??? 張建華，華北電力大學(xué)輸配電系統(tǒng)研究所所長、科技部973計劃能源領(lǐng)域?qū)＜易稍兘M成員

??? 中國能源報：您最近研究的幾個課題都與智能電網(wǎng)有關(guān)，能簡單介紹一下嗎？

　　張建華：最近承擔(dān)了幾個課題，如國家科技部“863”計劃項(xiàng)目“分布式電源和微型電網(wǎng)的接入、控制和保護(hù)”，微型電網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)有較大區(qū)別，也是智能配電網(wǎng)的一個組成部分。我們正在進(jìn)行智能電網(wǎng)規(guī)劃平臺的開發(fā)，電網(wǎng)建成之后可靠性提高多少？供電能力和轉(zhuǎn)供能力在多大程度上得到改善？新能源如分布式電源的接入怎樣布局，如何應(yīng)對和監(jiān)控？其接入標(biāo)準(zhǔn)和原則應(yīng)怎樣考慮？這些問題都納入到了規(guī)劃平臺之中。與過去相比，規(guī)劃平臺更多考慮了分布式電源接入的因素。這些工作應(yīng)該說跟智能電網(wǎng)多少都有些關(guān)系。此外我們在城市電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)的安全評價和應(yīng)急機(jī)制建設(shè)等方面也承擔(dān)了不少企業(yè)和政府委托的科技項(xiàng)目。

　　中國能源報：國網(wǎng)提出的“統(tǒng)一堅強(qiáng)智能電網(wǎng)”與歐美電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展思路有何區(qū)別？

　　張建華：按照國網(wǎng)的提法，“統(tǒng)一堅強(qiáng)智能電網(wǎng)”是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的、具有“四化”功能的堅強(qiáng)電網(wǎng)。“四化”的概念就是指電網(wǎng)的數(shù)字化、信息化、自動化、互動化，這是一個比較大的概念和框架。歐美智能電網(wǎng)的概念與此有一定區(qū)別，像美國GRID2030計劃，其主要的目標(biāo)是要建設(shè)一個堅強(qiáng)的電網(wǎng)，提高服務(wù)水平。GRID2030計劃從三個方面來達(dá)到目標(biāo)，一是提高電網(wǎng)的可靠性，二是降低電網(wǎng)運(yùn)行的損耗，三是充分利用可再生能源。大規(guī)模可再生能源如風(fēng)電、太陽能發(fā)電等的接入會對電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行造成一定沖擊，這就需要提高電網(wǎng)的抗沖擊能力和應(yīng)對新能源接入的可靠性水平。從配電網(wǎng)的角度來講，要提高用戶的用電質(zhì)量，必須實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)和用戶之間的互動。美國在主干電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展方向上強(qiáng)調(diào)了超導(dǎo)輸電技術(shù)的應(yīng)用，該計劃預(yù)計在未來二、三十年內(nèi)超導(dǎo)技術(shù)能夠獲得突破性進(jìn)展，在美國建成實(shí)用化的超導(dǎo)電網(wǎng)。當(dāng)然建設(shè)超導(dǎo)電網(wǎng)的主要目的是節(jié)能，其可行性還值得研究。

　　中國能源報：從技術(shù)上來講，目前我國發(fā)展智能電網(wǎng)所要突破的難點(diǎn)在哪？

　　張建華：這要看我國智能電網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)是什么。如果像美國的GRID2030計劃那樣發(fā)展超導(dǎo)電網(wǎng)，就應(yīng)該在技術(shù)上有質(zhì)的飛躍，是電力史上的一場革命。按照目前我們國家的智能電網(wǎng)發(fā)展計劃，在技術(shù)上并沒有太多的障礙。

　　從長遠(yuǎn)的目標(biāo)來看，分布式電源一定要解決儲能問題，大容量的儲能關(guān)鍵技術(shù)若不能得到解決的話，對可再生能源的利用會有較大影響。國家支持的基礎(chǔ)研究中，儲能技術(shù)是非常重要的一環(huán)。要妥善解決風(fēng)電、光伏發(fā)電的波動性和隨機(jī)性對電網(wǎng)運(yùn)行造成的影響，使可再生能源順利接入電網(wǎng)，儲能技術(shù)是必須克服的難點(diǎn)。

　　同時我們應(yīng)積極關(guān)注美國等發(fā)達(dá)國家超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，美國GRID2030計劃提出，2030年在全美建成超導(dǎo)電網(wǎng)，由此可以推斷超導(dǎo)技術(shù)的突破應(yīng)該在不遠(yuǎn)的將來能夠?qū)崿F(xiàn)。

　　在主干電網(wǎng)的智能化方面，需要深入開展廣域測量技術(shù)的應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行工況進(jìn)行實(shí)時的動態(tài)監(jiān)控。在柔性輸電方面，電力電子技術(shù)的應(yīng)用可以大幅度提高電網(wǎng)的控制水平和安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。國內(nèi)目前在進(jìn)行這些靈活交直流輸電裝置的研發(fā)工作，還沒有大規(guī)模的應(yīng)用，而且設(shè)備也比較昂貴。

　　中國能源報：上海世博園區(qū)正在開展智能電網(wǎng)的試點(diǎn)工作，請問智能電網(wǎng)規(guī)劃在傳統(tǒng)電網(wǎng)基礎(chǔ)上將增加哪些新內(nèi)容？

　　張建華：電網(wǎng)的智能化工作我們在幾年前就已經(jīng)展開，只是沒有提升到智能電網(wǎng)的高度，如我校教師研制的調(diào)度機(jī)器人，實(shí)際上就是調(diào)度智能化的雛形；此外像電網(wǎng)的故障診斷、應(yīng)急處理、自動抄表等都是智能化電網(wǎng)的一部分。智能電網(wǎng)的試點(diǎn)工作，應(yīng)該解決綠色能源的大規(guī)模應(yīng)用問題。這包括分布式能源如風(fēng)電、太陽能等的接入問題、接入之后的監(jiān)控問題和發(fā)生故障后的保護(hù)問題、分布式電源與主電網(wǎng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行問題等。智能電網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)決定了其策略和側(cè)重點(diǎn)也將有所不同。

　　總的來說，智能電網(wǎng)規(guī)劃將涉及到以下幾個問題：一是調(diào)整原來電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，新的規(guī)劃要充分論證網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的合理性。過去我們的一些電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不太合理，如供電范圍、供電半徑、設(shè)備選型等都沒有考慮到未來20～30年負(fù)荷的發(fā)展，這些問題在規(guī)劃時將充分考慮。

　　二是分布式電源的接入問題，分布式電源是歐美智能電網(wǎng)發(fā)展的一個重要基礎(chǔ)。

　　三是全面提升配電網(wǎng)監(jiān)測和控制的智能化水平。目前主電網(wǎng)的監(jiān)控手段已經(jīng)非常先進(jìn)，如光纖通信、無人值守變電站、數(shù)據(jù)自動采集等，但是配電網(wǎng)的監(jiān)測控制水平還較差。配電網(wǎng)通信的重要性在于，它能采集到配電網(wǎng)末端的信息，從而使配電網(wǎng)達(dá)到可觀可控的狀態(tài)。美國目前在底特律等三個城市進(jìn)行“百萬級節(jié)點(diǎn)”配電網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的試點(diǎn)工作，該系統(tǒng)能夠使處于配電網(wǎng)末梢的每個用戶信息都處于“可觀”狀態(tài)。我國目前尚不能達(dá)到這種水平，一般配電網(wǎng)信息的監(jiān)測只能達(dá)到變電站的10kV出線側(cè)，在10kV的末端只有計量電費(fèi)的電表，不具備實(shí)時反饋功能。因此智能電網(wǎng)建設(shè)的很大一部分工作將是搭建配電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)，完善數(shù)據(jù)的監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控。從技術(shù)上來講這并不難實(shí)現(xiàn)，但由于配電網(wǎng)點(diǎn)多面廣，所需要的資金投入是非常巨大的。因此只有在資金允許的情況下，才能全面解決配電網(wǎng)的通信和數(shù)據(jù)采集等問題。

　　中國能源報：從政策層面上來說，發(fā)展智能電網(wǎng)應(yīng)做好哪些政策支持？

　　張建華：一方面要理順電價機(jī)制，電力作為特殊商品，具有天然的壟斷性，電力市場的改革也一直進(jìn)展緩慢。

　　我們以前提出提高用戶的用電可靠性，但可靠性沒有電價的支撐。在新加坡、美國等國家，供電可靠性與電價密切相關(guān)，優(yōu)質(zhì)優(yōu)價。

　　國家要推動新能源的發(fā)展，需要在新能源接入和電網(wǎng)自身的利益上求得平衡，因此需要有政策的合理引導(dǎo)。像目前對太陽能發(fā)電，政府有相應(yīng)補(bǔ)貼，但還沒有針對電網(wǎng)的激勵機(jī)制，這實(shí)際上影響了電網(wǎng)接納新能源發(fā)電的積極性，因此需要有政策的合理引導(dǎo)。

　　新能源發(fā)電具有較大的波動性，會對電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行形成較大沖擊。電網(wǎng)在接納這些電能時要對這種波動進(jìn)行調(diào)節(jié)，這就需要火電或其他常規(guī)機(jī)組留有足夠的備用。

　　以風(fēng)電為例，風(fēng)電是清潔能源，但從電網(wǎng)角度來看，風(fēng)電的波動性和隨機(jī)性實(shí)際上是對電網(wǎng)供電質(zhì)量的“污染”。因此大規(guī)模風(fēng)電的接入對電網(wǎng)供電可靠性、潮流分布等都有較大的影響。

　　如果風(fēng)電滿發(fā)，那么火電等其他常規(guī)機(jī)組必須留有一定的熱備用，一旦沒風(fēng)時能夠馬上提高出力，保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。這種熱備用必須足夠，才能保證不會在風(fēng)電并網(wǎng)后由于其波動性對用戶造成影響。在歐洲也有類似的情況。有專家認(rèn)為新能源發(fā)電上網(wǎng)占總?cè)萘康?0%左右將會對電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生較大影響，并且必須為新能源發(fā)電留有足夠的備用。

　　熱備用意味著火電等常規(guī)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益將有所下降，這種損失怎么補(bǔ)償目前還沒有相關(guān)的機(jī)制。當(dāng)然從節(jié)能角度來講，或者說從國家利益層面來看，利用常規(guī)機(jī)組的熱備用來多發(fā)風(fēng)電和太陽能光伏發(fā)電是合理的。

　　從投資角度來講，智能電網(wǎng)的投資涉及到社會投入和產(chǎn)出的問題，即付出多少和得到多少回報的問題。智能電網(wǎng)的建設(shè)將降低一次性能源資源的消耗，這要求電網(wǎng)企業(yè)乃至全社會都有參與其中的積極性，充分利用可再生能源。但電網(wǎng)企業(yè)乃至全社會參與其中都有一個利益考量的問題，比如說電網(wǎng)企業(yè)可能很難承擔(dān)接入大規(guī)模可再生能源所需付出的代價，但在發(fā)展電動汽車等項(xiàng)目中又有積極參與的動力，因?yàn)楦嗟碾妱悠囃度胧褂靡馕吨佑驼緦⒅饾u被充電站所替代，因此也就成了電網(wǎng)公司的利益增長點(diǎn)。

　　專家簡介

　　張建華，華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，輸配電系統(tǒng)研究所所長，科技部973計劃能源領(lǐng)域?qū)＜易稍兘M成員，中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會電氣工程委員會委員，全國石油和化學(xué)工業(yè)電氣技術(shù)委員會委員，中國水電工程學(xué)會計算機(jī)專委會委員，IEE資深會員（IEE Fellow）。

　　主要研究方向?yàn)楣┡潆娤到y(tǒng)自動化、人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。長期從事電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制、動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)、配電網(wǎng)自動化等方面的研究工作。主持完成“城市配電網(wǎng)供電能力和可靠性評估”、“地區(qū)電網(wǎng)無功優(yōu)化規(guī)劃研究”等科技成果和10KV TSC動態(tài)無功補(bǔ)償裝置、10KV新型TCR無功補(bǔ)償與濾波裝置的研發(fā)工作；近三年來，主持完成了“北京電網(wǎng)電壓穩(wěn)定研究”、“北京電網(wǎng)解環(huán)后的安全穩(wěn)定運(yùn)行分析”、“地區(qū)配電網(wǎng)自動化規(guī)劃”等多項(xiàng)科技項(xiàng)目；作為主研人承擔(dān)了兩項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。