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聚焦城市电力:智能电网未来发展方向与挑战
[ 编辑:王诗媛 | 时间:2014-12-31 11:34:28 | 浏览:6940次 | 来源: 中电新闻网 | 作者:中国电力报 中电刘莹 郝思远 ]
      “城市必须不再像墨迹、油渍那样蔓延,一旦发展,他们要像花儿那样呈星状开放,在金色的光芒间交替着绿叶。”百年前帕特里克·格迪斯看似抽象的描述,却与今天“智慧、低碳、生态、宜居”的城市规划高度契合。目前我国智慧城市已经从概念走向落地,从试点走向普及。

  支持未来城市基础建设、引领智能产业发展、促进可再生能源可持续发展的智能电网,像花儿间金色的光芒那样,是智慧城市核心部分。“智慧城市驱动智能电网发展,智能电网推动智慧城市,协同配合,达到共赢。”北京电力科信部副主任黄仁乐这样形容两者关系。
 

  智能电网推动智慧城市建设
 

  广东深圳南山区西丽大学城内,国家超级计算深圳中心正有序运转,承担着华南、港澳台及东南亚地区大规模计算任务;天津宝坻一中郭老师通过“云课 堂”与宝坻八中和顺驰小学班主任们举行研讨会,互动流畅;北京左安门智能公寓李先生家,屋外电动汽车充电桩和风光互补路灯列成一排,屋顶光伏设备吸收清洁 能源,屋内随时能了解家电耗电情况……这样的“智能生活”不会只在电影里看到了,而上述情景中所涉及的信息与能源是智慧城市两大关键要素。建设新一代信息 基础设施,同时推进智能交通、智能管网等城市基础设施建设,形成高度一体化、智能化的新型城市基础设施,是智慧城市建设的核心。
 

  智能电网实现信息和能源同步传输,促进能源与信息技术深度融合,形成以能源、信息为支撑的坚强可靠、清洁环保、友好互动的能源管理网络。在实现 能源管理的同时,天然形成一种基础网络,这就是能源信息网,它将成为城市智能化重要途径。正如国网能源研究院副院长张玮介绍,智能电网,从发电侧来看,能 很好解决间歇性能源大规模接入电网这一问题。从用户侧来说,能跟用户实现良好双向沟通互动,特别是解决电动汽车的接入问题和用电问题。还能解决电网运营中 各种复杂干扰,这个过程中能够保持系统稳定运行。
 

  截至2013年底,国家电网已累计建成公司级智能电网试点项目29类298项、国家级智能电网项目32项,累计建成智能变电站843座,配电自 动化10千伏线路6185条,电动汽车充换电站400座、充电桩1.9万个,推广智能电表1.82亿只。国网公司的坚强智能电网战略进入全面建设阶段,大 量智能电网技术应用到城市各个领域,成为智慧城市强大支撑。同时,南方电网“十三五”规划提出,推广建设智能电网,到2020年城市配电网自动化率达到 80%;应用微电网技术,解决海岛可靠供电问题;适应新能源和电动汽车发展,确保2015年1000万千瓦风电、500万千瓦太阳能发电无障碍并网,建成 满足10万辆电动汽车需要的基础设施。
 

  智能电网让城市服务智慧化
 

  用户家中用电情况实时掌握,节能用电措施按需制定;抄表工将成历史名词,用户用电信息通过网线自动传输到   信息平台;电网故障自动隔离,远程修复……通过光纤到户和智能化配电站建设,这是上海电力公司智慧服务新模式。
 

  在北京延庆智能电网创新示范区,电力光纤到户可以承载智能电网配用电环节和“三网融合”,能够解决智能电网终端用户接入和未来大量用电信息交互问题的创新技术也备受瞩目。
 

  中新天津生态城智能电网综合示范工程,是国网公司首个进入实质性建设的综合示范工程。安全可靠、优质清洁、高效互动的能源供应体系和服务体系,提供了智能电网“可实行、可复制、可推广”的智能化思路。
 

  国网能源研究院智能电网研究所所长张义斌认为,智能电网可以丰富市政、交通等服务内涵。围绕用电信息采集,智能电网可以搭建燃气、自来水、智能 小区、智能家居的平台,形成能够管理网络、公共服务设施和基础网络支撑的城市智能化发展,带给我们更多变化。“电,可以触及千家万户每个角落。所以,有电 的地方,利用智能电网不仅可以实现通信,还可以更有效地整合资源。把输电线路和光纤结合在一起,构建城市公共的网络服务平台,各行各业都可以在这个平台上 更便捷地搭建专有的信息系统。
 

  国网电科院国电通策划总监吴新玲表示:“智能电网通过提供丰富的公共服务,将促使城市服务内容更广泛,极大丰富智慧城市服务内涵。”智能电网基 于光纤低压复合电缆的电力光纤到户,带来了三表抄收、家庭安防、家电控制等智能业务,同时以双向互动模式,提供家庭服务、影音娱乐、商务应用及信息资讯服 务,为用户带来便捷安全多姿多彩的智能生活。依托信息化手段,对居民的服务更加及时,使城市公共服务水平得到提升。智慧城市建设,必将朝着更环保、更科 学、更高效的方向发展,而智能电网将在智慧能源、智慧交通、智慧市民服务等多方面为城市服务的发展提供强有力支撑。如清洁能源接入、电动汽车充换电服务、 互动化营业厅、智能家居等方面为用户提供更优质的用电服务。
 

  智能电网让城市绿色更浓
 

  浙江嘉兴麻建美家屋顶上,25块太阳能电池板整齐划一排列,每块都有专用线路连接,阳光下,太阳能汇集到汇流箱和逆变器中,将光伏板接收太阳能产生的直流电转换为家庭使用的交流电。
 

  嘉兴秀洲区新塍镇戚家浜社区里,50多岁的老王正在向社区咨询如何安装太阳能电板:“看到别人家在屋顶装上太阳能电板,不仅开空调不心疼,而且 每月电力部门还‘倒贴’电费,我们也心动了。”促进城市绿色发展,是智能电网支撑智慧城市的重要内容。智慧城市发展需要清洁能源。中国可再生能源学会理事 长石定寰在接受采访时表示:“智能电网建设可让远距离清洁能源利用成为现实,使分布式清洁能源利用更加便捷。”先进的智能电网技术让城市节能减排走向精益 化,让城市绿色交通走进你我生活。集中式绿色数据中心,可以降低城市能源负荷,减少碳排放,同时有助于消除行业信息壁垒,优化资源配置。智能   电网建设对确保城市减排目标的实现具有巨大的支撑作用。石定寰表示,预计未来十年,智能电网建设可推动实现CO2累计减排约105亿吨。智能电网将以能源 和清洁技术应用等智能化手段,实现城市智慧能源管理,形成覆盖城市生活、生产、运行的智能能源服务网络,接纳新能源、减少能源消耗、缓解能源压力、助推城 市低碳、绿色、可持续发展。
 

  智能电网未来发展与挑战
 

  智慧城市建设并非一蹴而就,智能电网建设也是系统和长期的工程。“能否更多地接入新能源电力,允许用户以各种环保的方式随时向电网反馈电力,从 而减少对化石能源的消耗;如何实现大规模接入和分散接入两种并举等问题是智能电网未来发展趋势。”国网电力科学研究院研发中心主任杨志宏主任表示。
 

  杨志宏指出,通过新能源发电功率预测、电网实时优化调度、微电网协调运行控制等多层级的运行控制技术,来实现新能源的最大化利用。
 

  同时,分布式发电与多元化负荷快速发展,给智能电网建设带来了挑战。预计到2020年,我国各类分布式电源总容量将达到18350万千瓦,电动汽车总量达500万辆。分布式电源快速发展,电动汽车、储能装置等新型用电负荷大量接入推动了智能配电网建设的形态转变。
 

  北京电力公司调度专业首席工程师张凯表示,主动配电网是分布式电源大量接入的重要出路。主动配电网是智能电网中的一个前沿分支,福建海西厦门岛 主动配电网示范工程目前已经建成具有态势感知下的主动调节能力,在安全、可靠、优质、高效、兼容、互动方面的效益优势突出,并支持分布式电源的大量接入、 即插即用和100%全额消纳,实现能量互动、用电信息互动。南方电网科学研究院院长饶宏表示:“通过3C技术 (计算机技术、通信技术、控制技术)提升改造传统电网,提高电网资产利用率,可靠促进新能源和电动汽车接入,提高供电可靠性和电能质量,低碳环保。”国网 能源研究院电网发展综合研究所副所长黄瀚表示,就智能电网而言,我国的研究与实践达到了国际先进水平。
 

  但对于智能电网在智慧城市发展中的定位,智能电网融入并支撑智慧城市建设方面,还存在着一系列问题。从智慧城市建设现状可以看出,智慧城市对信 息化关注程度最高,也重点关注了交通和公共服务等领域。但目前,智能电网在智慧城市建设中的重视程度不够,一方面缺乏统筹规划,智能电网对智慧城市发展支 撑作用没有充分体现,另一方面智能电网关键技术还需不断完善,如提升智能配电网技术实现分布式电源更安全可靠地接入,提升电力光纤到户技术更有效地支撑 “三网融合”等。
 

  智能电网是智慧城市发展的基础,智能电网的各项技术遍布智慧城市的各个领域,支撑智慧城市的发展。充分利用和发掘智能电网综合服务平台的作用,形成凝聚各方合力、达成广泛共识的发展模式是智慧城市和智能电网发展共同面临的机遇和挑战。

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