記者 王勃 劉全利 趙曉宇 通訊員 盛晨 吳磊 郝偉
編者按
智能電網一直是個熱點話題,同樣熱炒的還有農網改造,今年1月,國務院發出通知,決定實施新一輪的農網改造升級工程。那么,同樣熱度的兩個問題之間有什么聯系?這種聯系又能否互相促進呢?近期,中國電力網絡電視臺《中電觀察》欄目組,特邀電力專家來到浙江嘉興市,與海鹽供電局局長周之鳴一起,就相關問題進行了專題討論。
受訪嘉賓
國家發展改革委能源研究所研究員 吳鐘瑚
中國電力企業聯合會副秘書長 歐陽昌裕
國家電網北京經濟技術研究院副總經濟師 李敬如
國家電網嘉興海鹽供電局局長 周之鳴
改變日常生活的智能電網
儲建新是海鹽縣南塘琴苑小區的居民,從他家嶄新的家具可以看出,他剛剛經歷喬遷之喜。與其他新建小區不同,這里的居民家中,都多了一個電子觸摸屏。
這個掛在墻上的電子觸摸屏下面有一個小盒子,這些對儲建新的生活又有哪些改變呢?儲建新告訴記者,小盒子叫智能交互終端。有了它,自己就實現了智能化的用電生活?,F在,每天一下班,他在車里第一件事就是發出指令。
而另一端,他家里的電飯煲在接到指令后,隨即就會啟動電源。回到家后,熱騰騰的米飯已經蒸好。儲建新告訴我們,智能交互終端的功能還有很多。加入一個智能插座后,家里的燈、空調、電視、熱水器等,都能實現遠程控制。即便出現燃氣泄漏這種突發事件,智能交互終端都可以在第一時間通知業主。不僅如此,他還可以查詢每周的用電曲線,自己優化用電方案。
記者在浙江海鹽供電局了解到,目前海鹽縣已經有78戶居民享受到了這樣的智能用電生活。未來幾年,隨著智能電網建設速度的加快,越來越多的海鹽市民都將會用上這樣的電管家。
主持人:和其他地區的試點相比,南塘琴苑智能小區在智能化生活上有何特點?
周之鳴:人的生活肯定是第一位,要在家庭里面安裝智能終端,主要是解決生活中的一些不方便的問題。
李敬如:國家電網公司系統非常重視智能小區的試點工程,把它作為第一類試點工程中的頭一批工程。具體到海鹽這個小區,是把光纖到戶、用電信息采集和集中管理,即“三網合一”集成起來,這個“三網合一”跟其他試點還是有所區別。
吳鐘瑚:我看到了智能化的一個雛形,這個雛形我感受很深。原來我們討論的都是理念,現在我覺得智能電網已經來到了我們的身邊。
主持人:根據國家電網公司智能電網建設的10年規劃,8年以后的智能小區會是什么樣子?
周之鳴:在政府的主導下,我們以點帶面開始建設,在沿海發達地區可能會普及,至少在一定范圍內會普及。從海鹽的實踐可以看出,海鹽設立的那些網點,無論是地方政府的領導還是普通居民,都投票贊成,被整個社會所接受。
歐陽昌裕:到那時,人們就可以選擇綠色的電力了。因為智能電網可以最大限度地接受新能源,比如風電、太陽能等綠色能源;而且可以選擇更加便宜的電價。更重要的是,根據自己的經濟實力,居民可以選擇自己的用電方式。
農網改造應統一納入智能電網規劃
2010年7月,國家發展改革委在北京召開全國農村電網改造升級工作會議,拉開了新一輪農網改造的序幕。半年之后,2011年1月初,國務院再次召開常務會議,決定在全國實施農網改造升級工程。
對于新一輪的農網改造,相關人士建議,農網的此次升級,除了硬件設施的改造,還應該為智能電網鋪路,盡快把農網納入到智能電網的建設之中。那么,海鹽電網在智能化建設中,是否也注意到兩者的結合呢?在海鹽縣百步鎮橫港新社區記者看到,整潔的街道,默默訴說著杭州灣北岸這座濱海新城的經濟發展,而路邊一座小房子里的兩臺變壓器也引起了記者的注意。
這兩臺變壓器叫智能子母變,由兩臺315千伏安和200千伏安變壓器組成。是2010年初,海鹽供電局確定的19個智能電網研究項目之一。令人稱奇的是,這臺子母變可以根據區域用電負荷需求進行智能化調峰。負荷高時,兩臺變壓器同時運行;而負荷低時,則自動切換到其中一臺運行,一舉解決了“大馬拉小車”的困擾。
主持人:2010年11月,推進集約農網建設被嘉興電網納入到了“十二五”規劃當中,其中特別強調了綠色和低碳,農網改造與集約農網建設是什么關系?
周之鳴:集約農網包含兩個方面:一方面,我們把電壓序列進行優化。根據長三角的用電密度,我們經過論證和國網公司的批準,作為全國的試點在嘉興全面開展。另一方面,就是開展智能電網的研究。
在堅強智能電網下,我們加強了智能性,讓電網“聰明”起來,主要是在變、配、營銷、調度、通信、用電六個環節,對電網進行自動化控制和互動化的操作。
主持人:新一輪農網改造對智能電網建設是否也是助推器?
李敬如:智能電網不是一家能夠解決的,需要很多方面的合作,發電企業、設備制造商,特別是用戶要參與,單靠一家企業做不成。目前,農網改造是政府來推動的,這就為智能電網的建設打下很好的基礎。特別像海鹽,現在納入了整個市政府的規劃,這在國網公司系統是走在前面的。這兩個結合起來更高效,避免了重復投資。
吳鐘瑚:農網最大的一個問題是輸變電損耗比較大,但生物質能很多。將來要變成電力,上網售電,也通過智能電 網得到實現,讓農村也走向低碳、走向綠色,這是一個很好的發展方向。
周之鳴:農村的特點是農閑的時候負荷很低,農忙的時候負荷很高,但是要滿足需求,靠人工是不可能的,智能化是最好的一個解決方案。國網公司過去搞新農村電氣化改造,嘉興地區是第一個完成了地區級的新農村的電氣化改造。
目前,我們正在尋找電氣化后時代的智能化模式。
主持人:電網的序列優化和轉型升級與海鹽的智能電網建設是什么關系?
周之鳴:這兩個是一個很好的結合點。海鹽為什么能夠搞智能化?就是因為有EPON技術,有了EPON技術我們都能夠區分出去。使用了這個技術我不滿足,前年,我們還開發了一個3EPON技術,類似一個環網的技術,解決了很多問題。
我們目前正在讓電壓序列升級,探索現代的中壓、高壓的一個網架結構。按照計劃,以三個變電所為基礎,把所有的網架主干線做成集約的、生命線的網架。
我們的理念是劃區供電、分區供電、把它做成一個格式的網架,今后可靠性的倒換電源在支線上完成執行。
主持人:眾所周知,美國的智能電網在概念上和我國有所不同,中美兩國為何采用截然不同的智能電網建設模式?
李敬如:兩國電網的發展歷程不一樣,網絡本身的特點不一樣,管理模式也不一樣。美國電網相對比較成熟,他們的智能電網是以升級改造為核心的,我國還處于快速發展階段,建設更為重要。
吳鐘瑚:我國不能不考慮本國實際情況,建設幾大水電基地、煤電基地,要向負荷中心輸電,如果不用特高壓來進行輸送,用多回路的500千伏電路輸電就不夠經濟,智能化就要使資源配置更加合理。
周之鳴:我國的堅強智能電網,是一個立體的電網。原本是平面的電網,是省級供電,板塊理論供電。比如長江三峽的電發出來后,是先送江西,再送浙江。現在加了一個特高壓,解決兩個問題:一方面,省級電網如果出問題,可以用大動脈輸送。另一方面,在經濟性上,根據不同的需求進行供電,特高壓肯定最經濟。
在技術上,兩國共同的特點都是通過計算機技術手段達到供需平衡。西方電網的穩定性只要15%就可以,我國要達到30%。當然,供不應求則是另外一回事,我國如果降低到8%來控制,那么社會效益就會很大。
數字變電站只是智能化的過渡階段
配電是電力系統中與用戶直接相連的重要環節。自2009年下半年開始,嘉興電網就開始對轄區的變電站進行不同方式的智能改造。
海鹽縣武原鎮經濟開發區的城北變電所,一期工程投產于1995年6月,2002年8月,二期增容工程投產。按照計劃,今年10月,這座有著近20年歷史的變電所將進行智能化改造。那么,改造后的智能變電站與傳統變電站有哪些不同呢?為了了解其中的奧秘,記者來到了海鹽鄰縣的另一座數字化變電站——110千伏田樂變。田樂變是嘉興電力局自行設計、安裝,也是浙江省第一座數字變電站。從表面看,田樂變與傳統變電站并沒有很大差別,但內部卻擁有一顆更加智能的心。
事實上,與數字變電站相比,智能變電站除了動力的智能化,還體現在環境的智能化。在嘉興另一座500千伏變電站——汾湖變,記者也看到了一個神奇的機器人。這個身高1.2米、安裝了GPS衛星導航系統的機器人,是第一臺采用衛星導航和慣性智導相結合的變電站巡檢機器人,主要任務是對變電設備進行定期巡視和掃描,并隨時將采集到的運行數據進行存儲、分析和上傳。
后臺工作人員根據這些數據,就能及時處理變電設備出現的問題。
采訪中記者還了解到,目前,集全覆蓋、全采集、全費控的智能電網試點已經在海鹽武原鎮投運。按照規劃,在今年開始,海鹽供電局將分批對轄區的 變電站進行智能化改造。
主持人:在變電站智能化改造的過程中,智能機器人所起的作用是否就是環境的智能化改變?
周之鳴:機器人是智能化設備中的一個設備,不論是機器人、圖像還是感應設備,核心內容都是在線監測。海鹽現有的變電站已經改造成環境智能化,今后的改造是用機器人、傳感器,還是固定的圖像來監視,還要根據現場需求和項目的認證情況來決定。
李敬如:對于智能變電站來說,機器人不是必備的選擇。變電站是一個“點”的概念,目前的監測手段已經能夠覆蓋全站了,機器人只是一個備選的方案,需要經過技術鑒定和經濟比較之后,如果機器人更經濟、更高效才選擇的。
主持人:和環境智能化相對應的還有一個動力智能化的問題,田樂變是否就是動力智能化的一種表現?
李敬如:數字化變電站是進步的一個環節,但不等同于現在的智能化變電站,從覆蓋范圍、操作層次,包括集約化程度,都有很大差距。但和常規變電站相比,由數字化變電站改造為智能化變電站要容易得多。
歐陽昌裕:以我個人的判斷,在數字電網下的智能化才是最終模式,也是最理想的模式。只有數字化以后,智能化各種控制、調配才能更靈活、方便,也更經濟。
主持人:在變電站智能化改造的過程中,對設備系統控制和質量等級是不是有很大的考驗?
周之鳴:在智能化改造過程中,實際上是兩個改造。一是數字化的改造,二是智能化的改造,這是兩個大的系統。
具體到設備的改造,主要是傳感器的改造。現有的都是電池傳感器,肯定是不能適應數字化的需求。
吳鐘瑚:變電站的智能化還是技術上的一個最大提升。傳統的電子性能肯定不行,必須要用數字化的傳感器,這就需要克服很多障礙和困難。當然,這對提升整個變電站的技術和經濟指標都有很大作用。
主持人:有專家曾經提出,廠網分家以后,我們國家在配電側的建設一直薄弱,您如何評價這種觀點?
周之鳴:電是自下而上產生需求,上面的建設需要下游配套。而且,配網具有電壓低、電流大、面廣量大的特點。在這種現狀下,配網就需要加大投入,包括網架建設、超前規劃以及投入等問題,特別是電網建設的投資體制要走出來,低壓農網要改革。電價目前不動或動得很少。對于電網建設,彈性系數是大于1的,就是要超前投資。
吳鐘瑚:過去有人評價重發電不重用電,特別是220千伏以下的配網問題特別突出,這與過去的投資體制有關系,政府要支持這項工作,要正確引導,金融支持,都是必不可少的條件。
李敬如:薄弱問題不是廠網分開之后,而是在廠網分開之前就存在了。一方面,受資金的長期困擾;另一方面,也和建設困難相關。所以,政府一定要關注這個問題?,F在智能電網的建設開始后,對配網建設的促進作用應該比發電、輸電更大。
智能化將改變電網運營模式
2011年3月4日,從嘉興電網傳出消息,經過半年的調試運行,全國首家縣級八大智能電網之一的太陽能光伏并網發電系統正式投運。不久以后,儲建新家所在的南塘琴苑小區,也會安裝上太陽能光伏發電設備。這套發電系統總裝機1.5千瓦,工程完工后,一年可發電約1800千瓦時。那么,居民家中剩余的電能如何并網呢?奧秘還是那個電子觸摸屏。儲建新告訴記者,智能用電雙向交互服務技術是這個交互終端的核心。那么,海鹽又是如何解決光纖入戶所帶來的高成本問題呢?答案就是光電纜一體化分支箱。這個發明目前已經獲得實用新型和外觀設計兩項國家專利,由分支箱輸出的電纜使用了低壓寬帶載波技術,并借助居民樓原有低壓電力線路,作為信號通道進行用電信息傳輸。
除了在用戶工程中的智能化建設,作為一家基層供電企業,海鹽供電局在自身的運營模式上也進行了很多卓有成效的探索。2010年底,海鹽在全國率先實現了縣級智能電網集抄系統的全覆蓋?,F在,抄表工只要坐在電腦前按動鍵盤,就能了解全縣13萬戶居民的用電情況。
主持人:可以說,集抄系統優化了電力企業內部的人員配置,但對于用戶有什么好處?
周之鳴:集抄系統實際上是用電信息采集系統。對企業來說提高了效率,減人增效;對社會來說,社會效益提高,還有我們實行階梯電價的時候,就能夠更加公開公正公平,還可以隨時抄表。
李敬如:傳統的集抄系統就是一個獨立的環節,僅僅是為了減少人工,但海鹽這套系統,已經成為整個智能電網的一個環節。
主持人:在用戶工程中,電力企業應該如何解決最后100米的問題?
周之鳴:我們主要做的就是這方面的工作,把廣電、通信、互聯網以及電力線高度融合在一個空間里面送到用戶終端,來實現“三網融合、電力共輸”這樣一個模型。為了降低成本,海鹽采用電力載波代替光纖。
李敬如:這是一個非常復雜的問題,對于電力來說又是必不可少的,必須要解決最后100米的問題,對其他行業來說,也存在最后100米的問題,這些資源如果能夠綜合利用,對整個社會是一個很大的節約。
主持人:經濟增長快土地資源少,是海鹽的一個重要特征,這種特點是不是也迫使海鹽供電局必須升級自己的運營模式?
周之鳴:我們面對的是有限的資源、有限的空間。在海鹽,秦山核電站以及核電的輸出等,空中電網的架設量很大。這就勢必對我們提出電網集約化的發展方向。
李敬如:智能電網通過信息技術讓各個環節更為緊密,運行更為復雜,也收集了海量的數據。這么多的數據,以前逐層管理的模式肯定不行,所以必須改變運營模式。
主持人:據了解,海鹽供電局開發的智能交互技術曾經獲得國網公司科技進步一等獎,這項技術的價值主要體現在哪里?
周之鳴:主要解決居民家庭的問題,主要是六大功能:第一大功能是采集,水表、氣表、電表以及其他電量的、非電量的都能采集。第二大功能就是控制,通過不同手段的控制,遠程控制、自我控制、識字控制等。第三個功能就是報警功能,家里面防盜、氣密度、消防等,都可以向外發送信息報警。另外,還有三大服務功能:就是社會服務功能、社區服務和電力系統與用戶之間的告知服務功能。
當然,還有就是綠色能源的接入等待開發的新能源的容納等。
李敬如:如果沒有這項技術,可能不影響用戶現在的運行,但無法做到主動選擇。對發電也是如此,特別是清潔能源,都可以捆綁在一起,什么時候上網,什么時候儲能,都可以選擇最佳方式。
這是一個必不可少的技術,我覺得海鹽在這方面做得很成功。
智能電網將最大限度接納清潔能源
嘉興市位于長江三角洲的杭嘉湖平原腹地,是江、海、湖、河交匯之地。獨特的區位優勢,使這里的經濟始終保持高速發展,全社會用電量也急劇攀升。2010年,用電負荷是2005年的2倍。而在海鹽,2010年,全社會用電量也首次突破20億千瓦時大關。
快速發展的經濟,為智能電網的建設又能帶來哪些推動作用呢?2010年9月,海鹽供電局與中國電力科學研究院合作編制了“十二五”配電網智能化規劃。規劃透露,未來5年,海鹽配電網的智能化建設,將覆蓋變電、配電、用電、通信等四大環節,用于智能電網的投資將達到5億元。到2015年,海鹽預計將擁有10座110千伏智能變電站。與此同時,還將大力推廣智能化臺區、智能子母型變電站和智能用電小區的建設。
僅僅3個月后,海鹽供電局再次發布《十二五通信規劃》,該《規劃》以信息傳輸網和業務網為重點,詳細描繪了“十二五”期間,海鹽供電局通信網建設的藍圖。
主持人:“十二五”期間,海鹽供電局投向智能電網的投資達到5億元,這些資金是全部投向智能電網,還是將結合農網改造同步進行?
周之鳴:我們未來5年將投資5億元,具體結合“十二五”規劃,一起同步實施。其中,一部分資金用于建設智能電網的建設。
李敬如:從目前我們的規劃來看,智能化投資應該占10%~20%之間。我個人認為,隨著規?;纳a,智能化的設備造價應該是越來越低的,現在光纖的傳感器是普通的3~5倍的價位水平,實際上它應該比常規更便宜。因此,設備這個比重會逐漸降低。
歐陽昌裕:配網的改造和智能化的建設是密不可分的,投資中有多少比例是智能化的?這很難區分,一定是捆在一起的。
主持人:不遠的將來,呈現在我們面前的智能電網將是怎樣的?
李敬如:我看來未來的智能電網是這樣的:整個資源配置能力、安全水平、運行效率,用戶和發電側的互動水平將非常高,以特高壓骨干網架作為基礎,各級電網協調發展,分布式電網能夠非常方便地接入,針對用戶各類服務非常豐富的一個電網。
周之鳴:在智能化方面,有一個共同的目標,就是在“十二五”期間,要在變、配、營銷、調度、通信、用戶等幾個環節,智能化方面都達到一定的水平,成為全國第一個智能化的試點縣?!?/p>
責任編輯: 張磊