我国智能电网建设的顶层设计探讨

　　我国智能电网的建设要经过一个以化石能源为主，到初步低碳化、基本低碳化、再到绿色化的过程。由于我国目前的电力以煤电为主，因此低碳化、绿色化的主要目标是降低煤电在电网中的占比。这个过程可设想分为四个阶段：第一阶段用12年左右的时间，到2025年将电网的煤电占比(指发电量占比，下同)由2013年的75%左右降至60%以下。第二阶段到2035年，再将煤电占比降至45%以下，实现电网的初步低碳化。第三阶段用大约15年的时间，即到建国100周年的时候，实现电网的基本低碳化，届时煤电的占比控制在25%以下。第四阶段即2050年后，根据新能源开发利用技术的进步情况，继续推进电网绿色化建设。

　　低碳化、绿色化的阶段目标如何确定，需要进行深入的研究和讨论，这里提出的只是一个抛砖引玉的设想。毫无疑问，实现上述目标需要经过长期的艰苦努力。我国电网最近几年煤电装机速度已明显放缓，其容量占比逐年下降。但就其发电量而言，占比却一直还很高，下降速度也低于容量占比。全国煤电装机2010年为68101万千瓦，占比70.5%;2012为75811万千瓦，占比降为66.2%;2013年煤电装机容量大约接近8亿千瓦，占比约为64%;3年内平均每年约下降2个百分点。而煤电发电量的占比2010年为77.8%，高于容量占比7.3个百分点;2012年由于雨量较充沛，水电发电量增加，煤电占比降至73.9%;2013年水电平均利用小时较2012年下降了273小时，估计煤电占比反而高于2012年(尚无确切的统计数字)。

　　电网规划是电网建设实践的指南。要在不太长的时间里实现电网低碳化和提高能效的预期目标，编制科学的、符合实际的、具有前瞻性和指导意义的电网发展规划，是一个十分关键的问题。各省和各区域电网应在全国智能电网顶层设计指导下，深入研究并制定本地2015～2050年的智能电网发展规划。要根据自身的实际情况，提出各自电网不同时期的低碳化和能效目标，以及智能电网的建设重点和具体措施，并在实施的过程中不断滚动调整和完善。

　　以绿色、高效为目标的智能电网发展规划应包括以下主要内容：

　　(1)实现电网低碳绿色化和提高能效的路线图和指导原则;(2)煤电的新建规划以及所有煤电机组的退役计划(新建机组论证必要性的同时，均要明确其服役期限);(3)可再生能源的开发建设和消纳规划;(4)天然气以及核电等清洁电源建设规划;(5)储能电源(含储能装置)建设规划;(6)电动汽车充、放电设施建设规划;(7)需求响应资源整合储备规划;(8)分布式电源小微电网建设规划;(9)适应电网低碳绿色化发展的各级输电网规划;(10)配电网建设及智能用电规划;(11)现代电网信息通信和调度智能化系统建设规划。

　　此外，还应根据各地的具体情况进行必要的专题研究，可选择的课题有：

　　(1)经济增长方式和能源消费方式转变对负荷水平影响分析;(2)区内及周边相关地区新能源资源开发利用评估;(3)对区外送入电力的方式、规模、特性的要求及适应性研究;(4)不同调峰措施单一或组合方式下电网运行经济性研究;(5)提高电网可再生能源消纳比例的措施研究;(6)电动汽车充、放电模式及对电网负荷曲线的影响研究;(7)最大限度减少弃水提高水能利用率研究;(8)电网尖峰负荷、备用容量与需求响应资源的关系研究;(9)水电为主电网新能源开发的原则和策略;(10)电网柔性化改造提高输电效率研究;(11)满足新型城镇化要求的低碳绿色、分布式供电方案研究;(12)电网的能效指标评价体系研究等。

　　近期规划是远期规划的基础，远期规划对近期规划提供指导。因此，“十三五”电网规划也需要遵循以“绿色、高效”为最终目标的指导思想进行编制，使我国电网从“十三五”开始，即理性、全面、科学、坚定地向着现代电网“绿色、高效”的方向和目标前进。

　　结语

　　智能电网与现代电网，尽管两者名称不同，但都被赋予了相同的内涵，指的都是不同于传统电网而由第三次工业革命催生的以“绿色、高效、互动、智能”为基本特征的新一代电网。因此智能电网就是现代电网，智能电网建设的顶层设计就是现代电网建设的顶层设计。

　　电网建设的顶层设计决定电网的发展方向和模式，为电网近期以及中长期规划的编制提供基本的指导原则。只要准确把握智能电网内涵的本质要求，深刻认识智能电网建设与能源生产和消费革命的关系，敢于以创新、创新、再创新的精神，冲破传统技术路线的束缚，同时善于汲取群众的智慧，在较短时间内提出我国智能电网建设的顶层设计和发展路线图是不困难的。

　　延伸阅读

　　关于智能电网建设的部分主要观点

　　从电网的发展来说，大力推进智能电网建设，智能化成为世界电网发展的新趋势。中国国家电网公司正在全面建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。坚强智能电网是安全可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的电网，对于全面提高电网的资源优化配置能力和电力系统的运行效率，保障安全、优质、可靠的电力供应，具有重大意义。

　　一方面，我国的水能、风能、太阳能等可再生能源资源具有规模大、分布集中的特点，而所在地区大多负荷需求水平较低，需要走集中开发、规模外送、大范围消纳的发展道路。发展核电，也需要坚强电网的支撑。特高压输电具有容量大、距离远、能耗低、占地省、经济性好等优势，建设特高压电网能够实现各种清洁能源的大规模、远距离输送，促进清洁能源的高效、安全利用。另一方面，核电的可调节能力较差，风能、太阳能发电具有随机性和间歇性，这就使电网运行控制的难度和安全稳定运行的风险明显增大。同时，风能、太阳能发电的设备利用率较低，需要相当规模的火电、水电等与之配套，“打捆”送出。因此，显著提高我国电网对清洁能源接入的适应性以及运行控制的灵活性、安全稳定的可控性，非常紧迫。此外，我国经济社会持续快速发展要求加快建设坚强智能电网。

　　坚强智能电网是包括发电、输电、变电、配电、用电、调度等各个环节和各电压等级的有机整体，是一个完整的智能电力系统。“坚强”是基础，“智能”是关键。坚强网架与智能化的高度融合，是我国电网发展的方向。我们必须走中国特色智能电网发展道路，把增强电网优化配置资源能力和抵御事故风险能力放在突出位置，建设以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网。