電力廣泛應(yīng)用,必須依靠電網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)。1886年,美國(guó)西屋公司建成了世界上第一個(gè)交流輸電系統(tǒng),從此世界電網(wǎng)遵循電壓等級(jí)由低到高、聯(lián)網(wǎng)規(guī)模由小到大、配置能力由弱到強(qiáng)、自動(dòng)化程度越來越高的客觀規(guī)律快速發(fā)展,可劃分為三個(gè)階段。一是初級(jí)電網(wǎng)階段(從19世紀(jì)后期到20世紀(jì)中期),主要是基于早期控制技術(shù)、小機(jī)組發(fā)電技術(shù),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(wǎng)。二是互聯(lián)電網(wǎng)階段(從20世紀(jì)中期到20世紀(jì)末),主要是基于現(xiàn)代控制技術(shù)、大機(jī)組穩(wěn)定發(fā)電技術(shù)、大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸電技術(shù),以高電壓、強(qiáng)互聯(lián)為特征,具有全國(guó)或跨國(guó)電力配置能力的大型同步電網(wǎng)。三是智能電網(wǎng)階段(從本世紀(jì)初開始),基于新能源技術(shù)、分布式發(fā)電技術(shù)、大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)、超遠(yuǎn)距離超大規(guī)模輸電技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能控制技術(shù)的快速發(fā)展,世界電網(wǎng)進(jìn)入智能電網(wǎng)發(fā)展階段。
未來的智能電網(wǎng),是網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動(dòng)的“能源互聯(lián)網(wǎng)”。網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng),是指電網(wǎng)規(guī)劃科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、運(yùn)行靈活,適應(yīng)風(fēng)電、光伏發(fā)電、分布式電源大規(guī)模接入,適應(yīng)供用電關(guān)系靈活轉(zhuǎn)換,具有強(qiáng)大的資源配置能力。主網(wǎng)架的電壓等級(jí)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(wǎng)架、國(guó)家骨干網(wǎng)架、地區(qū)電網(wǎng)、配電網(wǎng)、微電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展、緊密銜接,構(gòu)成廣泛覆蓋的電力資源配置體系;電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等相互融合,構(gòu)成功能強(qiáng)大的社會(huì)公共服務(wù)平臺(tái);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(wù)資源。高度智能,是指廣泛使用信息網(wǎng)絡(luò)、廣域測(cè)量、高速傳感、高性能計(jì)算、智能控制等技術(shù),發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六大環(huán)節(jié)高度智能化、自動(dòng)化運(yùn)行,自動(dòng)預(yù)判、識(shí)別大多數(shù)故障和風(fēng)險(xiǎn),具備故障自愈功能。開放互動(dòng),是指發(fā)揮電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)功能,構(gòu)建開放統(tǒng)一、競(jìng)爭(zhēng)有序,在能源資源配置中起決定性作用的電力市場(chǎng)體系,促進(jìn)用戶與各類用電設(shè)備廣泛交互、與電網(wǎng)雙向互動(dòng),能源流在用戶、供應(yīng)商之間雙向流動(dòng)。
智能電網(wǎng)是承載第三次工業(yè)革命的基礎(chǔ)平臺(tái),對(duì)第三次工業(yè)革命具有全局性的推動(dòng)作用。
一是推動(dòng)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(huì)估算,全球陸地風(fēng)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(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、潮汐、地?zé)豳Y源,都可以轉(zhuǎn)化為電能加以利用。智能電網(wǎng)基于新能源發(fā)電技術(shù)和大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù),對(duì)間歇式、不穩(wěn)定電源大規(guī)模接入的適應(yīng)性更強(qiáng),能支撐風(fēng)能、太陽能大規(guī)模開發(fā),推動(dòng)能源開發(fā)從化石能源向清潔能源轉(zhuǎn)變。同時(shí),在智能電網(wǎng)中,千家萬戶都可以開發(fā)利用風(fēng)能、太陽能,能源生產(chǎn)模式從以集中生產(chǎn)為主,向集中生產(chǎn)與分布式生產(chǎn)并重轉(zhuǎn)變。
二是推動(dòng)能源配置方式變革。經(jīng)過上百年開發(fā),世界許多國(guó)家的能源基地與負(fù)荷中心的距離越來越遠(yuǎn),風(fēng)能、太陽能資源也主要集中在遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的嚴(yán)寒、酷熱及沙漠、戈壁等地區(qū)。智能電網(wǎng)基于超遠(yuǎn)距離超大規(guī)模輸電技術(shù),能源配置范圍更廣、能力更強(qiáng),只有通過智能電網(wǎng)才能實(shí)現(xiàn)這些能源基地的大規(guī)模開發(fā),實(shí)現(xiàn)能源從就地平衡向大范圍優(yōu)化配置、更大范圍統(tǒng)籌平衡轉(zhuǎn)變。
三是推動(dòng)能源消費(fèi)方式變革。隨著分布式電源加快發(fā)展,越來越多的用戶擁有能源供應(yīng)商與消費(fèi)者的雙重身份,發(fā)用電關(guān)系靈活轉(zhuǎn)換。智能家電廣泛普及后,用戶的智能用電和互動(dòng)服務(wù)需求越來越高。傳統(tǒng)電網(wǎng)的電力流只能從供應(yīng)側(cè)向需求側(cè)單向傳輸,難以適應(yīng)這些新的需求。只有基于信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能控制技術(shù)的智能電網(wǎng),才能適應(yīng)能源消費(fèi)的新變化,推動(dòng)能源消費(fèi)從單向接收、模式單一的用電方式,向互動(dòng)、靈活的智能化用電方式轉(zhuǎn)變。