我国智能电网建设的顶层设计探讨

　　引言

　　智能电网是不同于传统电网的新一代电网。由于它是伴随第三次工业革命而出现的新生事物，尚在成长中，因此对智能电网的认识有一个从片面到全面、从粗浅到深刻的过程，智能电网的建设也有一个从盲目、被动到理性、自觉的过程。

　　我国开展智能电网建设尽管已有数年时间，但至今仍然缺少一个具有长远指导意义的顶层设计，说明我国的智能电网建设在某种程度上还未完全摆脱被动的状态。对智能电网的研究，由于种种原因过去涉及技术层面的较多，涉及宏观战略层面的较少，因而使得一些对智能电网建设产生重大影响的原则问题至今尚未形成科学统一的认识，一定程度上影响了智能电网建设的健康发展。

　　本文根据我国目前智能电网建设的实际情况，对智能电网建设顶层设计需要回答的几个基本问题，如智能电网建设的目标和指导方针、与交直流特高压的关系、与“能源互联网”的关系、全国电网格局的选择、以及智能电网的规划问题等，本着尊重客观规律、尊重事实，力戒主观性和片面性的态度，从学术研究的角度阐述了个人的观点，可供有关部门参考。

　　本文中的电网为广义电网，指包括发输配在内的整个电力系统。

　　智能电网建设的目标和指导方针

　　我国传统电网存在两大问题：一是以化石能源为基础，发展不可持续，目前我国煤电发电量的占比仍超过70%。二是能源利用率低下，电网整体经济性差，主要表现在以下四个方面：

　　(1)燃煤电厂热效率低，平均不到40%，加上厂用电及输配电环节10%以上的损失，煤用于发电的最终利用率不足30%，也就是说燃煤电厂燃烧的煤约有70%被损失掉了(如果燃煤电厂建在缺水的西北地区，采用空冷机组且远距离输电，损失至少还要再增加10%)。这样触目惊心的能源浪费，在科技水平不高，经济粗放型发展的情况下，被无奈地接受或有意地忽视了。(2)缺少经济、灵活、多样的调峰手段，多数电网采用煤电机组调峰，被迫增加了煤耗率;有的电网存在较严重弃水现象;全国机组年均利用小时数低。(3)用户用电盲目随意，未与电网的最佳运行方式协调一致，不仅影响电网的经济运行，而且加大了用户自身用电成本。(4)电网输变电设备利用效率较低，根据对“十一五”电网运营情况调研，2010年全国接近60%的500千伏输电线路利用效率不到50%。

　　解决上述传统电网存在的两大问题，实现能源的可持续发展，正是第三次工业革命赋予智能电网的使命。智能电网是与传统电网有质的差别的现代电网，它的总体目标就是要建设一个绿色、高效、经济、互动，更加安全可靠、与环境更加友好、具有现代智能化水平、可持续发展的电网。

　　智能电网的英文名是“Smart Grid”，其原意是“灵巧的、聪明的、机警的、巧妙的电网”。毫无疑问，提高电网的智能化水平十分重要，但它并不是智能电网建设的目的。“Smart Grid”要求的是一个能够巧妙解决可再生能源的接入、储存，以及高效、方便、可靠利用的方案。巧妙的解决方案不等于高度的智能化。比如储能并不是传统意义上的智能化技术，但它却是智能电网获得成功的关键。对于智能电网的建设，储能技术比一般的电网智能化技术要重要得多。

　　在智能电网建设的顶层设计中，必须明确“绿色高效”与“智能化”两者的关系。“绿色高效”是智能电网建设的目的，“智能化”是建设的手段，二者首先是目的与手段的关系。从另一个角度看，“绿色高效”是对电网的电源和电能使用效果的要求，“智能化”是对电网采用的技术水平的要求，前者可看作是智能电网的内容，后者可看作是形式，二者也是内容与形式的关系。显然这种关系是辩证的，即内容决定形式，而形式又反作用于内容。因此智能电网的建设要坚持以绿色高效为中心，智能化服务于绿色高效的指导方针。

　　智能电网与交直流特高压的关系

　　特高压分直流特高压和交流特高压，两者的技术特性及其在电网中的作用差别很大，不可混为一谈。直流特高压用于远距离、大容量输电，在经济和技术上具有明显优势。我国的水电、风电和太阳能资源较多集中在西部地区，有远距离输电的要求，因此直流特高压作为先进的输电技术是建设智能电网，实现我国电网绿色化不可缺少的手段。这一结论是明确的，也是早有共识的。

　　存在争议的是交流特高压。电网的电压等级随着电网规模的扩大不断由低向高提升，这的确是100多年来世界各国电网发展走过的一条共同道路。回顾历史不难看出，传统电网的技术路线，就是以提高电压等级的方法解决电网发展中出现的问题，从而满足经济社会对电力的需求。但是事物的发展并非总是一条直线，有的规律它只在一个阶段发挥作用。依靠提高电压等级发展电网的路线，是在以化石能源为基础，能源开发倾向于越来越集中的条件下形成的，可以说是第二次工业革命的产物。当新能源革命，即第三次工业革命在世界范围内兴起后，电网的发展实际上要走出这条路线，走上了一条新的，即建设智能电网的道路。