盘点世界各国智能电网建设路线

2013-09-24 16:18:21 经济参考报　点击量：评论 (0)

随着智能电网时代的到来，世界各国的智能电网建设已经全面启动。在智能电网理念逐步成为业界共识的进程中，政府正成为建设新能源基础设施的主动力量，许多国家都确立了智能电网建设目标、行动路线及投资计

欧洲议会2009年通过了促进可再生能源利用的指令，规定到2020年欧盟地区的可再生能源供应量应达到全部能源供应量的20%。而欧盟15个成员国 (EU15)(2004年前欧盟的15个成员国)的可再生能源工业的目标是2020年可再生能源发电量达到总发电量的33%。在一系列能源政策的引导下，欧洲确定了分布式发电的发展方向。与之相适应的研究重点集中在动力与能源转换设备、资源深度利用技术、智能控制和群控优化技术以及综合系统优化技术上。其中，与电网相关的研究主要针对分布式发电系统的电网接入研究，以及解决分布式发电与现有电网设施的兼容、整合和安全运行等问题。

在英国，智能电网的探索方向是可再生能源发电和智能配电。英国能源公司计划建设的8.6GW潮汐发电工程，将成为世界上最大的潮汐发电站，并计划于2020年把利用风力发电获得的电力直接输入城市电网。

但是，可再生能源利用存在一个突出问题，就是目前得到广泛应用的太阳能和风能发电受气象条件影响严重，供应状况稳定性差，气象条件的任何变化都会立即导致发电量变化。在电力需求增加或供应下降时，电网频率有可能发生变化。当大型风电场的风速明显降低，或太阳能电站上空飘过一片云，电网频率可能会下降。若频率下降幅度达到1Hz，应急发电装置必须立即增加供电量;若电网频率下降幅度达到48.8Hz，欧洲电网运行管理中心必须切断部分线路的供电，这意味着一些地区会因此停电。

在英国电网中，典型的电能流向是从北向南，在低压用户端(电压为400V)有一定数量的家庭使用燃气热电联产机组或太阳能光伏发电装置、风力发电装置。虽然原来的输电网仍然存在，但是新建的输电网更多的是互动供电网络。互动住宅供电可以将住宅中剩余的电力逆向输入电网，这是英国电力法中已明确规定的运行方式。因此，电网公司面临着技术上的改进和创新(如需要双向保护等)，这种互动供电给电网的稳定控制和调度造成很大困难，不但给电网技术、体系、市场、管理等方面造成影响，而且对传统的供电、发电、输电、配电也是一种挑战。

同时，在用电负荷侧对电网稳定运行的要求进行响应，是近年来智能家电技术发展的新课题。以冰箱为例，冰箱与电网运行管理中心之间可以进行双向信息交换，在电网供需平衡出现异常时，冰箱的控制装置会立即做出响应，根据电网频率的变化幅度以及冰箱内各区域的温度，在完全不耗电或低耗电模式下运行。一般情况下，只要冰箱内相应区域的温度不高于规定范围，压缩机将处于停机状态。不同家电产品的需求响应模式有所不同，目前欧洲家电企业正在积极开发这类产品。

记者从欧盟经济和社会委员会了解到，在欧洲智能电网技术课题中，家用燃气热电联产装置并网技术的发展，将促进燃气热电联产装置的普及。

燃气热电联产装置的并网与太阳能光伏发电装置的并网有相似之处，两者均由电网末端向电网供电。燃气热电联产装置的优点在于，供电时间和功率更易控制。利用智能电网的信息交换功能，使用者可以规定家用热电联产装置向电网供电的时间和供电量。利用智能电网进行协调运行，能够实现双向的实时信息交换，更有利于提高电网的可靠性、电能质量和运行效率。

目前，法国政府鼓励家庭安装微型发电装置，如家用燃气热电联产装置。在利用燃料获得电能的过程中，通常需要先将燃料的化学能转换为热能。按照热力学原理，热能不可能全部转换为电能，发电过程必然产生副产品—热量。热电联产是对发电过程中产生的两种形式的能量—电能和热能均加以有效利用。家用燃气热电联产装置的典型运行方式是，将燃气转换为动力或直接发电，同时回收利用热能。因此，相对于大型发电设备而言，家用燃气热电联产装置的能源利用效率可以提高1倍左右。不过，目前英国家用燃气热电联产装置的安装数量仍然很少，还没有对英国电网运行造成明显影响。

与日本家用燃气热电联产机组主要采用内燃机为原动机的做法不同，欧洲的产品则更多使用外燃发动机为原动机，以斯特林