欧洲三国成智能电网先驱,诸多经验可供我国参考
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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,许多国家都确立了智能电网建设目标、行动路线及投资计划,但鉴于不同地区的监管机制、电网基础设施现状和社会经济发展情况的不同,各地的智能电网发展战略也有所不同,不过,毫无疑问的是,智能电网建设并非一蹴而就,处在智能电网发展初期的我国,需要吸收诸多先行者的经验。以下将以英、法、德三大国为基础,对欧洲智能电网的发展做一介绍。要达成智能电网容纳20%可再生能源的目标,最大的制约是可再生能源的间歇性和对电网安全的冲击性。2010年,以英法德为代表的欧洲北海国家正式拟定了联手打造可再生能源超级电网计划:在未来十年内建立一套横贯欧洲大陆的电力系统,电池板与挪威的水电站连成一片,从而发挥不同特性电源间的互补优势;还可接入北非的太阳能电场,从而加强欧洲大陆的电力供给,并有助于提高可再生能源的安全性和可靠性。
英国智能电网的发展现状及未来趋势
2009英国出台了《英国低碳转型计划》的国家战略,同年12月,该国政府首次提出要大力推进智能电网的建设,同期发布《智能电网:机遇》报告,并于2010年初出台详细智能电网建设计划。英国煤气电力市场办公室从2010年4月起五年内共动用5亿英镑进行加大规模的实验。英国政府也正在支持一些领域的匹配性发展,其中包括投资3000万英镑的“插入场”框架,支持电动汽车充电基础设施建设。
目前已经或即将开展的工作有:大范围普及智能电表。据英国能源和气候变化部透露,截止目前,英国家庭正在使用的4700万个普通电表将被逐步被智能电表替代,这一升级工程预计耗资86亿英镑,但在未来20年或可因此受益146亿英镑;设立智能电网示范基金。目前英国已为智能电表技术投入600万英镑科研资金,资助比例最高可达项目总成本的25%。此外,英国煤气电力市场办公室还将提供5亿英镑,协助相关机构开展智能电网试点工作;规范智能电网产业运作模式。智能电网将由政府全权负责,智能电表则按市场化经营,但所有供应商必须取得政府颁发的营业执照。
据悉,英国已制定出“2050年智能电网线路图”,并开始加大投资力度,支持智能电网技术的研究和示范,之后的工作将依照路线图执行:在第一阶段(2010年~2020年),英国准备大规模投资以满足近期需要,并建立未来可选方案。具体内容就是进一步加强智能电表的研究和部署工作,通过智能计量系统对各地区的需求进行积极响应,以达到促进需求侧发展、系统优化、资金规划和固定资产管理的目的。第二阶段(2020~2050),提供各种电力系统选择方案的基本依据。具体内容就是大量发展分布式能源和清洁能源,同时增加智能家居、智能家庭、嵌入式储存和分布发电以及虚拟电池的应用,并通过智能设计和强化电压设计等提高整个电网的自动化、智能化和控制力。
法国的智能电网产品及远期规划
法国是能源资源相对匮乏的国家,石油和天然气储量有限,煤炭资源已趋于枯竭。鼓励发展可再生能源及智能电网,提高可再生能源在能源消耗总量中的比例,已成为法国政府在制定相关政策时优先考虑的问题。同时,法国政府还通过征收二氧化碳排放税,以及承诺投入4亿欧元资金用于研发清洁能源汽车等措施,来促进其智能电网建设工作的开展。
法国计划到2020年风电达到20GW,比目前提高300%,因此,推进智能电网建设以更好地消纳清洁能源是其未来工作重点。目前,法国电网公司选择和阿海珐(AREVA)旗下的输配电公司T&D合作发展智能电网。根据法国能源监管条例要求,用户可每周或每月向RTE了解用电数量,也可通过远程访问的方式直接读取计量数据。为此,RTE开展了广泛的表计及相关业务处理工作,开发了T2000系统,设立了7个远程读表中心,主要包括表计、结算及出单(发票)等功能。远程读表中心将数据汇总到总部表计及结算系统(ISUMetering),进行相关结算以及出单处理。随着T2000的应用,错误率逐年下降,实时出单的比例逐年上升,提高了效率,减少了纠纷。另外,电力公司ERDF将逐步把居民目前使用的普通电表全部更换成智能电表,这种节能型的智能电表能使用户跟踪自己的用电情况,并能远程控制电能消耗量,更换工程的总投资为40亿欧元。
未来法国将继续推进以智能电表为核心的用户端技术服务,按照欧盟委员会的要求积极推进智能电表的普及工作,加强储能技术的研究,并通过EDF公司注重与中国的合作,在谨慎发展核电的基础上大力发展清洁能源。
德国智能电网的行动、政策及远景
在德国,很少使用“智能电网”这个名词,而是使用E-Energy(信息化能源)这一称呼。为推进E-Energy的顺利进展,德国联邦政府经济和技术部专门开设了一个网站,用来公布信息化能源的进度,向公众宣传信息化能源建设的益处。自E-Energy施行以来,德国共投资1.4亿欧元,在6个试点地区开发和测试智能电网的核心要素。而今年5月日本大地震引发核电站信任危机之后,德国更是毅然加入“弃核”队伍,转而推动新能源和电动汽车发展。据最新消息透露,德国政府拟投入10亿欧元补贴,以扶持电动汽车,特别是电池技术的研发。
未来,这个欧洲最大的经济体计划在10年中加倍扩大可再生能源比例至35%。据报道,德国从上世纪90年代开始大力开拓可再生能源,取得了骄人的成绩。截止2010年年末,德国太阳能发电、风力发电、生物质能发电、地热发电、水力发电五项可再生能源的开发利用已经贡献了全国总电力消耗的16.8%。同时,德国在太阳能热利用和光伏发电领域也处于世界领先地位。截止2010年年底,德国的太阳光伏(PV)电池板装机总量达到17300兆瓦。据相关资料表明,天气理想时全德国的太阳能和风能发电总量相当于28座核电站的发电总量。目前德国已有约0.9%的家庭使用太阳能发电装置,居民白天把屋顶太阳能光伏电(或风能发电)以较高价卖给电网,晚上购买平价电使用。可以预见,未来越来越多居民将既是电能的生产者又是消费者。
另外,德国将积极推进信息技术与能源产业的结合工作。积极利用计算机技术调配各种可再生能源的供给,就目前来说,单从调峰效果来看,该工作效果非常理想。
每个国家都有不同的能源开发现状及能源使用情况,基于这种外部条件短期内很难改变的现状,我国有必要在智能电网建设过程中,提高对前期规划的重视。欧美发达国家的发展经验固然值得我们学习和借鉴,但不同工业基础决定了我们更应该从基础做起,稳扎稳打,并结合市场,有效利用更加灵活的商业资源,继而逐步推进能源网络的建设和更新。我们有理由相信,稳固而理性的智能电网建设,将会在推进我国经济发展的同时,辅助人民生活水平的提高。