2.發(fā)展智能電網是推動能源變革和第三次工業(yè)革命的必由之路
從歷史進程看,建立在化石能源傳統(tǒng)利用方式基礎上的工業(yè)文明已經難以為繼,第三次工業(yè)革命應建立在可持續(xù)供應的能源基礎上。以電為中心轉變能源開發(fā)利用方式,已成為全球能源發(fā)展的戰(zhàn)略方向,今后的能源變革都將圍繞更清潔更經濟的發(fā)電、更安全更高效的配置、更便捷更可靠的用電展開,由可再生能源轉換而來的電能全面取代化石能源只是時間問題。
電力廣泛應用,必須依靠電網來實現(xiàn)。1886年,美國西屋公司建成了世界上第一個交流輸電系統(tǒng),從此世界電網遵循電壓等級由低到高、聯(lián)網規(guī)模由小到大、配置能力由弱到強、自動化程度越來越高的客觀規(guī)律快速發(fā)展,可劃分為三個階段。一是初級電網階段(從19世紀后期到20世紀中期),主要是基于早期控制技術、小機組發(fā)電技術,以低電壓、弱聯(lián)系為特征,以城市或局部區(qū)域電力配置為主的小型孤立電網。二是互聯(lián)電網階段(從20世紀中期到20世紀末),主要是基于現(xiàn)代控制技術、大機組穩(wěn)定發(fā)電技術、大規(guī)模遠距離輸電技術,以高電壓、強互聯(lián)為特征,具有全國或跨國電力配置能力的大型同步電網。三是智能電網階段(從本世紀初開始),基于新能源技術、分布式發(fā)電技術、大規(guī)模儲能技術、超遠距離超大規(guī)模輸電技術、信息網絡技術和智能控制技術的快速發(fā)展,世界電網進入智能電網發(fā)展階段。
未來的智能電網,是網架堅強、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動的“能源互聯(lián)網”。網架堅強,是指電網規(guī)劃科學、結構合理、安全可靠、運行靈活,適應風電、光伏發(fā)電、分布式電源大規(guī)模接入,適應供用電關系靈活轉換,具有強大的資源配置能力。主網架的電壓等級包括特高壓、超高壓、高壓等。廣泛互聯(lián),是指互聯(lián)既跨地域,也跨行業(yè)。洲際骨干網架、國家骨干網架、地區(qū)電網、配電網、微電網協(xié)調發(fā)展、緊密銜接,構成廣泛覆蓋的電力資源配置體系;電網、互聯(lián)網、物聯(lián)網等相互融合,構成功能強大的社會公共服務平臺;ヂ(lián)的廣泛性帶來了資源配置的廣泛性,既廣泛配置電力資源,也廣泛配置其他公共服務資源。高度智能,是指廣泛使用信息網絡、廣域測量、高速傳感、高性能計算、智能控制等技術,發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度六大環(huán)節(jié)高度智能化、自動化運行,自動預判、識別大多數(shù)故障和風險,具備故障自愈功能。開放互動,是指發(fā)揮電網的網絡市場功能,構建開放統(tǒng)一、競爭有序,在能源資源配置中起決定性作用的電力市場體系,促進用戶與各類用電設備廣泛交互、與電網雙向互動,能源流在用戶、供應商之間雙向流動。
智能電網是承載第三次工業(yè)革命的基礎平臺,對第三次工業(yè)革命具有全局性的推動作用。
一是推動能源開發(fā)方式變革。地球的可再生能源資源十分豐富。世界能源理事會估算,全球陸地風電資源超過1萬億千瓦,太陽能資源超過100萬億千瓦,還有豐富的海洋風能、水能、生物質能、潮汐、地熱資源,都可以轉化為電能加以利用。智能電網基于新能源發(fā)電技術和大規(guī)模儲能技術,對間歇式、不穩(wěn)定電源大規(guī)模接入的適應性更強,能支撐風能、太陽能大規(guī)模開發(fā),推動能源開發(fā)從化石能源向清潔能源轉變。同時,在智能電網中,千家萬戶都可以開發(fā)利用風能、太陽能,能源生產模式從以集中生產為主,向集中生產與分布式生產并重轉變。