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智能电网产业发展现状

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2021-07-13  浏览次数:448

在当前全球气候变化和能源安全问题日益严峻的背景之下,能源科技仍然是影响现代社会经济发展的主要因素,智能电网成为能源科技创新发展的主要承载平台,也是现代电网发展的必然趋势。自全球提出建设智能电网的发展理念以来,世界范围内电网已经进入智能化升级的高峰期。经过多年的理论和实践探索,许多国家都已确立智能电网建设目标、行动路线及投资计划,同时结合本国国情、电网基础设施现状和监管机制,有针对性地拟定智能电网的发展重点,形成各自的智能电网发展模式。

1、美国

美国是智能电网的积极倡导者,以应对全球气候变化和能源安全为契机,制定了美国Grid2030智能电网发展规划,引导调整其能源消费结构变革,并已大规模部署实施。智能电网的体系建设是美国政府经济刺激计划的主要内容之一,为此专门成立国家行动计划同盟(NAPC)来主导和推进此项工作。美国政府和民间资本共投入80亿美元建立“智能电网”投资基金,推动全面更新全国电力基础设施建设行动。近几年美国开展的大量智能电网试点和示范工程建设,多数集中在配电和用户侧,包括智能电表的铺设和量测信息系统集成、智能家居和智能家电、客户需求响应、储能技术应用等。此外,IBM谷歌英特尔等信息产业巨头都提出了自己的智能电网解决方案,其关注的技术侧重于数据采集与传输协议、应用集成标准等电网信息技术范畴。通用电气(GE)等著名电气设备制造商则和电网运营商合作,围绕智能电表和分布式电能管理、用户侧分布式发电和热点联产、智能城市和智能家庭等项目开展智能电网应用示范研究。

经济危机滞后,《经济复苏计划》中提出,总计投资110亿美元,建设可安装各种控制设备的新一代智能电网,2009年奥巴马政府公布了40亿美元智能电网技术投资计划,划拨40亿美元的刺激资金用于开发新的电力传输技术。据《科学时报》首席经济学家武建东初步测算,目前美国大约有1.3亿块电表,倘若包括计算机、传感器和网络系统的投资在内,实现市场转型,这项改革将拉动超过万亿美元以上的投资,对美国的信息产业是一个巨大的机会。如果美国大力发展智能电网产业,8至10年内产业规模将超过5万亿美元;如果美国发展超导电网产业,8至10年内产业规模将超过30万亿美元。如果完成电网改造,美国消费者每年可节省的电力成本将高达5000亿美元。

2、欧洲

欧洲是世界智能电网发展的重要参与者,其规划的出发点是支撑可再生能源和分布式能源的灵活接入,向用户提供双向互动的信息交流功能。欧洲已专门成立针对智能电网的“欧洲智能电网技术平台”,并发布一系列战略文件,确定了智能配电系统、智能运行、智能电网资产管理、欧洲智能互联电网、智能电网交叉学科五个重点研究领域。在2002-2012年的十年间,欧洲地区开展了约300个智能电网项目,总投入超过55亿欧元。在德国,能源结构的调整、风电和太阳能等可再生新能源的飞速发展、节能和科学用能技术创新和推广应用等在德国智能电网的发展进程中,协同高效、相互促进。丹麦在立足本国风能资源优势的基础上,着力研究并推广风电自由并网技术,积极推进智能电网和清洁能源(主要是风电)的协调发展。欧洲主要电网公司在风电、太阳能发电的能量预测和调度方面取得大量成果和经验,而ABB、西门子等电气设备制造商也与电网合作,开展了轻型直流输电等新型输电技术、节能调度、储能应用、太阳能光热发电站等不同专题的试点项目。

欧洲,在欧洲,智能电网建设的驱动因素可以归结为市场、安全与电能质量、环境等三方面。欧洲电力企业收到来自开放的电力市场的竞争压力,亟需提高用户满意度,争取更多用户。因此提高运营效率、降低电力价格、加强与客户互动就成为了欧洲智能电网建设的重点之一。欧洲各国的能源政策更加强调对环境的保护和可再生能源的发展,尤其是风能、太阳能和生物质能等可再生能源发展是近年来欧盟委员会能源政策的基本着力点和中心目标。因此,基于可再生能源的分布式电源发展成为欧洲电力市场的必然。到2030年,欧洲需要为电网升级改造投入约5000亿欧元,西门子公司预测智能电网年度市场规模将达300-400亿欧元。

3、亚洲

亚洲地区,日本通过对“福岛核灾害”的深刻反思,将可再生能源的开发利用作为国家能源资源安全和可持续发展的战略。尽管其电网基础设施相对完善,为有效应对能源开发应用战略调整,日本制定并实施了围绕太阳能等可再生新能源发电、高性能大容量储能系统、传统电力能源与新能源和储能系统的供需联合控制系统等,包括家庭微网建设、住宅能耗管理、住宅蓄电技术、住宅直流供电等诸多环节的“第二代智能电网”及智能城市的发展规划。本期规划中,计划投入科研费用达1000亿日元,共有5000户家庭参与。日本的主要大型企业在NEDO(新能源产业技术综合开发机构)统率下积极参与和智能电网相关项目开发,富士、三菱、日立等公司在微电网、新能源发电、储能控制和负荷控制等方面已进行自主研发,并形成产品。日本除了注重大规模的输电网智能化外,更加注重家庭与社区的高效率用电问题。日本重视开发家电对电力与能源消费的“可视化”控制体系和电力信息传送控制平台,确保能源利用的信息化。

韩国政府将智能电网、智能场所、智能交通、智能能源、智能供电服务设定为五个重点领域,规划入智能电网战略之中,并大力推进“绿色电力IT”技术的开发,以其在IT技术优势为基础,积极研发新的智能装备,促进输配电技术的发展,推动可再生能源和电动汽车的普及应用。韩国知识经济部投入2.5亿美元推进智能电网技术的商用化,计划至2030年投资265亿美元用于智能电网建设,其中政府和企业各投资25亿美元和240亿美元。同时在示范城市建设200个电动汽车充电站,至2030年在机关、大型超市、停车场和加油站设立27000个电动汽车充电站。

我国各电网公司覆盖范围分布 ‍

中国的电网建设和运营主要由国家电网有限公司和南方电网有限责任公司承担。其中,国家电网公司管理华北、华中、华东、西北、东北5家区域电网公司,经营区域覆盖26个省、自治区和直辖市,覆盖国土面积的88%,供电人口超过10亿。南方电网业务范围覆盖5个省(自治区)。除了国网公司和南网公司以外,我国的电网公司还有西藏电网公司和台湾电网公司。

电网总投资与智能化投资

根据规划,国家电网公司电网总投资3.45万亿元,其中智能化投资3841亿元,占电网总投资的11.1%。按照整体规划、统一部署、试点先行、逐步推广的政策,我国智能电网的建设将分为以下三个阶段:前期准备阶段、试点应用阶段和推广建设阶段。国家电网公司对于以上三个阶段的电网总投资与智能化投资的情况如上表所列,年均电网总投资与智能化投资如上图所示。

 
 
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