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坚强智能电网发展方式及其效益研究（下）
2010-10-27
1.4加大各级电网的智能化建设，2020年基本建成坚强智能电网
加快各级电网的智能化建设，提高电网对扰动、攻击和自然灾害的抵御能力，降低电网大规模停运的风险；广泛使用数字信息和控制技术，提高电网运行的可靠性、安全性和运行效率；通过智能调度与监控，动态优化网络资源和运行；建设智能双向互动服务平台，开展双向互动用电服务，实现电网与用户的双向互动；开展分布式电源、电动汽车、储能元件及营销业务决策智能管理；建设用电信息采集系统及智能监控、智能量测系统等。
加强电网智能化建设具有以下效益：
（1）提升电力系统运行经济性。坚强智能电网通过构筑电源、电网与用户之间的友好互动平台，在分时电价等机制下，引导用户将高峰时段的用电负荷转移到低谷时段，降低高峰负荷，并通过调峰电源的有效利用，减少火力发电机组出力调节次数和幅度，提高火电机组效率，减少系统弃水、弃风，提高运行经济性。经测算，到2020年，坚强智能电网将使火力发电煤耗下降4-6g/（kW·h），发电成本下降1.0-1.5分/（kW·h）。每年可减少弃水电量约60亿kW·h[3]。
（2）提高电网设备利用效率，减少电网建设投资。智能电网能够充分利用供需两侧的各类资源来保障系统经济运行，有效管理输电和配电设施的负载，推迟和减少新建更多的电网设施。根据国网能源研究院电力供需实验室预测，2011-2020年，电网智能化可使全社会最高用电负荷下降约4900万kW，假设每下降1kW少建设1kVA变电容量，按3700元/kVA电网设备投资造价测算，可减少电网建设投资需求约1800亿元[3]。
（3）提升电网输送效率，降低线损。以远距离、大容量、低损耗的特高压电网为骨干网架的坚强智能电网，将大大降低电能输送过程中的电量损失；智能调度系统和灵活输电技术对智能站点的控制以及与电力用户的实时双向交互，也可以优化系统的潮流分布，提高输电网络的输送效率；同时，智能电网的建设将促进分布式能源的广泛应用，也可在一定程度上降低电力输送产生的网损。据分析测算，2020年坚强智能电网可减少线损约72亿kW·h，按平均每千瓦时电量消耗燃料的费用约0.216元计算，全社会将节约燃料费用约15.6亿元。
（4）提高终端用电设备的能源利用效率。通过智能交互终端，用户可根据自己的用电习惯、电价水平以及用电环境，给各种智能家电设备设定参数，进而提高终端用能设备的电能利用效率，实现节电。据分析测算，2020年坚强智能电网可节约用电量约445亿kW·h，按平均每千瓦时电量消耗燃料的费用约0.216元计算，全社会将节约燃料费用约96亿元。
（5）提高供电可靠性，减少停电损失。坚强智能电网借助智能化设备和先进技术能够实现配电自动化，各种传感器将实时监测电压、电流等电气参数和重要部件的运行状况，提供更为准确的电网健康状况信息。系统抵御故障的能力将极大地提高；当发生故障时，也可以将影响控制在最小范围，并使故障造成的损失最小化。据估算，2020年坚强智能电网可以使全社会停电损失减少约190亿元。
（6）改善电能质量。坚强智能电网通过安装在全网的传感器组件反馈信息，能够迅速识别电能质量问题，并准确提出解决电能质量问题的方案。初步估算，2020年坚强智能电网改善电能质量可带来经济效益约为31.6亿元。
（7）推动电动汽车发展，提高能源供应安全，实现节能减排效益。坚强智能电网为蓄电式交通工具的大规模使用提供了优化控制和服务平台。假定2020年在智能电网相关技术带动下，据有关部门研究，我国电动汽车拥有量将达到3000万辆；按照每辆电动汽车每年行驶1万km，3000万辆电动汽车每年可以减少汽油消耗约2250万t，减少CO2排放4800万t。
（8）促进新产品开发和新服务市场的形成，带动社会经济发展。除上述直接效益外，坚强智能电网的建设，可有效带动电气机械及器材制造业、金属冶炼及压延加工业、金属制品业等相关传统产业的发展，同时能够推动与智能电网相关的新能源、新材料、信息网络技术、节能环保等高新技术产业和新兴产业的发展。根据动态可计算一般均衡模型测算，2011-2020年，国家电网公司电网智能化建设可带动全社会相关行业产出增加约1.5万亿元，每年拉动就业14.5万人，增加居民劳动报酬约36亿元/年。
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2020年坚强智能电网发展情景及总体效益
2020年，全国将实现坚强的交直流互联，形成“三华”电网、西北电网、东北电网和南方电网4个同步电网，各同步电网间通过直流实现异步联网。“三华”受端电网形成强大的能源资源配置平台，为大规模接受区外来电创造了条件。可通过±800kV、±1000kV直流等先进输电技术，实现蒙古、俄罗斯、哈萨克斯坦等国外电力及我国新疆等电力的大容量输送；山西、陕西、宁夏煤电通过特高压实现向“三华”电网大规模送电；新疆、酒泉、内蒙古等地区通过风火“打捆”的方式，利用特高压外送通道向“三华”电网大规模送电。坚强智能电网发展情景下将实现大规模跨省跨区电力输送凹。清洁能源并网与协调控制技术进一步完善和提高，大容量储能技术实现突破，得到规模化应用，电网接纳清洁能源发电的能力大幅度提高，到2020年实现全国电网接入风电规模1.5亿kW、光伏发电2000万kW、抽水蓄能发电5300万kW，电网优化配置资源能力超过4亿kW。
智能化关键技术和设备得到广泛应用，通信和信息平台全面建成，输电、变电、配电、用电以及调度环节基本实现全面智能化，电网整体智能化水平大幅提高，有效促进电力系统运行效率、电网可靠性和电能质量的全面提升，到2020年，电能占终端能源消费比重较大提高，达到约26%。
电动汽车配套基础设施、智能用电小区/楼宇以及“多网融合”等新型用电服务全面展开，关键技术和设备不断得以完善与创新，新型商业模式得以建立并被广泛接受，智能电网产业链趋于完整，形成巨大的市场空间。
根据以上发展情景，2020年在坚强智能电网基本建成的情况下，除部分效益难以量化外，可以定量评估的环境效益、用电环节效益、电网环节效益、发电环节效益和其他社会效益合计约为1890亿元，具体构成如图1所示。
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政策建议
建设坚强智能电网，充分发挥电网在能源资源优化配置、服务国民经济发展中的作用，对我国经济社会健康、协调、可持续发展具有十分重要的现实意义。作为对我国产业技术升级、能源开发和利用方式转变有深远影响的综合工程，坚强智能电网建设需要电网企业、发电企业、设备制造、科研机构等相关单位的积极投入和广泛参与，需要政府的宏观引导和有力协调，需要集合各方力量共同推进。
3.1
将坚强智能电网发展规划上升至国家战略
建议国家将坚强智能电网规划纳入国民经济发展规划和国家能源战略，制定国家发展智能电网的战略目标，在国家总体战略目标下制定电源、电网、清洁能源等各项规划，并通过法律法规等保障措施，确保坚强智能电网规划目标的实现。
3.2
完善政策支持体系
建议国家制定、完善智能电网相关的财税支持政策体系。在科技项目研发、试验示范工程及推广应用等方面给予政策激励和税收优惠，在新能源消纳和经济补偿等方面制定全面均衡的配套政策。完善促进用户与智能电网实现互动的电价机制及相关政策等。
3.3
制定技术标准
建议国家加快智能电网相关技术标准的制定和实施。制定并严格执行清洁能源并网技术规定，明确有功调节、无功控制、低电压穿越等方面的技术要求；建立新能源发电设备检测认证体系；完善清洁能源并网运行规范与流程；研究制定电网、用户互动操作的标准和规范；建立电动汽车及其基础设施技术标准。
3.4
加快自主创新步伐
建议国家出台配套措施，加快推动坚强智能电网技术自主创新，带动相关产业升级和科技水平进步。通过创新发展，掌握智能电网领域核心技术，占领相关产业的技术制高点，提高我国智能电网技术的综合竞争力，变智能电网的发展机遇为经济发展动力，通过先进技术推动国民经济发展。
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[12]
国家环境保护总局环境规划院.我国发电环境空间研究 [R]. 2006.
作者：国网能源研究院 白建华 来源：《能源技术经济》2010年第10期
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