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三視角觀察智能電網效益 合計約2000億元

http://www.debgrams.com 2012-04-25 08:39 來源:國家電網報

  導讀:近日,由中國電機工程學會電力系統專業委員會等單位主辦的2012中國智能電網建設國際論壇在北京舉行。論壇透露的信息表明,堅強智能電網建設將產生巨大的經濟效益和社會效益。智能電網建設可以給電力企業、用戶以及社會帶來預期收益。積極發展智能電網,已成為國際電力發展的現實選擇。

技術人員在安裝±1100千伏換流閥樣品。王文 攝

  全局視角:建設智能電網將產生巨大效益

  相比傳統電網,智能電網可帶來定量評估的環境效益、用電環節效益、電網環節效益、發電環節效益和其他社會效益合計約2000億元。

  全球資源、環境、經濟等問題日益突出,可再生能源快速發展,世界各國面臨著可再生能源如何接入及充分利用等問題,需要用智能化的技術和手段加以應對。

  歐美國家的研究及實踐表明,智能電網建設可以給電力企業、用戶以及社會帶來預期收益。積極發展智能電網,已成為國際電力發展的現實選擇。

  總體上看,堅強智能電網具有促進能源資源優化配置、推動清潔能源發展、引導能源生產和消費布局等多項功能。就我國而言,上述功能和效益,主要由發展堅強智能電網的4大措施帶來。

  措施一:加大煤電基地建設力度,加快發展特高壓跨區輸電,轉變“就地平衡”為主的傳統電力發展模式,構建“跨區輸電”為主的電力發展模式,實現輸煤輸電并舉。

  該措施可以實現的效益包括:輸煤輸電合理分工,提高煤炭的綜合開發和利用效率;優化利用我國環境資源,降低環境損失;提高能源輸送經濟性,降低供電成本;節約能源輸送通道占地,提高土地利用效益等。

  通過統籌規劃建設特高壓網架和西部、北部大型坑口電廠,2020年中東部地區每年可以減排二氧化硫55萬噸,減少環境損失45億元。通過煤電一體化建設,實現煤礦與電廠在水、煤、灰、土地等資源配置上的互補和綜合利用,大大減輕煤炭開采對生態環境的破壞。

  措施二:加快清潔能源發電基地建設,有效利用煤電基地特高壓輸電通道,推動風光火聯合輸送。

  該措施可以實現的效益包括:有力推動清潔能源規?;l展;促進電源結構優化,減少溫室氣體排放;提高輸電通道利用效率,降低風電遠距離輸送成本。

  以清潔能源規?;l展為例。風電功率預測、儲能、風光協調控制等智能化技術,能夠優化系統運行效益,提高系統運行經濟性和清潔能源消納能力。到2020年,相比于傳統電網,通過堅強智能電網實現風電跨省跨區消納,可使我國風電開發規模增加約5400萬千瓦,替代化石能源消費0.34億噸標準煤,減排二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物0.94億噸、38.2萬噸、2.4萬噸。

  措施三:同步加強送受端電網和抽水蓄能等調峰電源建設。

  該措施可實現:為核電大規模接入提供堅強的電網平臺;增大風電消納能力,實現2020年1.5億千瓦的風電開發規模;提高電力系統整體效益,減少系統有效裝機;提升電力系統安全性、可靠性。

  “三華”受端電網可以發揮顯著的錯峰和調峰效益,降低高峰負荷,減少電網負荷峰谷差。在大規模接受區外水電、風電、煤電的情況下,通過合理配置系統調峰電源,可減少火電發電機組裝機容量。經測算,到2020年,發展堅強智能電網將減少我國煤電裝機約6300萬千瓦。

  措施四:加快各級電網的智能化建設,基本建成堅強智能電網。

  該措施可以實現的效益包括:提升電力系統運行經濟性;提高電網設備利用效率,減少電網建設投資;提高終端用戶設備的能源利用效率,到2020年,相對于傳統電網,將節約用戶電量451億千瓦時;促進新產品開發和新服務市場形成;提高供電可靠性,減少停電損失等。

  預計到2020年,我國用電負荷比傳統電網下降約4900萬千瓦,可減少電網建設投資約180億元。在堅強智能電網基本建成的情況下,相比傳統電網,智能電網可帶來定量評估的環境效益,用電、電網、發電環節效益和其他社會效益合計約2000億元。

  調峰視角:推廣抽水蓄能可促進新能源發展

  抽水蓄能電站作為調峰電源,在促進風電等新能源發展、提高電力系統安全穩定運行、電力節能減排方面,可最大限度地滿足智能電網要求。

  我國“十二五”規劃綱要明確提出“依托信息、控制和儲能等先進技術,推進智能電網建設,構建安全、穩定、經濟、清潔的現代能源體系”。發展儲能裝置,構建智能電網,增強電網對能源資源的優化配置能力,解決風電等清潔能源快速發展帶來的問題,已成為我國電力與能源發展的重要內容。

  抽水蓄能是當前技術最成熟、最經濟的大規模電能儲存手段,啟停迅速,運行靈活,跟蹤負荷能力強,可以很好地滿足智能電網建設的要求。抽水蓄能已成為我國智能電網建設的重要組成部分。

  抽水蓄能電站是一種具有儲能功能的發電站,兼有發電與儲能的特性。它解決了電能不易存儲的矛盾,可有效調節電力系統發供用的動態平衡。

  抽水蓄能帶來的經濟社會效益主要體現在三方面:

  第一,保證電力系統安全穩定運行,提高供電質量。我國電源結構以煤電為主,燃氣等調峰電源短缺。煤電機組的調峰幅度相對較小、調峰能力相對較差,不能保障電力系統事故情況下的快速調節。

  抽水蓄能電站則可以快速適應負荷變化,從抽水工況到滿負荷運行一般只有2到3分鐘,可以大范圍快速調節出力。抽水蓄能電站可有效地保證和提高電網運行頻率、電壓質量的穩定性,提高電力系統安全穩定運行水平,滿足電力用戶對供電質量的要求。例如,北京十三陵抽水蓄能電站就被譽為“點亮北京的最后一根火柴”。

  2011年,國網新源控股有限公司所屬的十三陵、潘家口、泰山、張河灣等9家抽水蓄能電站總計啟動1.59萬次,對電力系統的安全穩定運行發揮了重要作用。

  第二,配合火電機組運行,實現電力系統節能減排。抽水蓄能可以減少火電機組參與調峰啟停次數,提高火電機組的負荷水平,提高火電機組負荷率并確保其在高效區運行,降低電力系統的燃料消耗。

  據測算,泰安抽水蓄能電站裝機100萬千瓦,理論上每年調峰填谷可以節煤24萬噸,減少二氧化硫排放1.5萬噸、氮氧化物排放2475噸、煙塵排放7噸、一氧化碳排放55噸、燃油消耗13.3萬噸,每年節省投資及運行費用5010萬元。

  第三,提高消納風電等可再生能源的能力。電力系統建設適當規模的抽水蓄能電站,可以充分發揮抽水蓄能與風電運行的互補性。抽水蓄能電站既可以平滑風電、太陽能發電出力的隨機性、波動性,提高輸電線路的經濟性,又可以平衡風電發電量的不均衡性,減少風電對電網的沖擊,解決當前風電開發送出困難的實際問題。

  我國抽水蓄能電站的運行實踐表明,抽水蓄能在促進風電等新能源發展、提高電力系統安全穩定運行、電力系統節能減排方面,可最大限度地滿足智能電網的要求,使其成為智能電網中技術最成熟、經濟性最好的調節工具。同樣,建設智能電網,構建安全、穩定、經濟、清潔的現代能源體系,也為抽水蓄能的發展提供了廣闊空間和難得機遇。

  設備視角:智能電網建設將帶動裝備業提升

  以智能電網為代表的新型電網催生新的技術和商業模式,創造30~50倍于互聯網的市場空間,為設備企業提供難得的發展契機。

  我國將建設堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放、友好互動的堅強智能電網。堅強智能電網涵蓋發電、輸電、變電、配電、用電、調度六大環節,以及通信、信息兩大平臺,涉及新能源、軟件、儲能、通信、自動化、電動汽車、高級傳感器、智能電器等領域。

  建設堅強智能電網,設備很關鍵。以智能電網為代表的新型電網將催生新的技術和商業模式,在帶來產業革命的同時,創造30~50倍于互聯網的市場空間,這將為設備企業提供難得的發展契機。

  就電力設備而言,我國智能電網建設的巨大投資,為電力設備制造企業提供了強大的技術改造動力。到2020年,國家電網公司在智能電網建設方面總投資預計逾4萬億元,而電力設備投資約占電網總投資的40%,這必將為發展智能設備提供強大的資金支持和發展動力。與此同時,眾多裝備制造企業緊跟智能電網市場需求,加快自主創新,搶抓市場機遇,大大加快了電力裝備研制技術的升級和產業轉型步伐,提升了行業和企業競爭優勢。

  中國電力技術裝備有限公司作為中國電力裝備行業的龍頭企業,近年來投入大量人力物力,通過對智能變電站技術、城市配電網自動化技術、風力及光伏發電技術、電動汽車充換電站技術以及一、二次設備結合等方面進行研究,形成了一系列具有完全自主知識產權的關鍵技術。其產品開發和研制歷程,足以證明智能電網建設對裝備制造業技術實力提升的重要作用。

  在推動遠距離輸電方面,為解決遠距離輸電、新能源、清潔能源的大規模接入電網,電力裝備業積極開展特高壓直流輸電、柔性交流輸電裝備技術研究,將電力電子技術與現代控制技術相結合,通過對電力系統參數的連續調節控制,大幅降低輸電損耗,提高輸電線路輸送能力,保證電力系統穩定水平。

  在推動新能源發展方面,電力裝備業積極參與新能源戰略實施,進軍風能、太陽能光伏發電等綠色環保領域,一批具有“電網友好型”特征的風力發電機組、光伏產品相繼問世,實現了新能源平穩、可靠、安全入網。

  此外,在智能變電站、城市配網、電動汽車充換電站、微電網技術及智能電表產品開發等方面,裝備制造業也開展了諸多研究。上述研究成果,使得智能電網可以增強對擾動、攻擊和自然災害的抵御能力,降低大規模停運的風險;提高電網的可靠性、安全性和運行效率;通過智能調度與監控,動態優化網絡資源和運行;實現電網與用戶的雙向互動;可以開展分布式電源、電動汽車、儲能元件及營銷業務決策智能管理,實現用電信息采集及智能監控、智能量測等。

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