中国的智能电网将更多精力放在了输电侧,强调特高压架构下坚强的智能电网。
但在目前智能电网建设由电网公司主导的现行体制下,电网公司的选择在一些业内专家看来是“最经济的”。在国外被视为智能电网核心的分布式能源在中国的待遇可谓是天壤之别。
“国外目前发展智能电网的重点并没有放在不断提高电压等级上,而是优先发展更为高效、节能的分布式能源系统。中国的智能电网则将更多精力放在了输电侧,强调特高压架构下坚强的智能电网。”中国能源网首席信息官韩晓平说。
韩晓平介绍,在美国、欧洲和日本,发展智能电网有一个坚实的基础和实实在在的市场,即从上世纪七十年代“石油危机”以来逐步发展起来的分布式能源系统。国外发展智能电网就是为了给各种分布式能源提供自由接入的动态平台、为节能和需求侧管理提供智能化控制管理平台、为蓄电汽车和各种新型电器提供创新的应用平台,从而解决供电安全和可持续发展等问题。就像众多PC机形成了局域网一样,众多分布式能源形成了微电网,这些微电网需要与主网相连,由此就需要一个智能的管理系统,智能电网由此而来。
但在中国,国家电网公司对智能电网的定义是:以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网。
国网能源研究院副院长胡兆光对此解释,到2020年,国家电网将面临1亿5千万千瓦风电的输送问题,将眼光更多集中在输电侧,是由中国经济发展阶段、能源集中分布特点所决定的。“中国国情毕竟与西方不同,分布式能源不可能成为智能电网的基础与主流。”
但一些专家认为,在现行体制下,电网企业是电量的唯一买家,配电侧的放开会侵蚀电网公司的利益,而强调能源大容量、长距离的输送能进一步增强电网公司的控制力。还有专家质疑,自2004年厂网分离后,我国电网投资就落后于电源投资,而配电侧的电网建设更是电网建设的薄弱环节,未来以特高压为骨架强调输电侧的智能电网建设将进一步加大这种差距。这些可能使得智能电网建设忽视分布式能源等配电侧的智能化,不能让广大电力终端消费者更多地受益。
全国人大代表、澳门发展策略研究中心会长梁维特就建议,国家电网应借鉴欧盟的“超级智能电网”,在建设特高压远距离输电的同时,重点发展适合分布式能源发展的着重于配电侧的智能电网。
国网能源研究院副总工程师周原冰则强调,国家电网发展分布式能源始终是输电侧与配电侧兼顾的,但兼顾在不同阶段也要有所侧重。目前发展智能电网的首要任务是解决可再生能源大规模送出的问题。中国由于缺少分布式能源的基础,智能电网是先发展输电侧,随着分布式能源的发展,未来智能电网肯定会向配电侧普及。
体制改革输配分离亟须破僵局
体制问题是导致智能电网建设对配电端不够重视的根本原因,电网公司没有动力去支持分布式能源的发展。
但配电侧的智能化不可能一蹴而就,分布式能源的并网面临一系列电力体制改革的深层次问题。
华南理工大学天然气利用研究中心主任华贲认为,可以采取过网费的方式解决并网难题。“电网好比高速公路,过网费好比过路费,收费站只收取过路费,车内的货物还属于货主。如果用电方与电厂可以根据市场互相议价,只付过路费给电网,那么一切问题都将迎刃而解。”
这可参照丹麦国家电网的做法。丹麦国家电网企业传播部副总裁汉斯介绍,在北欧的电力交易体制中,发电、输电、配电是拆开的。发电与配电分别由民营公司运营,这保证了消费者的选择权;输电由隶属于丹麦能源局的国家电网公司负责,该公司处于垄断地位,但属于非盈利机构。在整个交易链条中,国家电网公司是一个公共事业单位,不以盈利为目的,其职责是保证消费者用上最便宜的电。在这个交易体制中,消费者付钱给地方电力公司,地方电力公司和电厂付钱给电网,电力公司也可以绕过电网,直接通过电厂买电。
这些交易主要通过位于挪威奥斯陆的北欧电力实时交易中心完成。交易中心由两部分组成:实时交易市场和平衡调节交易市场。实时交易市场主要以竞价为原则进行交易,有4个交易主体:电厂(发电)、国家电网(输电)、地方电力公司(配电)与消费者(用电)。电力公司预测第二天各个时段用电量,无论实际交易电量多于或少于预测电量,电力公司都要向电厂付费,因为,电厂要么需要额外发电,要么需要关停机组。而作为电厂来讲,如果无法在第二天特定时段提供电力公司预测的电量,则需赔偿给电力公司,后者拿着这些钱,再去找其他电厂发电。这些费用都由丹麦国家电网公司代收后再转交给各方。如果出现电力过剩,交易系统可以通过价格信号,鼓励大电力用户将用电提前或者推后,用以消耗掉这部分过剩电力。这些大用户大多是工厂,他们选择在电力过剩时段生产,电价较平常将低出许多。
而中国的实际情况是电厂必须将全部电力卖给电网,再由电网批发给用电方。这好比是车主必须将货物全部卖给高速公路,再由高速公路卖给消费者。华贲认为,如果允许电网收取过网费,那么无论分布式电源电价如何,只要有人愿意买,电网就有利可图。
“以广东大学城分布式能源项目为例,上网电价为0.78元,这个价格企业有盈利,用户可以接受,自由买卖有什么不可以呢?电网和我们建设方有不同利益的诉求,只是没有人为我们搭建利益交换平台。”刘显明所谓的利益交换平台也就是过网费的结算平台。
然而,这种操作手法无疑会遭到电网方面的强烈反对。过网费的实行相当于输配分开,这等于剥夺了电网企业趸电的巨大垄断权力。
2002年,国务院以国发[2002]5号文件下发《电力体制改革方案》,坚持政企分开、厂网分开、主辅分开、输配分开的电力工业改革方向,要求打破垄断,引入竞争,建立社会主义电力市场经济体制。然而,时隔8年,除了政企分开、厂网分开基本实现外,主辅分开与输配分开的目标仍遥遥无期。
业内人士认为,国家电网依靠自身垄断地位,做大做强唯恐不及,又怎么会因为小小的分布式能源而允许在输配分开上撕开一个口子?梁维特认为,出于利益考虑,处于垄断地位的电网公司可能并不热衷于分布式能源的发展,甚至可能借用技术、规范、标准等理由人为地拖延或者不作为,从而客观上阻碍了分布式能源系统的发展。
过网费在现行体制下无法实行的另一原因是违反了电力法。因为电力法规定只有拥有电力管理部门颁发的《供电许可证》的企业才能成为合法的供电主体,除部分直供电试点外,电厂必须将电现行卖给电网,否则便属非法行为。
从严格的法律意义上来讲,分布式电源将多余电量供给其他用电主体有悖于电力法。梁维特认为,政策法规的滞后是分布式能源难以获得快速发展的最根本的原因。
除了电价的利益之争,作为独立发电侧,如何缴纳相关税费,是围绕在分布式电源与电网之间的另一难题。
去年,发改委、电监会、能源局联合发出通知再次强调,拥有自备电厂的企业应交纳国家规定的政府性基金及附加,并由当地电网企业负责代征上缴。这些税费名目繁多大致有“三峡工程建设基金、农网还贷资金、城市公用事业附加费、可再生能源电价附加、水库移民后期扶持资金”等。
但通知并未界定自备电厂的准确含义。分布式电源属于自备电源,还是属于自备电厂?电网方面认为,既然分布式电源产生了电力供应,本质上就属于自备电厂,缴纳以上税费理所当然。
而分布式能源从业者一方认为,在国家节能减排,鼓励使用天然气的大政方针下,分布式电源的财政补贴尚嫌不够,怎么能与火电厂一样缴纳如上税费呢?
业内人士建议,应进一步确立电网企业在分布式能源系统发展上的责任和义务,确立全额购电的基本原则和合理可持续发展的标杆电价;与此同时,亦应该提供相应的税收减免等优惠措施。
体制改革不可能朝夕及至。中国城市燃气协会秘书长迟国敬提出了一个折中的建议,即分布式能源建设方可以与电网组建合资公司,共享利润。他举例说,日本的东京电力与东京瓦斯就是通过合资,在分布式能源方面开展了紧密合作。但业内人士对此却持悲观态度:在当前电力总体供过于求的情况下,电网方面哪里来的合作动力?
<<<链接中国版智能电网 - 概述
中国版智能电网,就是指以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,利用先进的通信、信息和控制技术,构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的统一坚强智能化电网。自从当年智能电网成为奥巴马新能源政策的重要内容,智能电网建设就越来越被业界关注。中国国家电网公司以极快的反应速度,将“智能电网”上升到战略层面,“捆绑”其特高压概念。国家电网公司高调提出“坚强智能电网”,更是让“智能电网”概念炙手可热,并在股票市场上产生巨大影响,一时间,各家券商纷推所谓“智能电网概念股”。
中国版智能电网 - 重要意义
智能电网倡导者习惯这样描绘“智能电网生活”:空调能够感知用电高峰电价上涨,自动调整温度,为您控制用电量及节省电费;调度中心大屏幕能自动显示网络故障方位并自动解决;屋顶太阳能发电所得在自用之余可以出售给电网;电动汽车可以实现电能的“上传”与“下载”,并参与电网调峰。
智能电网其实就是将电网智能化水平提高到可以适应新能源技术革命所带来的种种变化与需求的电网,其本身并不是新能源技术革命的核心引擎,但它是不可缺少的公共载体与重要组成部分。智能电网的终极推进者应是代表公众利益的政府,不能停留在IT企业营销行为或者电网企业投资计划的层面,因为智能电网建设和新能源大面积推广最终都需要全社会买单,需要从社会总福利角度进行公共决策,通过技术创新产业升级来抢占战略制高点。
中国版智能电网 - 主要功能
1、自愈——传感器对电网实时监控和在线评估,预防、发现、快速诊断和消除故障隐患;
2、兼容——支持分布式发电和插电式电动汽车即插即用,容纳风电等新能源大规模接入;
3、互动——实现双向互动智能传输数据和动态浮动电价制度,有效减少家庭、办公室和工厂电力消耗;
4、优化——对资产进行持续监控,延长资产使用寿命,避免中断事件;
5、集成——实现企业管理、生产管理、调度自动化与电力市场管理业务的集成,形成全面辅助决策支持体系。
中国版智能电网 - 接入标准
在国网发展统一坚强智能电网的口号中,首要理由就是面临新能源特别是风电装机的突飞猛进给电网接入带来的巨大挑战。特别是中国规划建设七个千万千瓦级风电基地,风电无法就地消纳,需要依托高电压等级、大规模远距离输送,由此带来系统调峰调频、电网适应性、电压控制、安全稳定性等问题。如果新能源电量比例在5%以下,现有电网完全可以消纳。不过,由于要求未来新能源大规模替代传统化石能源,所以电网必须要积极适应这个方向。太阳能和风能间歇性很大,需要储能技术、微网技术,使电网更有弹性,能够接纳更多新能源。
国网已经拿出了风电和光伏接入电网的技术标准,并力图使其成为国标,并把抽水蓄能电站作为主要调峰手段。当然,国网也一并“伸手”要求,希望在新能源输配电价、电网接入工程、辅助服务上获得“照顾”。国网也把适应大规模风电基地的电网建设作为特高压战略的重要支撑理由。电网企业应该积极与开放地投入新能源接入工作,更多的将其作为重要的社会责任来看待。
中国版智能电网 - 新型能源
智能电网其实就是将电网智能化水平提高到可以适应新能源技术革命所带来的种种变化与需求的电网,其本身并不是新能源技术革命的核心引擎,但它是不可缺少的公共载体与重要组成部分。就新能源接入投资领域,大量的分布式电源并于中压或低压配电网上运行,彻底改变了传统的配电系统单向潮流的特点,要求系统使用新的保护方案、电压、频率控制等来满足双向潮流的需要。智能电网可使分布式电源对电力系统的负面影响最小化,并能使分布式发电的控制柔性发挥至最高。主要关键技术包括:微网技术、分布式发电的联合调度、分布式发电参与系统调节。此外需要应用新型柔性交流输电技术元件,灵活控制输配电线路上的潮流,调节系统电压和频率,增强系统稳定性和可靠性;需要新的输配电相制和频率。
中国版智能电网 - 技术革新
在一些地方电网看来,智能电网不是一个新鲜词。如果说电网的智能化也算智能电网一部分的话,那么一些地方电网几年前就开始了研究和尝试。正如中国电力科学研究院副总工程师胡学浩所说,“输电网中基于相量测量单元的广域测量系统、柔性交流输电和配电网中分布式发电、自动抄表、需求侧管理等很多技术,在智能电网概念提出前就已在研究,并取得了不错成绩。智能电网的发展会让其提高到新的层次,并使研发工作更有用武之地。”
2008年华东电网全面启动以高级调度中心建设为突破口的智能电网第一阶段项目群工作,分高级调度中心、多适应的电网规划优化体系研究、数字化变电站建设、企业统一信息平台建设四条主线进行,大大提高了电网的安全控制水平。全世界看,电网互联都是趋势。随着网络规模越来越大,怎样在大电网状态下保证安全就是一个很重要的问题。这就依赖于自动化技术水平的提高。原来我们对线路是人工巡检,而智能化技术可实现自动控制,能准确知道错在哪里。这通过自动化调度系统和数字化变电站等设备可以做到”,上述权威人士说该领域可以稳步发展智能化。
中国版智能电网 - 安全可靠
智能电网首要作用应是有效保证电力安全可靠性,较传统电网更加坚强并具有更大“弹性”,可以有效地抵御自然灾害、外力破坏等各类突发事件给电力系统造成的影响;并具有强大的“自愈”功能,可以通过远程设备在线监视和系统信息分析,更加及时、准确地预测和处置各类系统故障。
这涵盖高度集成的通讯系统、运行与决策、更智能的自动化控制系统。需要的关键技术分别包括:无线传感器网络技术、全电网标准化和通用化通信规约和任意元件之间双向通信的机制与实现;实时仿真、在线评估、诊断与决策,企业管理、生产管理、调度自动化与电力市场管理等的集成;分布式Agent,多类型元件的系统工作和控制和新的保护原理、装置和体系。
中国版智能电网 - 用户互动
用户互动智能等待突破,在美国人的智能电网概念中,用户侧的互动化是主要构成部分。智能电网通过分时定价等激励机制的实施和智能电表等工具的应用,实现供电企业与用户之间的充分互动,使用户根据负荷情况自主作出响应,把高峰时段的部分电力需求转移到非高峰时段;还可通过电力存储技术的推广,如电动汽车、油气混合动力车等,提高低谷时段电能、特别是可再生能源的利用效率。
在中国这个领域必须要等待电力市场化的发展,目前电力改革根本没有到达那个程度。发展智能电网最常使用的理由是,它允许电力用户根据不同时段电力价格,自主选择电力消费时间,控制负荷与消费电量,甚至还可以将家用电动汽车蓄电池的电反送入电网进行出售,从而降低总电费开支10%-25%。但是,如果没有电力市场对各类能源发电的市场化定价,如果不允许电力用户自由参与电力买卖,如果不建立电力市场化负荷平衡机制,就不会有上述结果,电网智能化也就无法彻底实现。
这需要计量与需求侧管理技术。一方面,需要智能电表,要求能实现带有时标的多种计量,成为分布于网络上的系统传感器和量测点,同时提供给用户实时电价和用电信息,并实现对用户室内用电装置的负荷控制;另一方面,需要电网全维信息获取,包括电压、频率等电信息,同时包含设备状态、环境参数、排放指标等等。