综合世界各地区建设智能电网的进程来看,智能电网的关注热点包括:(1)大规模可再生能源发电的接入技术及其与大规模储能联合运行技术;(2)大电网互联、远距离输电及其相关控制技术;(3)配电自动化和微网;(4)用户侧的智能表计及需求响应技术。
我国也高度关注智能电网。胡锦涛总书记2010年6月7日在两院院士大会上的讲话中,提出要重点推动的科技发展方向的第一项就是“大力发展能源资源开发利用科学技术”,而“构建覆盖城乡的智能、高效、可靠的电网体系”是其核心内容。温家宝总理2010年3月5日在第十一届全国人民代表大会第三次会议上所做的政府工作报告中明确提出要“大力开发低碳技术,推广高效节能技术,积极发展新能源和可再生能源,加强智能电网建设”。2011年3月发布的《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出的“十二五”期间电力行业转型升级、提高产业核心竞争力的总体任务是“适应大规模跨区输电和新能源发电并网的要求,加快现代电网体系建设,进一步扩大西电东送规模,完善区域主干电网,发展特高压等大容量、高效率、远距离先进输电技术,依托信息、控制和储能等先进技术,推进智能电网建设,切实加强城乡电网建设与改造,增强电网优化配置电力能力和供电可靠性。”科技部于2009年11月24日发布的《关于加快我国智能电网技术发展的报告》中提出了明确的目标和任务。国家电网公司于2009年5月发布了“坚强智能电网”愿景及建设路线图,中国南方电网有限责任公司在2010年7月提出“建设一个覆盖城乡的智能、高效、可靠的绿色电网”。
总结我国能源和电力发展现状,面临两个基本现实:一是能源资源贫乏,难以支撑现在的社会经济发展模式,而且能源资源与用电需求地理分布上极不均衡;二是气候变化催生的低碳社会经济发展模式对电力系统发展的压力迫在眉睫。为适应能源需求和气候变化的压力,各种新能源和可再生能源发电的发展目标是作为传统火力发电的替代电源而非补充电源,而集约化的发展模式带来的并网技术难题远远超越了世界上的其他国家和地区。
建设智能电网,充分发挥电网在资源优化配置、服务国民经济发展中的作用,对我国经济社会全面、协调、可持续发展具有十分重要的战略意义。建设智能电网也是电网领域的一次重大技术革命,是本轮能源技术变革的重要内容,在研究先进输变电技术的基础上,依靠现代先进通信技术、信息技术、设备制造技术,在发电、输变电、配用电以及电网运行控制等各个环节实现全面的技术跨越,在不断提升电网输配电能力的基础上,通过现代先进技术的高度融合,大规模开发和利用新能源和可再生能源、全面提高大电网运行控制的智能化水平,提高电网输电及供电能力、抵御重大故障及自然灾害的能力,提升供电服务能力和水平,实现我国电网的跨越式发展。
建设智能电网有助于解决以下的能源与电力的战略需求:
一是电网支撑大范围优化资源配置能力亟待提高。我国能源资源与用电需求地理分布上极不均衡,决定了我国必须走远距离、大规模输电和全国范围优化能源资源配置的道路。大规模、集中式的水电、煤电、风电、太阳能、核电等能源基地开发,需要电网进一步提升资源配置能力。
二是现有电力系统难以适应清洁能源跨越式发展。我国风资源丰富地区主要集中在东北、华北、西北等区域,这些地区大多负荷水平较低、调峰能力有限,大规模风电就地利用困难,需要远距离大容量输送,在大区以至全国范围内实现电量消纳。同时,我国风电和太阳能发电存在分散接入和规模开发两种形式,大规模接入对电网的规划、调度、运行及安全保障技术提出了新的挑战。
三是大电网安全稳定运行面临巨大压力。我国电网安全稳定运行面临的压力主要来自如下几个方面:其一是电力工业规模迅速扩大,目前我国电网已成为世界上电压等级最高、规模最大的电网之一,2010年底总装机容量位居世界第二,并且仍处于持续、快速增长阶段。其二是电网结构日趋复杂,形成了全国联网的交直流互联大电网。其三是自然灾害频发,冰灾、地震、台风等极端灾害对电网的安全造成了极大的威胁。