開展之中，且增加了新的項(xiàng)目?jī)?nèi)容；智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)也在緊鑼密鼓的進(jìn)行中，部分企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成；各路資金紛紛涌入這一市場(chǎng)。考慮到電力系統(tǒng)與外部環(huán)境之間的相互影響，如何從技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)建設(shè)對(duì)電力安全以及環(huán)境安全的支撐作用？記者就這一話題采訪了國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院名譽(yù)院長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士薛禹勝。

　　《電力系統(tǒng)裝備》：和國(guó)際上其他國(guó)家對(duì)智能電網(wǎng)的定義不同，中國(guó)提出了“以特高壓電網(wǎng)為骨干電網(wǎng)，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”，您如何看待這一獨(dú)特的發(fā)展理念？

　　薛禹勝：智能電網(wǎng)并沒有嚴(yán)格的定義及固定的判據(jù)，之所以提出這個(gè)概念是因?yàn)楸仨毟脑飕F(xiàn)在的電網(wǎng)去適應(yīng)形勢(shì)的發(fā)展。對(duì)如何去適應(yīng)新的挑戰(zhàn)的問題，不同國(guó)家的感受不盡相同。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)有的輸電網(wǎng)比較強(qiáng)大，因此客觀上允許其注意力集中在配電網(wǎng)上，而在其主觀上也因?qū)﹄娋W(wǎng)抵御極端災(zāi)害的認(rèn)識(shí)不足，而輕視了輸電網(wǎng)的強(qiáng)壯性問題。中國(guó)水能主要集中在西南地區(qū)，陸地風(fēng)能主要集中在東北、華北和西北，太陽能主要集中在西藏、西北地區(qū)，這些可再生能源規(guī)模大而集中，而負(fù)荷中心卻集中在沿海地區(qū)。這樣的能源結(jié)構(gòu)必須要依靠堅(jiān)強(qiáng)而智能的電網(wǎng)，前者是基礎(chǔ)，后者是支撐，兩者都不可或缺。

　　構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)可以提高系統(tǒng)可靠性、運(yùn)行靈活性和適應(yīng)性，有利于能源資源的大范圍、高效協(xié)調(diào)。然而，這并不是說要先解決輸電網(wǎng)問題，再去發(fā)展配電網(wǎng)。國(guó)家電網(wǎng)公司提出的“以特高壓電網(wǎng)為骨干電網(wǎng)，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”符合中國(guó)國(guó)情及電力系統(tǒng)特點(diǎn)。

　　我認(rèn)為應(yīng)該將智能電網(wǎng)理解為電力系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)愿景，而不是趨于它的具體路徑。愿景中的電力供應(yīng)反映在安全可靠性的不斷提高，更加節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展，更加環(huán)境友好，更加用戶友好。這是個(gè)多領(lǐng)域、多專業(yè)的系統(tǒng)工程，因此不應(yīng)該忽視任何薄弱環(huán)節(jié)，沒有必要也不可能為不同背景的國(guó)家設(shè)計(jì)同樣的路徑，這是個(gè)殊途同歸，而不是獨(dú)木橋的問題。中國(guó)不應(yīng)該簡(jiǎn)單復(fù)制國(guó)外電網(wǎng)的發(fā)展路徑，必須在廣泛吸收國(guó)際經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，按照自己的情況科學(xué)地決策。反過來看，許多大停電災(zāi)難發(fā)生在發(fā)達(dá)國(guó)家，是不是也有其過分迷信輸電可靠性的因素呢？我相信時(shí)間還會(huì)繼續(xù)證明這一點(diǎn)。

　　《電力系統(tǒng)裝備》：在您看來智能電網(wǎng)對(duì)能源安全和環(huán)境安全的支撐體現(xiàn)在哪些方面？

　　薛禹勝：作為最復(fù)雜的人造系統(tǒng)之一，電力系統(tǒng)生產(chǎn)的重要產(chǎn)品是能源流，它從發(fā)電廠流向用戶，而資金流則逆向流動(dòng)。如今分布式電源在配電側(cè)和用戶側(cè)的大量接入使原本單向的能源流出現(xiàn)反方向流動(dòng)，對(duì)監(jiān)控、分析、保護(hù)等提出一系列新的問題。用戶從以前的純粹消費(fèi)電能的角色轉(zhuǎn)變?yōu)橐部梢詤⑴c發(fā)電，從而也影響到電力系統(tǒng)的資金流。為了支撐能源流和資金流，信息流應(yīng)該覆蓋全部流程。但當(dāng)前采集的信息大多局限于發(fā)電環(huán)節(jié)和輸電環(huán)節(jié)，用戶的深度參與使配電側(cè)的雙向信息流不能再被忽視。

　　除此之外，電力系統(tǒng)生產(chǎn)、傳送和消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)中都會(huì)直接或間接地排放溫室氣體及其它環(huán)境污染物，這是電力系統(tǒng)與環(huán)境安全的關(guān)系日趨緊張的重要因素。電力系統(tǒng)能源流、資金流、信息流的不暢通，或者排放流的失控都會(huì)影響電力安全，進(jìn)而影響能源、環(huán)境與社會(huì)的安全。因此，必須有效降低一次能源阻塞、環(huán)境阻塞、資金阻塞、技術(shù)阻塞、電能質(zhì)量阻塞等各種廣義阻塞，保證安全經(jīng)濟(jì)可靠供電，滿足社會(huì)用電，并有效控制日趨惡化的運(yùn)行環(huán)境，減少災(zāi)害頻度和嚴(yán)重程度。

　　《電力系統(tǒng)裝備》：在智能電網(wǎng)建設(shè)中，規(guī)劃廣域信息的采集、分析和過程的控制，在區(qū)域電網(wǎng)或更大范圍內(nèi)規(guī)劃保障體系是電力系統(tǒng)自愈性的重要體現(xiàn)，請(qǐng)您介紹一下這方面的技術(shù)發(fā)展？

　　薛禹勝：通過事先估計(jì)風(fēng)險(xiǎn)并作出相應(yīng)的調(diào)整叫預(yù)防控制，這項(xiàng)技術(shù)目前在中國(guó)高電壓電網(wǎng)中已經(jīng)比較成熟并且廣泛應(yīng)用。但是需要指出目前這項(xiàng)技術(shù)針對(duì)的故障局限于電力系統(tǒng)內(nèi)部，對(duì)于外部環(huán)境引發(fā)的電力供應(yīng)阻塞甚至停電，目前的防御體系還不完善。

　　電力系統(tǒng)是能源系統(tǒng)和環(huán)境安全中的一部分，它們之間緊密聯(lián)系，相互影響。為了保證電力安全，必須同時(shí)考慮環(huán)境安全和一次能源安全，將電力安全提高到更高的層面。

　　在預(yù)想故障下，如果能采用仿真決策工具做好電力安全、能源安全和環(huán)境安全的量化分析，那么就能在參數(shù)中間找到它的安全域，包括物理安全域、經(jīng)濟(jì)安全域和環(huán)境安全域，而安全運(yùn)行點(diǎn)位于這3個(gè)安全域的交集中，即全局安全域。當(dāng)工作點(diǎn)在安全域的外面，就需要評(píng)價(jià)它的不安全程度并尋找控制策略，來引導(dǎo)該不安全工作點(diǎn)回到全局安全域中。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，要解決電力工業(yè)運(yùn)營(yíng)中信息采集、量化分析和控制策略這3個(gè)要素，并把采集的信息量從電力系統(tǒng)的內(nèi)部延伸到外部，量化分析不僅限于分析電力系統(tǒng)的機(jī)理，還要擴(kuò)大到雷電、風(fēng)災(zāi)、污染等自然規(guī)律，還要掌握經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)行為等。

　　《電力系統(tǒng)裝備》：在大型風(fēng)電和太陽能發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行的同時(shí)，該如何保證供電系統(tǒng)的可靠性？

　　薛禹勝：解決供電可靠性需要從安全性和充裕性兩方面加以考慮。安全性是指系統(tǒng)承受擾動(dòng)后而不崩潰的能力。在這方面我們已經(jīng)做過很多工作，技術(shù)上有一定的把握。

　　充裕性是指系統(tǒng)在擾動(dòng)后仍能提供足夠的有功功率和無功功率。為了保證用戶在風(fēng)力突然減少時(shí)也能得到正常供電，需要配置足夠的旋轉(zhuǎn)備用、熱備用和冷備用容量。

　　備用發(fā)電往往需要由化石能源提供，如果為了給可再生能源提供備用消耗太多的化石能源，就會(huì)大大降低可再生能源發(fā)電的意義。顯然，完全依靠發(fā)電側(cè)的備用并不經(jīng)濟(jì)環(huán)保，而需求側(cè)管理包括可中斷負(fù)荷的管理將是非常重要的措施。

　　《電力系統(tǒng)裝備》：在您看來，作為支撐能源安全和環(huán)境安全的重要保證，智能電網(wǎng)建設(shè)還面臨哪些挑戰(zhàn)？

　　薛禹勝：事實(shí)上，經(jīng)過長(zhǎng)期來的努力，電力系統(tǒng)的信息化、自動(dòng)化和互動(dòng)化已經(jīng)取得了不少成果，只是還不能滿足新環(huán)境下越來越高的要求。

　　從技術(shù)角度來講，我們有諸多問題需要逐步克服。比如，在原來放射性的配電網(wǎng)絡(luò)中，繼電保護(hù)采用反時(shí)限的過流保護(hù)有選擇性地切除故障線路，一旦能源雙向流動(dòng)，就會(huì)導(dǎo)致潮流的方向不確定，上述繼電保護(hù)不能再滿足要求。故障的定位與配電網(wǎng)的重組也對(duì)監(jiān)控和恢復(fù)控制提出了新的要求。風(fēng)能與太陽能等可再生能源具有隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性，如何可靠地保證向負(fù)荷提供高質(zhì)量的電能，也是必須面對(duì)的新問題。

　　所以說智能電網(wǎng)的建設(shè)牽涉領(lǐng)域廣泛，是一項(xiàng)長(zhǎng)期、復(fù)雜和艱巨的系統(tǒng)工程，面臨著設(shè)備智能化、系統(tǒng)智能化、新材料研究等許多實(shí)際問題。理清概念是必要的，但不應(yīng)該長(zhǎng)期停留在概念的炒作上，現(xiàn)在真正需要的是實(shí)干，在每個(gè)崗位上為上述愿景做出的努力，包括提高自己的節(jié)能意識(shí)，都有利于智能電網(wǎng)發(fā)展水平的提高。