我國南方電網(wǎng)公司(以下簡稱“南網(wǎng)”)所轄電網(wǎng)堪稱世界上最復(fù)雜的交直流復(fù)雜電網(wǎng)之一:1條“西電東送”的大通道,8條500千伏的交流線路,4條±500千伏的直流線路以及1條±800千伏的特高壓直流線路。按照南網(wǎng)規(guī)劃,2020—2030年,南網(wǎng)將逐步采用特高壓直流輸電方案,降低同步電網(wǎng)的規(guī)模,同時,將以省區(qū)電網(wǎng)為基礎(chǔ),形成2~3個同步電網(wǎng),通過直流方式互聯(lián)。至2030年,廣東電網(wǎng)將進(jìn)一步進(jìn)行割裂,變成兩個同步電網(wǎng),逐步降低主電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)。
從中長期來看,南網(wǎng)運(yùn)行主要面臨三大挑戰(zhàn):首先,保障交直流混合電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,降低大面積停電風(fēng)險(xiǎn),這是南網(wǎng)中長期面臨的主要挑戰(zhàn);其次,隨著珠三角負(fù)荷中心電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨緊密,負(fù)荷密度進(jìn)一步增大,短路電流風(fēng)險(xiǎn)隨之水漲船高,并已嚴(yán)重影響到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,如何有效限制短路電流也是亟需解決的一個問題;最后,伴隨著新能源發(fā)展,如何接入分布式電源也是南網(wǎng)面臨的主要挑戰(zhàn)。
筆者認(rèn)為,現(xiàn)階段南網(wǎng)運(yùn)行需要考慮以下4個要素,其一,資產(chǎn)利用率。南網(wǎng)目前的資產(chǎn)利用率與發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距。中國工程院的數(shù)據(jù)顯示,我國10千伏的配變利用率為30%~35%,而在發(fā)達(dá)國家這一數(shù)據(jù)可提升至50%,因此我國尚有較大的提升空間。其二,資產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)評估。我國在此領(lǐng)域尚處于定性和初級的手工評估階段,若想增強(qiáng)資產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的可測性,還需進(jìn)行諸多方面的工作。其三,信息孤島與信息安全。為保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行,電網(wǎng)會存在很多生產(chǎn)系統(tǒng),但它們之間信息互聯(lián)并不暢通,雖然人們做了很多項(xiàng)目,制造出許多信息系統(tǒng),不但未能解決該問題,還形成了更大的信息孤島。其四,供電可靠性。隨著電網(wǎng)信息化的進(jìn)一步發(fā)展,信息安全、等級保護(hù)、二次安防變得越來越重要,提高供電可靠性、提高電能質(zhì)量,既是提高客戶滿意度重要指標(biāo),又是電網(wǎng)企業(yè)賴以生存的永恒目標(biāo)。因此,發(fā)展智能電網(wǎng)為時下的必然選擇。
通過這兩年的實(shí)踐,南網(wǎng)在智能電網(wǎng)方面已收獲了許多實(shí)踐成果,如“3C綠色電網(wǎng)”方案已經(jīng)“落地”實(shí)施、性能優(yōu)越的變電站駕駛艙、建成分布式儲能系統(tǒng)等。
南網(wǎng)地區(qū)的水能、風(fēng)能、太陽能、天然氣、核能資源較為豐富,風(fēng)能主要集中在云南和廣東地區(qū),太陽能主要集中在云南、廣東和海南地區(qū)。目前南網(wǎng)地區(qū)的新能源開發(fā)尚處于初級階段,2010年底,南方五省區(qū)新能源裝機(jī)175萬千瓦,陸上風(fēng)電占80%左右,主要集中在廣東省,約為136萬千瓦。預(yù)計(jì)到2015年年末,隨著風(fēng)電建設(shè)南移,南方五省區(qū)新能源裝機(jī)可大幅提高,達(dá)到2000多萬千瓦,包括陸上風(fēng)電1600多萬千瓦,海上風(fēng)電100萬千瓦。
在新能源領(lǐng)域,南網(wǎng)關(guān)注的技術(shù)主要有分布式電源與分布式儲能接入技術(shù)、分布式電源接入后與配網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制技術(shù)和風(fēng)光功率預(yù)測技術(shù),其中風(fēng)電功率預(yù)測成本較高,這也是南網(wǎng)未來發(fā)展的重點(diǎn)。2011年南網(wǎng)兆瓦級電池儲能站正式投入運(yùn)行,堪稱當(dāng)時世界上第一個大規(guī)模的電池儲能系統(tǒng),目前來看充換電效率為83%~86%,衰減符合預(yù)期。事實(shí)上,在它的基礎(chǔ)上,南網(wǎng)科研院智能電網(wǎng)研究所已經(jīng)成功研發(fā)出分布式儲能系統(tǒng),即集裝箱式的分布式儲能系統(tǒng),并已在一些地方得到應(yīng)用,如平滑分布式電源的接入、各種應(yīng)急電源,并同時應(yīng)用在電網(wǎng)的調(diào)頻、調(diào)壓、削峰填谷以及微電網(wǎng)中。
而隨著智能電網(wǎng)的建設(shè),南網(wǎng)區(qū)域的新能源建設(shè)必將取得較大飛躍。
與此同時,從2012年開始,南網(wǎng)啟動了10個重大實(shí)驗(yàn)室建設(shè),涵蓋了主電網(wǎng)的一系列工作,并安排了3類綜合示范項(xiàng)目,一類海島型微電網(wǎng)示范,一類是城鎮(zhèn)化電網(wǎng)智能化示范,最后一類是省網(wǎng)的智能電網(wǎng)示范。在海島型微電網(wǎng)方面,廣東珠海的萬山群島將在2013年第三季度有一系列微電網(wǎng)投入運(yùn)營。
在城鎮(zhèn)化智能化示范中,有幾個重點(diǎn)區(qū)域:廣州中心知識城,占地125平方千米;珠海占地100平方千米的橫琴新區(qū),采用20千伏的配電網(wǎng)絡(luò);此外還有深圳前海新區(qū)和廣州的南廈新區(qū)。這些地區(qū)將充分應(yīng)用智能電網(wǎng)在輸、變、配、用等各個環(huán)節(jié)的新技術(shù),展示和體現(xiàn)綜合效益。
在省網(wǎng)的智能電網(wǎng)示范中,為配合海南島作為國際旅游島的戰(zhàn)略需求,南網(wǎng)結(jié)合自身的實(shí)際情況,提出了“海南智能島”的建設(shè)思路,借助國家支撐計(jì)劃在海南構(gòu)建一個環(huán)島電動汽車充換電網(wǎng)絡(luò),圍繞充換電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一系列配電、用電、新能源接入的各種示范。
毋庸置疑,當(dāng)前發(fā)展智能電網(wǎng)的目標(biāo)是結(jié)合南網(wǎng)的實(shí)際建設(shè)3C綠色電網(wǎng),系統(tǒng)和設(shè)備智能化都是智能電網(wǎng)發(fā)展的重點(diǎn),因此這需要電網(wǎng)企業(yè)與利益相關(guān)者的共同努力,力爭將全球范圍內(nèi)較為復(fù)雜的電網(wǎng)早日打造為真正的智能電網(wǎng)。