蒙定中
原電力部生產司教授級高工、國際大電網委員會CIGRE和美IEEE會員
2015年6月30日前言
我國應大力發展新能源接入,包括風電和太陽能發電,由於它們是來風、有光才能發電,從多年運行實踐證明,必須有相適應的調峰設施才能避免大規模的棄電。
關于智能電網,國際上沒有統一的定義,其實《智能》是科學技術上的有效智識和解決能力,可以采用智能技術來研究改迸電網的運行和規劃,包括一次方面電源和各級電壓電網,也包括二次方面自動保護控制技術和通信信息技術, 但不是《智能電網》。上世紀歐美創辦的《智能電網》是采用先進的傳感技術、通信技術和控制技術, 而與能源、電廠、電網的結構無關。
一.新能源接入
2014年我國風電并網容量達8805萬千瓦,2015年居世界首位,占全國裝機的6.9%,主要集中在東北、華北和西北,約共占88%。但其年利用小時居世界末位,說明風電發展問題嚴重,2014年全國風電利用小時僅為1893,2015年一季利用小時水平基本不變,棄風嚴重;關鍵是在電源結構上缺調峰電源配合。 歐洲西班牙、德國、丹麥風電并網裝機占全國裝機比例較高,而且其應用率也較高,因有相應調峰電源配合。國網公司提出風火打捆,要求配裝1.6~2倍于風電的大容量火電機組,以提高輸電通道效益,解決風電隨機性給電網的沖擊,結果迫使大容量火電機組深度調峰,完全違背了節能減排原則, 既不科學又不可行。
2014年我國光伏裝機裝機達2805萬千瓦,2015年一季新增504萬千瓦,累計裝機達3309萬千瓦。太陽能發電有兩種技術:[太陽能熱發電]是將太陽能→熱能→機械能→電能;另一是「太陽能光伏發電」,使用半導體光電器件將光能→電能。對光伏發電有兩種布局:一是集中式的光伏電站,政府計劃在青海、甘粛、新疆、內蒙古、西藏、寧夏、陜西、云南以及華北、東北的部分適宜地區,并和水電、風電結合互補,計劃到2015/2020年建設一批1000/2000萬千瓦集中式并網光伏電站,對此應考慮同時裝設有相應的調峰設施作為批準的必要條件,否則就不可行。二是分布式光伏發電應優先開發分散/分布型,在城鎮住宅、工業、經濟、公共設施等建筑屋頂建設分布式光伏發電自用,也可供熱自用,這是當前全球應用最廣泛,因其經濟性、穩定性、靈活性優勢突出,在德國、荷蘭、意大利、美國等大量應用。我國計劃到2015/2020年建設共1000/2700萬千瓦分布式光伏發電, 可能不足。在建設地點排序上,光伏發電要優先近負荷中心,也應配合相適應的調峰設施。
二.智能電網發展研究
2003年美國政府在《電網—2030》規劃中首先提出了《智能電網》的戰略構思,其后進行了大量的技術研究、工業示范、社會試點直至局部商業化運營,現己成為美國政府的重要國策。2005年歐盟將《智能電網》上升到國家戰略地位開展研究。美國能源部關于《智能電網》定義表述為:《智能電網》是采用先進的傳感技術、通信技術和控制技術來保證更為高效、經濟和安全地發電、輸電和供電的現代電網,它集成了從發電、輸電和配電以及用電設備領域的大量有益于社會的創新技術和手段,以滿足不斷變化的未來社會需求。
但是從半個世紀世界電力發展和運行經歷論證,為什么美歐電力系統的重大停電占世界首位,因為它們發展的《智能電網》祗是針對電力工業的專門傳感技術、通信技術和控制技術。其實《智能》是科學技術上的有效智識和解決能力,本來可以采用智能技術來研究改迸電源/電網結構、規劃和運行,包括一次方面各種電源和各級電壓電網,也包括二次方面自動控制保護技術和通信信息技術,這才是全面保證電力系統安全經濟發供用電的關鍵。由於美歐發展的《智能電網》沒有針對和解決這一重要的關鍵,所以美國至今未能解決造成世界最嚴重大停電的電網結構分區不足又龐大自由聯網問題,但歐洲原為世界最寵大的交流電網已開始以直流隔離逐步分區,將從電網結網徹底解決重大停電問題了。
半個世紀以來,為什么中國(除臺灣外)從不發生重大停電?因為通過上世紀中國210次電網事故和世界特別是美國重大停電的研究,有針對性的在1981年頒發了《電力系統安全穩定導則》又實行了全國保護控制技術四統一,而且30多年來已按四統一原則發展更先進的電子保護、自動控制、傳感和通信技術。因此,從我們的實踐經驗和實事求是的科學態度,中國的智能技術發展早已包括解決最重要的電廠/電網結構問題, 同時又解決更先進的電子保護、自動控制、傳感和通信技術, 才成為世界電力最安全的國家。至於僅片面發展傳感技術、通信技術和控制技術的《智能電網》技術可供參考,但不能作為依據。
劉振亞著《中國電力與能源》書(181頁)稱“對我國來說,智能電網應以特高壓電網為骨干網架” ,將歐美主要是采用先進的傳感技術、通信技術和控制技術的《智能電網》來為特高壓電網開路,所以我們不應為《智能電網》迷路。
責任編輯: 中國能源網