建设智能电网对保障能源安全、提升效率、优化能源结构、应对气候变化以及提升服务水平至关重要,部分国家已经将其纳入国家能源战略或者作为应对当前全球金融危机的重要策略。北美、欧洲等多个国家结合自身经济社会发展的特性,积极开展智能电网的研究与实践工作。
我国发展坚强智能电网主要源于以下四个考虑因素:
第一,发展中国家的基本国情。我国改革开放三十年来,国民经济高速发展。尽管面临国际金融危机冲击,但我国的经济社会发展基本面未发生改变,未来仍将处于高速发展的阶段。电力行业是国民经济基础产业,为经济社会发展提供能源支撑。预计至2020年,我国用电需求将高达7.7万亿千瓦时,发电装机容量将达到16亿千瓦左右,相当于现有装机容量的翻倍,为电力发展提供了广阔的空间。然而,由于我国的电网发展滞后,资源优化配置能力有限。所以,我国的智能电网首先应具备坚强的网络架构,以便实现大范围内的能源资源优化配置。坚强智能电网的建设应以坚实的网架为基础。
第二,国内能源资源需要大范围的优化配置。我国能源资源匮乏,能源资源分布与生产力布局严重失衡,能源远距离、大规模输送成为必然趋势。通过建设坚强的智能电网,可以推动电网环节新技术、新材料、新工艺的应用,有效提高线路输送负荷和灵活的运行控制,最大程度地提高能源输送效率,提升电网全局优化配置资源的能力;同时促进发电端先进、高效能发电技术的应用,提高发电设备综合利用效率,进一步降低一次能源消耗,推进能源的可持续发展。
第三,我国太阳能、风能等可再生能源需采用大规模集中开发路径。由于资源大都远离能源消耗中心,因此,应全面采用大规模集中开发模式,利用大电网实现全国范围内的消纳。构建强大的智能电网,标准化、智能化地实现可再生能源并网接入及运行控制,从而实现柔性接入及大规模、远距离传输。
第四,随着用户需求多元和供电可靠性要求的持续提升,坚强的智能电网可有效应对各类突发事件对于电力系统的冲击,即时、准确地预测和处理各种故障;同时,智能电网具备电网与电力用户双向互动功能,通过智能电表等高级计量体系,为用户提供实时电价、用电信息以及用电管理优化、能效诊断等增值服务。而且,智能电网通过引导用户高峰时段转用电量至低谷时段,有助于降低电力用户的电费,实现显著的社会和经济效益。
建立坚强智能电网的核心在于搭建坚实的电网网架结构。依据国家电网规划,未来将以大型能源基地为依托,加速建设由1000千伏交流和±800千伏、±1000千伏直流构成的特高压电网,构建更为稳固的网架结构。
目前,我国电网运行控制能力及调度技术装备水平已达国际领先水平;构建了全球实验能力最强、技术水平最高的特高压实验研究体系;国家电网信息系统建设的代表性成果为“SG186”工程。以上成就为智能电网的发展奠定了坚实的技术基础。