关键词:新能源;时间与速度;经济
前言
伴随着经济的快速发展,中国对能源的巨大需求正在对世界经济产生巨大的影响。在中国出口增长的同时,高耗能高污染的发展模式也日益成为中国人担忧的对象。
为此,本版近期特推出“可持续发展”系列,共8篇,聚焦新能源及环保主题,希望引起读者的进一步关注。
新能源是相对于长期广泛使用、技术上成熟的常规能源(如煤、石油、天然气、水能、核能等)而言,已经开发但还不能大规模使用或正在研究试验、尚需进一步开发的能源。
新能源开发空间有待拓展
新能源包括海洋能、太阳能、风能、地热能、生物质能、氢能等等。也就是目前通常说的可再生能源(水电除外)。新能源技术在世界上得到不同程度的应用,例如太阳能的光热转换,光电转换,地热直接应用,生物发酵及热分解以制取沼气和气体燃料,潮汐发电技术等等。
中国《可再生能源法》确立了可再生能源(新能源)发展的基本法律制度体系。自2006年1月1日正式实施以来,对可再生能源投资投入和可再生能源制造业的发展起到了积极的推动作用。它比较完整地规定了可再生能源开发利用的法律制度,有益于解决中国日益突出的能源供需矛盾和环境恶化问题。
除了《可再生能源法》,国家发改委还牵头在可再生能源发展的政策措施方面做了许多工作。例如制定了2010年可再生能源发展目标,颁布了《可再生能源发电有关管理规定》、《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》、《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》和《可再生能源产业发展指导目录》。发改委还与财政部等有关部门联合颁布了《促进风电产业发展实施意见》、《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理,促进产业健康发展的通知》和《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》。此外,风能和生物质能资源的普查工作也正在进行中。
可再生能源是指在自然界中可以再生的能源资源。它清洁且对环境无害或危害很小,其另一特性是分布广泛,适宜就地开发利用。2007年中国风电装机累计已达到605万千瓦,在建420万千瓦,该年的装机比过去20年总和还要多。但相对于中国目前的能源资源和环境问题,业界对可再生能源的发展速度仍不满意。可再生能源在中国电力工业中仅占很小的比例。到2006年底,全国水电装机容量1.3亿千瓦,占全国总发电装机容量的21%。对于大型水电是否列为可再生能源,仍有争论。然而,除水电以外的可再生能源所占比重尚不足1%。
可再生能源发展缓慢的原因
可再生能源发展缓慢的原因主要是它相对高的成本和所需的电价。可再生能源的发电成本一般比煤电高,生物质能发电为1.5倍,风力发电为1.7倍,光伏发电为11-18倍。可再生能源发展迟缓,与快速增长的火发电装机容量相比微乎其微,因此比例可能进一步减小。以风能为例,中国风能资源相对丰富,据估计可开发利用的风能储量约10亿千瓦,其中,陆地风能资源约2.5亿千瓦,海上7.5亿千瓦。中国推动风能发电近十年了,尽管近期增长较快,然而风电装机容量也只有约605万千瓦。
可再生能源发展的焦点集中在降低成本,这是共识。然而,过度关注成本和所需的电价,是中国可再生能源战略的一个误区。表现在,一是过于迫切降低成本而急切要求设备国产化,二是对可再生能源电价控制过紧。中国的可再生能源必然有一个大发展,这一点不应当怀疑。但是,开发时间和速度很重要,这应当是可再生能源战略乃至能源战略的一个重点。简单地说,无论利用不利用,风一直在吹,阳光普照。但是,煤越挖越少,大气污染排放越来越多。
大规模地降低可再生能源成本,显然需要设备国产化。但是,设备国产化有一个先引进技术还是先做成市场规模后再国产化的选择。在市场规模很小的情况下,引进技术需要政府行为和干预。除了扭曲市场之外,引进可能是一个相对漫长的谈判过程。相反,有了市场规模,国产化必然随之而来,且速度很快。以火电30万和60万千瓦机组设备为例,当笔者10年前做30万千瓦和60万千瓦机组的电厂项目时,设备基本进口,政府并没有刻意要求国产化。事实是,几年前30万和60万千瓦设备已基本国产化。大市场吸引了技术,造就了中国30万和60万千瓦发电设备的制造能力。
另一个问题是行政控制电价。行政主管部门对于风能项目的电价实行特许权招标,企业则为了获取项目压低竞标电价,以不到0.4元/kwh中标。而根据风电的基本情况测算,除了自然条件特别好的风场,加上特别乐观的假设之外,能够达到商业要求的风电价格都应该超过0.6元/kwh。经验证明,中标企业可能没有想真正地按建设承诺经营这些风电场,而是先拿下项目,慢慢做,或等待政策,或再与政府讨价还价。当然,为装饰门面,亏本建设经营风电的企业,可能有,但不多。
在可再生能源的成本和价格问题上,必须包括环境治理成本以及资源耗尽溢价。环境治理成本很容易理解,资源耗尽溢价则需要解释。涉及对能源矿藏等不可再生资源的开采,经济分析中要计算资源利用的经济成本。由于这些资源无法再生,被耗尽时必须用进口或国内替代品来替代,因此资源利用的机会成本包括了资源耗尽后其替代品的成本。耗尽溢价或费用可根据经济价格和年开采量占总储量的比例来确定,该溢价与经济开采成本相加后就得到使用不可再生资源的总经济成本。如果在可再生能源定价时,将目前的可再生能源成本价格,扣去用煤发电的环境治理成本和资源耗尽溢价,可再生能源的价格不会比煤电高。
此外,还应当动态地来看可再生能源成本和价格问题,不应当将目前国家批给可再生能源的价格看成是一成不变。长远的看,不可再生能源发电价格会上涨。因为,不可再生能源资源价格会因为稀缺和增加环境治理成本而上行,而可再生能源的价格则可能由于技术进步和市场规模带来的迅速国产化而下行。现在认为被批高了的电价,以后可以下调。除非价格当局认定已经批复的价格永远不变,但是这样一来,那能源价格还改革什么?
当然,许多价格上的考虑是出于对提高目前电价水平的担忧。这种担忧是合理的,但至少在现阶段不能成为阻碍可再生能源发展的原因。因为,以目前可再生能源占发电
的极小份额(大水电除外)来看,可再生能源电价再高一些并不足以影响整个电价水平。
可再生能源的优点已为越来越多的人所了解和接受。推广应用可再生能源,对促进社会经济可持续发展以及构建和谐社会举足轻重。在资源紧张的现实条件下,建设资源节约型和环境友好型社会,大力发展可再生能源是中国社会的共同选择,也是电力工业可持续发展之路的重要途径。近年来,中国政府已经从战略高度采取了一系列重大举措,加快可再生能源的开发利用。
《可再生能源法》2006年1月1日正式生效以来,虽然不尽人意,但为可再生能源发展提供了一个法律框架。中国可再生能源中长期发展规划也明确提出,到2022年可再生能源发电装机容量(包含大水电)将占总装机容量的30%以上。实现这个目标,必须加快可再生能源发展的步伐。国家发改委决定在2005-2007年间设立可再生能源和新能源高技术产业化专项资金,主要用于鼓励风力发电、太阳能光伏发电、太阳能供热和地热泵供热。这些政策和规划为可再生能源的大发展奠定了良好的政策基础。在降低可再生能源成本方面,还有其他一些措施,如通过平摊电价或实行价格补偿等机制,计划增加科技投入,提高可再生能源的市场竞争力。
推广可再生能源发展的关键因素
经验证明,可再生能源的发展相对缓慢,需要特殊政策和努力去推广应用。显然,科技攻关,降低生产成本,是推广可再生能源应用和发展的关键。但是,当前中国经济发展的高投入、高能耗、高污染、低效率的粗放式增长方式造成中国能源后备储量不足,资源过快消耗,从而影响能源安全和长远发展。发展可再生能源势在必行,而且时间和速度都很重要。
“十一五”计划确定了单位gdp能耗比“十五”期末降低20%左右的发展目标。发展可再生能源是有助于实现这一目标的一项重要措施。目前风电装机容量已经超过了“十一五”末期的500万千瓦规划目标,但是与可开发利用的约10亿千瓦风能储量和每年8000万千瓦火电装机相比,是一个小数字。发展速度是不是能再快一些,政策能不能更优惠些,措施能不能更有力些?比如,采取风电强制入网和收购政策,强制某一电网范围可再生能源的份额,还有其它一些激励可再生能源发展的税收优惠政策和贷款优惠政策。
目前可再生能源发展还有其它障碍。可再生能源发电规模小而且分散、成本高,会给电网带来一系列运行、负荷匹配、增容和成本增加等问题,实践中存在上网问题。另一方面,可再生能源设备和产品的技术论证、检查及监督,也缺乏有资质认证的专业性服务公司,增加运行风险。因此,可再生能源企业风险较大、盈利较差,较难吸引社会资金的投入。
1.实地观察
一些概念照本宣科很抽象,可带领学生到室外实地考察,先观察地理事物的外部特征,再综合、分析,抓住事物的本质特征,形成概念的内涵。如学习亚热带常绿阔叶林这一概念时,带学生观察校园里的樟树、山茶树、广玉兰树等,并与梧桐树、柳树、水杉树比较,了解到前面这三种树木的叶子革质、有光泽、呈椭园形,并且终年常绿。“常绿阔叶”为它们共同特有属性。它们都是典型的亚热带常绿阔叶树,由这些树木构成的森林即是亚热带常绿阔叶林。再让学生自己分析梧桐树、枫树、马尾松是不是常绿阔叶树?学生马上会回答:梧桐树、枫树是落叶阔叶树;马尾松常绿而不是阔叶。这样,学生对常绿阔叶林这一概念的内涵和外延就有了比较全面的认识。
2.抓关键词
表达概念内涵即地理事物本质特征的往往只有几个词语。我们教师要帮助学生抓住关键词,分析疑难点。如天体“宇宙间物质的存在形式”这一概念,学生对“物质”并不难理解,“宇宙间”却难以确定。我指出,地球也存在于宇宙空间,是天体。但是,在地球大气圈以内的物质只能说是地球上物质,不能说是天体。地球大气顶部是宇宙空间与地球的界线。教师只要讲清这一界线,学生就容易明白恒星、星云、行星、卫星、彗星、星际物质、运行中的人造卫星和宇宙飞船等都是天体。而停在发射架上的人造卫星,或是降落到地面的流星体残骸即殒星就不是天体。
3.归纳法
对内容较多、表述较长的地理概念进行归纳、提炼,分层次、多角度去理解。如自然资源的概念,完整的表达是“人类直接从自然界获得并用于生产和生活的物质与能量”。如果对这一句话进行归纳、转换,就是下列的两个属性:
自然属性:客观性,天然存在,没有经过人类加工
经济属性:有用性,在当今技术条件下能用于生产和生活。两个属性缺一不可。这样一转换,自然资源的内涵就一目了然。
4.类比法
明确了单个概念的内涵和外延后,为了能达到准确运用的目的,还必须搞清概念间的几种关系。
①近似概念
如天气和气候,国土和国土资源,热带雨林和热带季雨林,水资源、水力资源和水利资源等都属近似概念,很易混淆。只有从本质特征即内涵上区分,找出相同点和不同点,才能确定适用范围。例如降水和降雨,都表示大气中水汽凝结降落到地面这一现象。不同点是降水指从云雾中降落到地面的液态和固态水,而降雨即从云中降落到地面的滴状液态水。可见,降雨只是降水的一部分,仅指液态水即雨水。所以,在描述气候特征时,如亚热带季风气候年降水量1000mm左右,用的是“降水量”;河流的五种补给形式之一是“雨水”即降雨,两者不可调换。
②矛盾概念
外延相反的概念叫矛盾概念。如内力作用与外力作用,寒流与暖流,重工业与轻工业等。这类概念也必须从内涵入手,找出差异再分析外延上的相反性,确定“矛盾”所在,才能正确区分。如可再生资源和非可再生资源是一对矛盾概念。可再生资源是在人类历史时期内不断更新生长、繁殖的资源;在人类历史时期内不能重新出现的即是非可再生资源。两者的差异便是“人类历史时期内能否重新出现”这一时间尺度,也是导致外延相反的主要原因。根据这一标准分析,矿产资源是非可再生资源,生物资源、土地资源、水资源、气候资源等都是可再生资源。
③包含关系的概念
地理环境、社会环境、城市环境三个概念,都表示人类生存的环境。但地理环境是以人类为中心的环境;社会环境是人类在自然环境基础上通过长期有意识的社会劳动创造的人工环境;城市环境是人类对自然环境干预最强烈的地区,人口多、房屋密集、交通拥挤是最大的特点。可见三个概念中,内涵最丰富的是城市环境,外延最大的是地理环境。它们外延上的关系可用下图表示:
附图{图}所以,要区分这类概念,应在确定内涵的基础上,根据内涵大外延小,内涵小外延大的原则来分析彼此间的包含与被包含的关系。
④概念的广义和狭义
日前,《北京市“十二五”时期新能源和可再生能源发展规划》(以下简称《新能源规划》)。北京市发改委能源处处长高新宇对规划进行了解读。
高新宇介绍说,这次本市首次编制新能源和可再生能源发展规划。规划是顺应新时期绿色低碳发展理念编制而成,大力开发利用新能源和可再生能源,对增强首都创新能力、培育未来经济战略支撑、实现绿色可持续发展都有重要意义。
“十二五”时期是首都全力推进中国特色世界城市建设的关键时期,能源需求总量持续刚性增长与资源环境约束的矛盾更加突出。国家明确提出“十二五”时期能源消费总量将受到严格控制和考核,但为体现鼓励可再生能源及能源节约政策,水电、风电、太阳能及能源综合利用方面新增消费量在考核中将被扣除,可再生能源利用总量将不计入能源消费总量。加快新能源和可再生能源开发利用,是落实国家非化石能源消费比重目标的必然选择。
高新宇说,大力发展新能源和可再生能源是立足首都区位功能优势,体现全国高端示范的重要途径。充分体现首都在能源利用和产业发展上的高端高校高标准要求。新能源和可再生能源科技创新水平已成为国家和地区核心竞争力的重要体现。首都经济实现创新驱动客观需要抢占产业制高点,把全国领先的研发优势转化为雄厚的产业实力,实现新兴产业更高层次的发展。
《新能源规划》四大特色
高新宇介绍,“十二五”新能源和可再生能源规划是本市首次编制的关于新能源和可再生能源开发利用和产业发展的规划,其编制过程突出体现了以下五个特色:
一是率先在全国开展了新能源和可再生能源利用统计调查制度,首次摸清了北京新能源和可再生能源资源状况。初步掌握了北京新能源和可再生能源总体状况,明确了首都资源禀赋,为规划编制奠定了坚实基础。
二是规划编制强化了细分领域研究及相关储备项目对规划的重点支撑。明确各细分领域发展方向和重点,使得“十二五”北京新能源和可再生能源发展更有抓手。
三是规划编制注重加强重大规划衔接,同时广泛听取各方面意见和建议,集思广益。
四是规划编制较为系统,内容较为丰富全面。规划涵盖了新能源和可再生能源资源现状、开发利用、技术研发、产业发展等各个环节,不仅是一个能源利用规划,也是一个产业发展规划,综合性较强。
《新能源规划》
八个“更加注重”
高新宇说,《新能源规划》强调把开发利用新能源和可再生能源作为优化能源结构和增强首都创新能力的重要举措,以提高开发利用规模和水平、培育壮大产业服务体系和增强市场竞争力为着力点,统筹兼顾,合理布局,实施“3+2”工程,全面推进太阳能和地热能应用,积极促进风电装备和新能源汽车的技术进步和产业化,不断推动生物质能多元化应用,努力将北京建设成全国新能源和可再生能源高端研发中心、高端示范中心和高端制造中心。
高新宇强调,《新能源规划》提出了很多新能源和可再生能源发展的新理念、新思路、新亮点,具体可概括为“八个更加注重”。
一是更加注重总量规模和技术水平的整体提升,体现高端发展要求。“十一五”期间,本市新能源和可再生能源开发利用步伐不断加快,截至2010年,本市新能源和可再生能源产值达到400亿元,但在新能源技术水平上,目前北京在新能源和可再生能源的科技创新资源、技术服务方面具有明显的全国领先优势,但整体技术资源潜力尚未得到充分释放。为此,《新能源规划》提出,今后五年要通过实施一批重大示范项目,巩固新能源技术创新优势,加快新能源研发中心建设,做大新能源产业基地规模等措施。北京市到2015年新能源和可再生能源开发利用要实现产业收入收入1000亿元,新建6到8个部级新能源和可再生能源实验室和技术研发平台和2个部级检测中心,培育形成5到10个具有影响力的产品认证、技术咨询、人才培训等机构。
二是更加注重新能源和可再生能源的高标准、高水平利用,体现民生发展要求。《新能源规划》根据首都不同地区资源禀赋条件,着力推进与民生相关的太阳能、地热能、生物质能等新能源的高水平开发利用及配套服务体系建设,规划实施九项新能源应用工程,并集中建设一批区域联供和多村联供的大中型沼气集中供气工程等重点民生保障工程。
三是更加注重部级绿色能源示范县等重点区域新能源和可再生能源的利用,深化重点区域新能源应用水平。《新能源规划》中明确提出要加大政策、资金支持力度,创新管理机制和模式,高水平建设一批体现当地资源优势与提高农村能源利用水平相结合的重点示范项目,力争到2015年全市新能源利用率达到6%,延庆县新能源利用占全县能源消费总量的30%以上,全县50%以上的居民使用清洁绿色新能源。高新宇介绍,在全球光伏发电进入规模化应用阶段之际,北京亦庄等全国13个开发区被列为国家光伏发电集中应用示范区。《新能源规划》中明确提出高水平建设国家光伏集中应用示范区,坚持以应用带动产业,以产业促进发展,高水平建设一批太阳能光伏屋顶发电项目,提升高效光伏组件、智能电网等高端技术产业研发制造水平,全面提升技术创新、发展模式创新和管理服务创新水平。
四是更加注重高端功能区新能源利用高标准建设、高起点规划,体现高端示范。《新能源规划》提出,统筹高端产业功能区能源禀赋特征和能源需求情况,充分利用太阳能、地热能等新能源和可再生能源资源,科学规划设计产业园区、楼宇、企业间的能源供给系统,实现循环高效梯级利用。在未来科技城、丽泽金融商务区、CBD东扩区和海淀北部新区等高端产业功能区建设一批一体化工程及其他能源相结合的热泵供暖(制冷)工程;区域内新建公用和居住建筑推行安装太阳能热水系统,高新宇强调这是在长远发展上改变能源利用方式;建设一批与产业功能相配套、与建筑一体化结合程度高的太阳能光伏发电项目。到2015年,高端重点功能区新能源和可再生能源利用率达到10%以上。
五是更加注重发挥密集的研发创新优势,加快战略性新兴产业策源地的形成。这是未来北京的可持续发展能力所在。《新能源规划》提出,抓住中关村国家自主创新示范区建设机遇,大力推进首都新能源研发创新工程建设。通过建设技术创新平台、承接重大研发项目,提升技术服务水平。积极推动企业与高校、科研院所的合作,在光伏、风能、新能源汽车、智能电网等领域共建一批国家重点实验室等部级研发平台,突破一批重大关键技术,解决产业发展的共性技术问题,加快科技成果产业化步伐;积极争取国家风电产业平台、生物质能工程技术中心等部级重大项目落户北京,协调推进北京低碳清洁能源研究所、中国石油科技创新基地建设,为新能源产业提供科技支撑;支持各类企业、中介服务机构开展新能源领域的研发设计服务,建立一批国内领先的试验平台、示范中心、检测中心等,提高产业创新能力和技术服务水平。
六是更加注重提升新能源和可再生能源产业竞争力,体现产业发展要求。《新能源规划》提出,充分发挥北京科技创新资源密集和高端示范应用的市场优势,实施部级新能源研发创新工程和新能源产业基地建设工程,通过以“研发促进应用,应用带动产业,产业助推研发”的发展模式,加快提升产业核心竞争力,力争在关键技术、核心装备、系统集成能力上取得突破,同时强化高端制造优势,形成产业集群。同时提出,巩固太阳能高端技术研发优势,增强风电设备系统集成能力,加快新能源汽车刹那也化步伐,提高地热能技术研发水平,促进生物质能应用技术升级和实现智能电网关键技术突破等重点任务。
七是更加注重新能源产业高端要素集聚,提升产业基地集约化、特色化发展水平。着眼于拓展产业发展空间,围绕新能源产业重点领域,通过建设重点新能源产业基地和专业化、特色化新能源产业集聚区,集聚高端要素和产业链环节,强化高端制造优势,形成产业集群,提升北京新能源产业竞争力。《新能源规划》提出,做大做强三大产业基地,打造以太阳能光伏产业及应用示范为主导的延庆新能源产业基地,打造以太阳能产业为主导的平谷绿色能源产业基地,发挥太阳能电池生产及高端装备制造企业优势,以新能源汽车企业为带动,形成纯电动汽车电池、控制系统、电机、整车制造等上下游完整产业链,打造北京新能源汽车产业基地。吸引国内外新能源优势企业入驻,加快发展北京经济技术开发区风电产业园、昌平风电产业园、通州光伏产业基地和北京新能源汽车设计制造产业基地等新能源产业集聚区,推进为产业配套的工业设计、科技研发、技术咨询、信息服务、商贸物流等生产业的发展,打造新能源和可再生能源产业集聚区。
八是更加注重新能源和可再生能源发展软环境建设,体现机制保障要求。《新能源规划》从强化部门协调、扶持创新转化和搭建服务平台三方面提出了优化发展环境的总体设想:通过提升公共服务水平、加强政策创新能力、制定完善新能源相关技术、工程标准等加强部门联动,合力推进产业发展,通过探索税收信贷等鼓励政策、支持创新平台建设和加快关键共性技术的研发及产业化、健全新能源重大科技成果转化机制和完善首台套机制等加大技术研发和产业化力度;通过建立新能源中介服务平台、建立新能源技术交流合作平台、培训平台和增强新能源产业联盟纽带作用等措施加快服务平台建设。
新能源规划所涉重点问题
高新宇在解读中,同时对《能源规划》所涉及到的重点问题进行了说明。
《新能源规划》提出,到2015年,本市新能源和可再生能源消费总量将占全市能源消费比重约6%左右。到“十二五”末,非化石能源占一次能源消费比重要提高到11%左右。其中核电和水电约占7%。相比于国家规划目标,北京无法大规模发展水电,同时发展核电不现实,因此,本市6%的目标相对合理,在所占领域比国家目标发展力度更大。
在重点工程方向与思路方面,《新能源规划》按照“支持高端、加强示范、扶持产业”的原则,通过固定资产投资专项补助等措施,加强对重点领域重大工程的引导和服务,同时带动更多社会资本进入新能源和可再生能源开发领域。
在出台相关重点政策方面。“十二五”时期,为继续加大对本市新能源和可再生能源利用和产业发展的积极引导作用,《新能源规划》提出,加强落实国家扶持新能源发展的税收、补贴等各项政策,积极争取国家新能源产业发展基金落实本市,同时加快本市太阳能光热、光伏、新能源汽车、新能源发电上网等技术和产业标准的制定,尽早制定新能源就技术标准、新能源统计指标体系及评价标准体系、新能源发电上网标准、太阳能光热设计、施工纳入建筑过程强制标准等,开展工程标准制定工作,北京市新能源统计体系及总量分解相关实施细则等政策,出台强制安装使用太阳能光热系统的《北京市太阳能系统建筑应用项目管理办法》,并在可再生能源与建筑一体化应用方面实现大突破。
【关键词】:能源互联网;现状;发展趋势
1、导言
人类社会经济想要取得快速的发展,必须要借助能源的支撑,但大量运用化石能源导致的环境和资源问题,已经严重影响了人们的安全生存。全球能源互联网致力于解决能源环境、资源配置、能源供需等问题,以全球视角审视如何利用世界资源,进而促进各个国家友好和平相处。
2、能源互联网定义
能源互联网是在现有能源供给系统与配电网的基础上,通过先进的电力电子技术和信息技术,深入融合了新能源技术与互联网技术,将大量分布式能量采集装置和分布式能量储存装置互联起来,具有“横向多能源体互补,纵向源-网-荷-储协调”和能量流与信息流双向流动特性的显著特点,是实现能量和信息双向流动的能源对等交换和共享网络,以可再生能源发电为基础构建的能源互联网络。能源互联网通过智能能量管理系统实现实时、高速和双向的电力数据读取和可再生能源的接入。
3、国内能源互联网研究现状
中国研究人员在国家电网的支持下,也对能源互联网这一新兴技术进行了研究及探索,纷纷成立了研究院及研究专题,如清华大学、浙江大学等均拟成立能源互联网研究院,国家电网发起了能源互联网研究专题等。但总体上我国的能源互联网研究相比于国外而言,起步稍晚,但势头很好。目前相关成果还较少,大多还处于起步、跟踪及相关概念的讨论阶段阶段。
开发和利用分布式可再生能源是解决能源紧张、环境污染及气候变暖的重要手段。作者在计及分布式电源的间歇性、随机性等特点的情境下,建立了适应高比例可再生能源发展的新型电力规划及生产模拟模型,并针对未来中国实现高比例再生能源的电源结构、跨区电力流动等开展了实证研究。
我们从不同的视角:政府管理者视角、运行者视角及消费者视角等讨论了能源互联网应具有的特征:可再生、分布式、联起来、开放式及融进去。进一步讨论了能源互联网的功能结构,同时分析了能源互联网与其他电力系统相比所具有的关键特征。
此外,从分布式可再生能源利用的角度阐述了能源互联网的内涵、特征等,并设计了基于分布式可再生能源发电的能源互联网系统。讨论了能源互联网系统的组成部分未来能源互联网的主要研究方向:控制策略、电力电子变流技术和储能技术等;提出利用信息技术对传统电网加以改造,将分布式可再生能源网络、信息通信网络进行高度融合,构建可再生能源互联网,实现分布式可再生能源跨区域、大范围的优化配置和高效利用,最终实现电网和信息网的变革。可再生能源互联网是由各种规模不同的分布式局域网组成,局域网间可实现电能流动的双向性及电能配置的高效性。进一步设计了固态变压器原理图、超级电容电池原理图及射频充电自供能原理图等,最后阐述了微电子技术在可再生能源互联性化和系统安全运行等方面阐述了能源路由器的内涵,同时设计了两层架构的能源路由器结构.
4、能源互联网的实现手段及发展方向
4.1清洁能源开发
太阳能、风能、生物质能等作为清洁能源具有取之不尽、用之不竭或可循环利用的特点。结合现有的创新技术,如太阳能光伏发电、风力发电(包括陆地发电、海上发电等)、生物质发电等技术可以逐步用于替代化石燃料燃烧发电技术,实现电力生产的清洁化。以太阳能发电为例,随着互联网应用的逐步深入,我国分布式光伏电站已经呈现出快速互联网化的趋势,全国已经有200多个电站、千万数量级的电池组件接入网络,实现大数据实时采集和分析。
在能源消费环节要鼓励实施电能替代。相比于煤、石油、天然气等一次能源,电能更为高效、清洁。提高电能在终端能源消费中的比重,能够从根本上解决化石能源污染和温室气体排放问题。如鼓励电动汽车的使用,将减少对石油的消耗,可明显减少污染物排放。
4.2广泛应用智能电网
智能电网对太阳能发电、风电、海洋能发电等一些间歇式电源具有较强的符合性、适应性,进而能够确保各种类型资源的有序接入,同时也能保证各类设备直接使用。将智能电网与物联网、移动终端和互联网等多种技术相融合,进而满足广大用户的需求。将建设智能电网和能源再生发展、物联网和互联网紧密结合,从而推进能源的可持续发展和利用。
4.3特高压技术
特高压输电技术是实现全球能源互联网的重要手段和方法,其具有输送容量大、输送距离远、效率高的特点,并且具有抵制各种严重事故的能力,可以满足大容量、远距离的跨区输电要求,能够实现大型能源基地的集约开发和电力的可靠输送,为构建全球能源互联网提供了有力支撑。
特高压交直流将输电距离提升到2000~5000千米,赋予电网更大范围调配资源的能力,能够实现各种清洁能源在世界范围互联互通、优化配置。目前,我国已建成投运了3条特高压交流线路和6条特高压直流线路。我国特高压工程的成功,不仅解决了中国能源发展难题,而且对于解决世界能源可持续发展问题也具有重大意义。
4.4突破能源互联网中的关键性技术难题。
提高我国能源互联网发展所需要的技术能力,为我国能源互联网建设提供更为有力的技术支撑和储备是当前极为重要的事情。能源互联网由以“大数据”“云计算”为支撑的信息数据交换技术、分布式新能源发电控制技术等一系列尖端技术为依托,其中很多技术还远未成熟,需要国家集中一切科技力量去解决能源互联网建设中的技术障碍,这样才能早日实现能源互联网的构想。
结论
总而言之,各项能源资源在为推进人类发展中带来了很大的动力,但由于运用不合理、开采方式不科学等问题,也给人们的生活带来了很大的问题。在社会经济的快速发展下,人们逐渐对生态环境加以重视,各个国家都在着手恢复生态环境,力求能够充分运用能源互联网,进而解决在能源生产和消费中出现的各项问题,真正推进各个国家的可持续发展。
【参考文献】:
[1]王继业,孟坤,曹军威,程志华,高灵超,林闯.能源互联网信息技术研究综述[J].计算机研究与发展,2015,05:1109-1126.
【摘要】制定一定的法律、法规或条例,从法律上保证可再生能源(RE)的发展,这是中美两国共同作法,也是两国共同的特点。事实证明这是十分必要的。举例来说,美国所以能在风能、太阳能方面取得世界公认的成就并在生物质能发电技术上进入世界的先进行列,一个重要原因是RE技术的发展很久以来就得到国家法律和政策的技术和保护。如早在1978年美国"公用事业管制政策法"中就规定电力公司必须按可避免成本购买热电联产和可再生能源生产的电力。这一政策为RE发电技术与化石燃料发电技术的公平竞争创造了条件,到1992年,在"能源政策法"中,进一步对RE发展提出了要求,即要求到2010年RE提供的能量应比1988年增加75%;同时规定对RE资源的开发利用给予投资税额减免,并授权能源部资助RE的示范和商业化项目。
1中美可再能源政策比较与分析K
1.1强制性政策的比较与分析SAJ:
制定一定的法律、法规或条例,从法律上保证可再生能源(RE)的发展,这是中美两国共同作法,也是两国共同的特点。事实证明这是十分必要的。举例来说,美国所以能在风能、太阳能方面取得世界公认的成就并在生物质能发电技术上进入世界的先进行列,一个重要原因是RE技术的发展很久以来就得到国家法律和政策的技术和保护。如早在1978年美国"公用事业管制政策法"中就规定电力公司必须按可避免成本购买热电联产和可再生能源生产的电力。这一政策为RE发电技术与化石燃料发电技术的公平竞争创造了条件,到1992年,在"能源政策法"中,进一步对RE发展提出了要求,即要求到2010年RE提供的能量应比1988年增加75%;同时规定对RE资源的开发利用给予投资税额减免,并授权能源部资助RE的示范和商业化项目。;d!JE
1995的中国政府颁布了首部"电力法",明确鼓励使用太阳能等可再生能源;与此同时.原电力部还出台了"风力发电并网运行的管理规定"。无疑这些政策措施对促进RE的发展都起到了巨大作用。zU[Ee
但是,相比较而言,两国在强制性政策的规定方面却显示了不同的特点:N
中国的特点是:注重政策的宏观性、重要性和必要性的论述,它的优点是有较大的灵活性,可以有多种选择。缺点是如果没有与之相配合的实施细则(例如就政策如何支持,怎样鼓励,支持到什么程度,鼓励维持到什么时候等问题作出相应的具体规定)。否则这些条文和要求将无法变为现实。UO_
美国的特点是:即有宏观性的论述,又有具体政策的规定,1992年的"能源政策法"即是一例。因而这些政策看起来明确具体、界限清楚、要求严格。EDGP
美国可再生能源政策的另一特点是,联邦政府和州政府的紧密配合,既有联邦政府全国性的统一规定和要求,又有各地区和州政府的特殊、具体的规定和要求。如根据联邦政府的"能源政策法"的精神,有些州政府又制定了"系统效益收费制"和"可再生能源设备通行权"等适用本地区的政策和规定。这样,上下配合,互为补充,从而形成一套完整有力的政策体系。E:$
美国政策的第三个特点是及时审视,随时调整。即根据客观实际需要和形势变化而不断地调整或制定新的政策,这一特点在其他几类政策上亦有体现。如为了适应目前电力工业资产重组和反管制改革所带米的影响和变化,有些地区及时地提出了可再生能源发展的"配额制"(RenewableProtfolioStandard)的政策规定等。}w
1.2经济激励政策的比较与分忻/v.
尽管经济激励政策多种多样,但从中美两国使用的频率和广泛性来看,主要有以下四种:jI1q8
(1)补贴政策,0kn
这是中国常见的一种激励手段,美国则使用不多。一般而言,补贴有三种形式:G
一是投资补贴,即对投资者进行补贴,如中国政府对地方小水电建设的投资即属于此类。美国过去对风力发电投资者曾实行过15%投资补贴,但现在已停止使用。对投资者进行补贴的优点是可以调动投资者的积极性。增加生产能力。扩大产业规模;缺点是这种补贴与企业生产经营状况无关,不能起到刺激更新技术、降低成本的作用。5o2TZ
第二种是产出补贴,即根据RE设备的产品产时进行补贴。中国目前还没有这种补贴政策。这种补贴的优点是显而易见的,即有利于增加产品产量降低成本。提高企业的经济效益。这也是美国加州目前正在实施的一种激励措施(即对RE产生的电力给予0.6一1.0/kwh的补贴)~`
第三种是对消费者(即用户)进行补贴。这是中国广泛采用的一种刺激措施。除了在推广太阳能设备、微型风力发电设备中广泛采用外.在农村户用沼气池,高效率柴灶和其他生物质能技术试点示范也曾广泛采用。美国加州对购买PV系统的用户也采取了类似的鼓励措施。这一政策的理论依据是:通过刺激消费,达到扩大市场需求的效果,反过来带动生产能力的扩大,进而达到降低成本的目的。但实践证明。这一目标的实现具有很大的不确定性。因为就RE而言,只有当消费市场足够人时,才可能达到目的,而足够大的消费市场需要大量资金,如果仅仅靠补贴则是难以实现的。]dEsbQ
但是,不管怎么说现阶段补贴政策毕竟是一项行之有效的措施。中美两国(特别是中国)可再生能源之所以有今天的规模和水平,同该项政策的作用则是不可低估的。然而,从总结经验角度来看,补贴政策的实施应解决好以下两个问题:^n)
补贴资金来源问题。根据美国和西欧的经验。一是通过系统效益收费来筹;另一个是征收化石燃料税,中国主要由政府财政支付;而中国是个发展中国家,财政收入有限。需要补贴支援的事业很多,所以依赖政府财政的支持不是长久之计。<^OB[j
补贴策略问题,即应给谁予以补贴和以什么样的的运行机制进行补贴,如果对用户进行补贴,正如前述,不一定能达到政策的预期目标:如选择投资者给予补贴,并采取公开招标,公平竞争的机制,则可能取得既扩大生产规模,又能降低成本的双重目的。rb>
(2)税收政策[
这是中美两国(尤其是美国)应用最多的经济政策,实际上有两种不同的税收政策:一种是税收优惠政策,如减免关税、减免形成固定资产税,减免增值税和所得税(企业所得税和个人收入税)等。从理沦上说,减兔税收不需要政府拿出大量资金来进行补贴。只是减少一部分中央或地方的收入;而且,目前RE产业规模小,不会构成对全国税收平衡的影响,因而易于实施。只是由于大多数税种不进入生产成本(关税例外),只影响企业产品的销售价格和企业的经济效益,因而,实际上对鼓励企业改进生产制造技术,提高效率,降低成本没有直接的作用。这就是为什么有些可再生能源技术和产业,一旦这种优惠政策取消企业便生存不下去的原因所在。如美国的太阳能热水器的生产和销售。税收减兔政策取消后,其销售量从1980年的1746000m一下降到1990年1026000m,生产企业减少了近200家,又加世界闻名LUZ太阳能热发电装置也面临着联帮政府和州政府税收优惠取消后破产的威胁。B
另一种税收政策为强制性税收政策。如对城市垃圾和畜禽场排放的污水等物质。实行污染者付费的原则等即属此类。各国的实践证明,这类政策,尤其是高标准,高强度的收费政策,不仅能起到鼓励开发利用这类资源的作用,还能促进企业采用先进技术,提高技术水平的作用。因而也是一种不可或缺的刺激措施.m8Nf
应指出的是,税收减兔政策的目的在于促进技术进步和技术的商业化,因而应对什么企业减免和减免税收后应达到什么样的目标(经济的和技术的目的).则是实施这一政策首先必须明确的问题。cG?0>
(3)价格政策e
由于RE产品成本一般高于常规能源产品,所以世界上许多国家都采取了对RE价格实行优惠的政策。在美国"能源政策法"中规定公用电力公司必须以避免成本收购RE电量,同时美国的一些州还作出按净用量收费的办法。这些实际上都是电价优惠的措施,在中国,原电力部也就风力发电上网电价制定了较优惠的政策。$
但是实际上,两国所制定的政策的法律效力存在明显的差别。一方面美国的电价优惠政策覆盖了所有的可再生能源发电技术,中国仅限于风力发电;另一方面美国的规定是由联邦政府以法律的形式而签发的,而中国的规定尚属部委一级批准实施的计划,而且未经过国务院和人大委员会的审议批准。:tn
理论分析和实践都已证明,价格优惠是一项非常有效的激励措施,只要应用得当,可以起到促进技术进步和降低成本的作用。其关键性的问题有两个:y
一个是差价补贴的资金来源问题。美国、中国和其他国家通常的办法是:政府、电力公司和用户共同承担;或全部由用户承担,如通过电费加价来筹集资金。现阶段由于RE产业规模小,补贴资金需求量小,这种做法是一种比较现实的办法。z|q%EN
另一个是价格优惠对象的选择标点其涵意与前述补贴政策基本相同,这里不再重复。r,.0
(4)低息(贴息)贷款政策~P
低息(或贴息)贷款可以减轻企业还本期利息的负担,有利于降低生产成本;缺点是政府需要筹集的一定的资金以支持贴息或减息的补贴,贷款数量越大,贴息量越大,需要筹集的资金也越多。因此,资金供应状况是影响这一政策持续进行的关键性因素。目前美国已没有这类的贷款政策,中国的实施规模也很小,完全在可以承受的范围内。y
为了提高贴息贷款的经济效益,关键性的问题与提高价格政策和补贴政策的实施效应完全相,即要正确地选择贷款对象和实施科学的贷款程序。:V3ml
1.3研究开发政策的比较和分析*cR{/+
重视可再生能源的研究开发工作是中美两国共同的特点。其主要表现是:s2B3|
(1)从70年代以来两国部实施了一大批科学研究与开发计划;cZ/
(2)两国政府投入巨额资金用以支持RE的研究和发展;,S)Y
(3)建立并形成了一批部级的试验室和研究队伍。@}v
但是相比较而言,中美两国这方面政策的差别也是明显的:J~{
(1)资金投入强度相差悬殊。以"九五"(1990-1995)为例,中国政府用于"九五"国家科技攻关项目的经费不足1.0亿元人民币,而美国政府投入RH研究和开发项目却高达14.56亿美元。两者的差距不言而喻。尽管中美两国经济基础不同,实力不在一个档次上,不能简单地直接相比较,但是从中国可再生能源及研究开发的实际需要和实际上已得到的支持来看,政府的投入是严重不足的。5j%T>
(2)在RE的研究开发方向,中国只有一个积极性,即中央政府的积极性,地方和工业界基本还没有介人或介人甚少:近年来虽然有所改善,但实际投入RE的人力物力和财力则屈指可数。美国不仅有联邦政府的投入,还有工业界、企业家和个人的投贤,一些州政府还设立了专门的研究开发项目和计划。
应当特别指出的是,目前美国的可再生能源技术整体上己处于世界领先地位并拥有世界最大的规模的风电场。太阳能热发电站和生物质能发电系统,在这种情况下,美国依然对其研究和开发给予极大的关注和支持,提出并实施了一批新的规模宏大的开发计划,这不是偶然的,这跟该国宏伟的社会经济目标、环境目和可再生能源技术的发展现状以及对研究、开发的巨大作用的认识有着深刻的关系1
1.4市场开拓策略和措施的比较和分析S&:=
中美两国在可再生能源市场开拓方面显然采取了一些措施和策略也取得了一些成就和经验;但是从RE技术商业化发展的需要来说,这些努力还是不够的,特别是在市场运行机制的探索上更显得不足。因为愈来愈多的实践证明,在阻碍可再生能源技术发展的众多因素中,运行机制是一个比技术问题和经济成本更难以解决的问题。从技术来说,目前RE所遇到的各种技术障碍几乎都可以利用现有科学技术而加以解决,经济成本问题也将随着运行机制的改善而得到改善,而机制问题由于涉及国家政治体制。经济体制等更加广泛而复杂的因素而难以解决,因此,市场开拓是中美两国尤其是中国今后应予加强和改善的方面。6cqL`
2认识和建议NHLs@F
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综合上述可以得到这样几个认识,即:中美两国为了推动RE技术的进步和发展,已在各自的能力范围内,尽其所能,采取一系列的技术、经济、法律、市场和研究开发的政策和措施,大大推动了可再生能源的发展,并取得显著成效,这己是人所共知的事实。但是,从两国长远的发展目标和现实需要来说,RE技术还必须有一个更大的发展。这样就需要两国政府(特别是中国政府)应在总结过去国内外工作经验的基础上,进一步采取措施,补充、修改、完善己有的可再生能源政策和措施,研究制定新的可再生能源政策和措施。为此目的,结合以上的比较分析,我们愿为中国政府提供以下建议。供在研究、制定可再生能源政策时参考:bvJ
2.1加强立法,从法律上和政策上保证可再生能源的发展,这一条己是被实践证明了的真理。目前中间的"电力法"和"节能法"都己肯定RE的战略地位,在明了政府热情支持和鼓励的态度。现在关键的问题是,政府的有关部门应立即根据法律上的相关规定,研究、制定具体的实施方案和细则。要进一步明确各地RE发展的合理的比例。明确亨受国家优惠政策的对象应具备的条件以及亨受优惠条件后应达到的经济目标和技术目标。#,
2.2全面推行还本付息加合理利润的定价原则。1994年,电力部以部发94(461)号文件形式向全国各大电网,省、市、区供电部门发了风力发电并网运行的管理规定。该规定明确提出电网必须就近收购风电场的电量,其上网电价按生产成本加还本利息和合理利润的原则确定。超出电网平均电价的部分,采取均摊方式,由全网共同负担。近几年的实践证明这是一项行之有效的办法。但是,这一规定也有其不足之处,即没有定义全网的范围,由此在如何承担风电差价问题容易产生争论。建议将这规定修改和完善后,上报国务院,进一步明确风电上网电价高出电网平均价格的部分,由区域性电网厅覆盖的地区的电力用户承担,并将这一原则的适用范围扩人到其他类似的可再生能源产品。如沼气发电稻壳发电,生物质发电以及生物质气化集中供气的并网问题,均应按此原则办理。.WiK
2.3继续实施现有的减兔税政策,但运作方式应加以改进。具体建议是:;
(1)目前国家己对蔗渣和沼气发电等再生能源利用技术,实行为期5年内免交所得税的政策,建议对其他可再生能源发电技术及非电利用技术也实行类似的政策。%97qdG
(2)现阶段可再生能源发电成本较高,征收增值税后的上网电价将更高,以风力发电为例。通常将超过0.7元/kwh,这是电网难以接受的,另外,可再生能源发电不消耗燃料,没有进项税或进项税少,增值税不能抵扣或抵扣很少。因而可再生能源发电的增值税实际征收额远远高于常规能源发电。按全国统一的增值税率(17%〕征收是不合理的,也不利于与常规能源发电技术的公平竞争。建议实行与小水电一样的增值税税率,即6.0%。Z9^6
(3)制定享受税收优惠政策(含其他优惠政策)的对象应具备的条件,以及享受优惠政策后应达到的目标。2O
2.4增加财政投入和银行信贷,加速RE技术的进步和国产化。在这方面,美同等先进国家已先行一步,注入了数10亿美元的研究、开发和示范推广经费。中国RE技术基础薄,国产化能力低。要大模地发展风力发电、光伏发电和生物质能的高效利用,某些关键技术的攻关和国产化是不可缺少的。结合中同的条件和需要,建议设立以下扶持政策:G~K
(1)增加RE技术攻关和国产化资金,其财政拨款应随国民经济的快速发展而成倍增加;~9`M
(2)将RE技术列入国家基本建设和技术改造投资的重点扶持计划;Q!
(3)设立专用于RE技术的信贷资金,其中贴息贷款应在目前每年用于农村能源利可再生能源技术开发贷款1.2亿元的基础上有所增加;5T[;{Z
(4)凡利用国产设备兴建的可再生能源企业,可以优先得到国家政策银行的优惠贷款或贴息的支持;p
(5)凡使用国产可再生能源设备或零部件的企可免征或形成固定资产税,以降低国产可再生能源设备的造价,扩大市场销路,促进国产化。DI&Kp
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关键词智能电网;技术;产业
中图分类号TM文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)122-0198-02
智能电网是电力未来的发展方向,它将使电网的功能形态发生许多改变,对电网企业、资源配置、社会发展等方面都将产生深远的影响。尽管世界各地对于智能电网的名称、发展侧重点、发展路径等一系列问题还存在争论,但是,对智能电网是未来电网必然的趋势认识是一致的。然而中国发展智能电网的侧重点有哪些呢?发展路径又怎么走呢?这将是我们现阶段重点考虑的问题。
1智能电网概述
所谓智能电网,顾名思义就是电网的智能化,区别于目前所用的电网,也被称为“电网2.0”。从技术发展和应用的角度看,目前普遍认同这样的观点:智能电网是把先进的传感测量技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合,并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。
2智能电网的特点
许多科学家相信将数字传感器、遥控装置等加入现有的电力传输及分配系统会使电网变得更加智能、绿色、高效。而且这样的“智能电网”能更加及时、透明地反应电网状况,它主要具有信息化,自动化,互动化等特点。
3智能电网发展思路
中国发展智能电网从具体国情出发,由于中国地广人众各地的传统电网发展不齐电力负荷分配不均、资源分配不均以及现阶段主要靠高耗能的火力发电、中国经济等因素都对我们发展智能电网有显著的影响。制定一套完善的规划是至关重要的,智能电网建设以什么为重点,路径如何走,这些问题的解决能让我们在目标上迅速发展,避免少走弯路。
3.1电网发展不齐电力负荷不均
目前我国电力分布,主要发展集中在沿海城市发展的地方,东南部及珠江三角这一带比较明显,西南、西北部相对落后,这就形成我国电网发展的难点。
3.2环境因素
1)中国发展智能电力必须立足于我国国情,自主创新,其原因我国一次能源资源存在着与生产力布局逆向分布的“先天不足”。2)风电、太阳能发电的随机性和间歇性等特征。因此,建立智能电网,建设“资源节约型,环境友好型”社会成为我国十分紧迫的任务。
3.3经济因素
随着数字经济和IT时代的发展,电力消费对于供电可靠性,电能质量和电力服务的要求越来越高,加快电力生产,输送和消费方式的转变,推动电力行业发展模式的转变,带动相关产业发展成为了具有全社会性的问题。
4智能电网研究法则
现代社会,电力始终是国家重要的基础设施,电能供应与民生紧密相连,因此,智能电网的研究战略侧重点及路径的制定需遵循以下几点原则:1)必须遵循坚持国家安全、利益、责任、可持续发展、社会责任和社会效益第一的原则。2)研究战略制定要有足够前瞻性和客观现实性,要符合基本国情、符合中国电力发展的现阶段,同时体现未来发展方向和超越世界发达国家的目标。3)战略的制定要注重系统性的总体充分论证和多方案优选,以避免低水平重复建设,避免超现有条件许可的盲目超前,使有限资源发挥最大社会效益。4)战略的制定要进行动态管理,在实施过程中不断总结、补充、深化、完善。
5智能电网概况
5.1总体情况
智能电网现在是世界众多国家研究的新势向,虽然我国智能电网属建设初期,但在智能电网相关技术领域已经开展了大量的研究和实践,输电技术已经达到国际先进水平,配用电领域的智能化应用研究也在积极探索之中。
5.2国际发展现状
2006年欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》明确强调欧洲已经进入一个新能源时代。2008年美国宣布科罗拉多州成为全美第一个智能电网城市2010年日本政府计划在与电力公司协商后,开始在孤岛进行大规模的构建智能电网试验。2011年韩国计划在前建立一个“智能电网”综合性试点项目,届时能提高该国环保能源的能力。
5.3国内发展现状
近年,华东电网公司启动了以提升大电网安全稳定运行能力为目的的智能互动电网可行性研究项目,启动了高级调度中心和统一信息平台等智能电网试点工程。华北电网公司也开始进行智能电网相关的研究和建设,致力于打造智能调度体系,搭建智能电网信息架构,研发清洁能源关键技术。
6智能电网发展现状分析
国内外都相竞的投入大的人力物力来发展未来电网,但根据各国国情,所研究的重点及路径是不同的,我国智能电网建设总体分为三个阶段,明确指出制定技术和管理标准、加快特高压和城乡电网建设、建成坚强、资源配置能力优的智能电网。
6.1技术和管理
智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新方向,建立高速、双向、实时的技术平台是实现智能电网的基础。系统的安全稳定欲行、需求侧管理、分布式电源等是推进智能电网建设的原动力。在输、配、供、用方面如何保证电网的安全可靠运行是值得深刻研究的。
6.2特高压城乡电网建设
建设特高压电网是我国加快转变电网发展方式的必由之路,对保障国家能源安全和电力可靠供应、优化能源结构、提高能源效率、保护生态环境,具有十分重要的现实意义,我国能源资源分布特点及大规模可再生能源发展,迫切需要提升电网的资源优化配置能力,支撑国家能源战略实施。而如何加快城乡电网建设也是要考虑的问题。
6.3坚强、资源配置优
坚强可靠的电网架构是坚强智能电网的物理基础,是国家实施宏观能源战略、实现大范围优化配置资源、保障国家能源安全的基石,同时也是抵御多重故障、防止外力破坏和信息攻击、防灾抗灾的物质基础。我国能源资源分布特点及大规模可再生能源发展,迫切需要提升电网的资源优化配置能力,支撑国家能源战略实施。发展可再生能源是人类未来生存的希望,如何解决可再生能源的不可控性是个难点。
7智能电网势态问题浅淡与建议
7.1浅淡技术和管理智能电网
无论是传统电网还是智能电网,保证电力系统安全稳定始终放在第一位,未来的电网建设必是以这个为基石是不可否认的,然而保证电网安全系统稳定是一个系统工程,基本取决于下列几点因素:1)电网结构方面的因素。2)设备元件方面的因素。3)继电保护方面的因素。4)通信及信息收集系统方面的因素。5)运行人员方面的因素。6)运行管理方面的因素。事实证明电力事故是不可避免的,而怎样去把事故发生概率降低,尽量缩小事故范围及减少影响是我们重点研究的,综合以上几点,在此对智能电网建设技术和管理做两方面考虑。
在输配电方面,有以下几点:1)系统电压等级配置合理的分层。2)交流同步网规模适当的分区。3)区域主干网架结构形式,区域联网强弱,远距离输电电压、回路数和交直流输电方案的优化选择。4)电源结构和分布的优化。5)电力系统包括:电源、电网合理的充裕度及电力系统运行方式合理的选择。6)断路器开断性能的提高。7)灵活交流输电装置和潮流控制器的有效配置。8)未来超导限流器和储能器的应用。9)安全稳定三道防线的二次技术措施即通信、保护和自动装置、系统稳定器等正确配置和技术升级。
在供用电方面,有以下几点:1)建立强大网络技术,实现资源远程可控可配置。2)建立数字化信息集成处理系统,迅速采集信息处理障碍,提供更好更快服务。3)采用智能电表,实行浮动电价,实现互利。4)评估优化供配电电压等级,改善供配电电网结构,提供供电可靠率。5)有条件的实施高温超导供电,减小线损。6)构建适应分布式能源系统和新型交通工具的供电系统,实现供用双向互动和电力需求侧智能化管理。
7.2浅淡特高压城乡电网建设智能电网
加快特高压为主干和城乡电网的建设是我国电力发展的趋势。随着国民经济的持续快速发展和人民生活水平的不断提高,电力需求较快增长的趋势与现在相对落后的电网有极大的矛盾,而为了提升电网大范围优化配置能源的能力,建设以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网是满足这一要求的必然选择。特高压输电具有远距离、大容量、低损耗、高效率的优势,更是对我国资源及可再生能源基地的集约化开发利用有显著优化。同时,特高压电网可以提升电网抵御突发性事件和严重故障的能力,进一步提高电力系统运行的可靠性和稳定性,使坚强智能电网建设具备坚实的网架基础。特高压电网结构的建设必须遵循国民发展原则,实事求是,统筹规划,稳固为基础,循序渐进不可急以求成。城乡电网建设是电力电网的重要之一,也是智能电网的呈现。城乡电网建设和改造必须与当地国民经济的发展紧密结合,同步实施,以适应用电增长的需要,电力建设必须有超前意识,同时要立足当前,兼顾长远,不断提高城乡电网的供电能力,大力加强电网结构,逐步做到比例协调、布局合理、调度灵活、设施先进、安全可靠、电压合格和多供少损等优点。城乡电力设备的选择必须坚持安全可靠,技术先进、绿色环保,争取一步到位,达到20-30年基本不变的要求。
7.3浅淡坚强、资源配置优智能电网
大量实践已证明分布式能源系统的一次能源利用率比传统电网模式提高1倍多,也是改善能源结构,接纳可再生能源,提高电力供应安全保障有效途径。因此,我国智能电网的建设,要对原有电源结构和分布调整做好相应的规划,逐步加大分布式电源比例,互补改善加入可再生能源电力的质量,以达到更多应用可再生能源的目的。由于可再生能源的随机性、间隙性即不可控性,电网实时能量平衡已成为首要条件,通过下列的优化配置,达到供需实时能量平衡,从而解决保证电网电能质量与接受不可控再生能源间的矛盾提供基本条件。1)做好资源评价,掌握可再生能源特性,这样才可能以最低的经济代价达到有效的电力电量平衡。2)做好规划平衡,电源结构优化配置。规划平衡能有效、经济地达到资源优化配置。要充分利用现在系统中水电调节性能,科学规划水、风、太阳能电力出力特性互补调节,优先实施具有年多年调节特性的水电流域梯级开发,适度提高电力系统燃机热备用比例,努力实现需求侧智能管理。3)加速研究发展、优化配置储能装置。如:抽水蓄能、蓄冷蓄热、压缩空气、飞轮、超级电容器、超导储能器、各类电池等等各类规模特性不同的机械、电磁、电化学储能。
7.4看法和建议
根据目前我国实际情况,有几点看法和建议:1)密切跟踪和深入研究未来智能电网的新技术。2)发展特高压电网及其各级电网是目前中国电网建设的重点。3)目前智能电网相应技术的开发重点在输电网侧,但配电、用电侧的智能电网技术值得大家高度关注。4)应加强与国外的交流和合作。5)智能电网建设要根据实际的需求逐步进行。
6)智能电网建设要实行产品统一标准。7)应加强技术研究手段。
8结束语
未来的电网发展必须更加适应多种能源类型的发电方式的需要,更加适应高度市场化的电力交易需要。尽管智能电网的研究与实践还属于初级阶段,但是建设智能电网已经成为世界电力行业的美好愿望,研究制定好发展战略将为我国发电工业、电业工业、电器工业、信息技术工业、电子技术、通信技术提供新的经济增长点,将在未来的几十年为促进我国的就业,拉动国民经济增长、保护生态环境、改善能源结构、提高人民群众的生活水平做出积极的贡献。
参考文献
[1]张少军,王晗.建立我国未来电力市场的思考和建议[J].现代电力,2004,03.