近日,國家電網(wǎng)能源研究院首席專家馮慶東先生以《能源互聯(lián)網(wǎng)與分布式光伏》為題進行了主旨演講。
馮慶東表示,未來的能源互聯(lián)網(wǎng),是以電力系統(tǒng)為核心、以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)、以大規(guī)模接入可再生能源為主的采用先進信息通信技術(shù)和電力電子技術(shù)的分布式能源的管理系統(tǒng)。
他認為,能源互聯(lián)網(wǎng)采用什么樣的信息通信技術(shù)來實現(xiàn)協(xié)調(diào)控制,是非常重要的問題。目前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還不能用于能源領(lǐng)域的協(xié)調(diào)控制,存在許多先天不足,能源互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制需要采用先進的信息通信技術(shù)(ICT),而不僅僅是互聯(lián)網(wǎng)。互聯(lián)網(wǎng)思維還沒有形成嚴謹完善的理論體系,在能源領(lǐng)域?qū)嵤┛缃缢季S要慎之又慎。
同時,馮慶東表示,目前對能源互聯(lián)網(wǎng)的信息層、業(yè)務層炒得過熱,忽視了過程層也就是能源基礎(chǔ)設施的物理層有哪些問題需要解決,而后者可能才是能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸。
以下是馮慶東先生在本次論壇上的發(fā)言實錄:
我今天主要講講能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)與實施方案等內(nèi)容。
我們正處在一個能源轉(zhuǎn)型的時代,大家都已經(jīng)意識到了,隨著風力發(fā)電和光伏發(fā)電大量接入電力系統(tǒng)以后,我們面對一系列問題,可再生能源的隨機性和波動性,對電源結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負荷結(jié)構(gòu)都會帶來比較大的變化。
當然,這個變化是漸進性的,而且是長期的。
因此,面對未來的能源互聯(lián)網(wǎng),特別是未來可再生能源大量發(fā)展的時候,會出現(xiàn)什么樣情況,其中有很多理論問題和技術(shù)問題都需要研究和解決。
當下,對于能源互聯(lián)網(wǎng),還有不同的認識,不同的角度、不同的研究方向會得出不同的結(jié)論,許多理論問題和技術(shù)問題并沒有達成共識,這很正常。
我們理解的能源互聯(lián)網(wǎng),是以電力系統(tǒng)為核心、以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)、以大規(guī)模接入可再生能源為主的、采用先進的信息通信技術(shù)和電力電子技術(shù)的分布式能源的管理系統(tǒng),還包括信息物理系統(tǒng),對物理設施進行廣域的協(xié)調(diào)控制,能夠?qū)崿F(xiàn)多種能源的互補。
現(xiàn)在多能互補的概念炒得很熱,其實,多能互補的主要目的是要接納可再生能源和提高能源利用效率,因為我們的能源利用效率很低,但用能總量卻很高。
我們認為,能源的基礎(chǔ)設施主要包括光伏發(fā)電、風電、儲能裝置、變流器、分布式能量管理系統(tǒng)、高速通信網(wǎng)絡和測控終端等。
未來能源互聯(lián)網(wǎng)的總體架構(gòu),在主干網(wǎng)這一層,要發(fā)展成交直流混合電網(wǎng),這個現(xiàn)在已經(jīng)在發(fā)展。
在配電網(wǎng)層面,主要通過環(huán)狀或輻射狀的網(wǎng)絡形成交直流混合配電網(wǎng),未來會出現(xiàn)直流配電網(wǎng),還有直流供電,在低壓配網(wǎng)會出現(xiàn)直流負荷。包括LED、電動汽車、電梯等。
在用戶層面,則要實現(xiàn)分布式的能源微網(wǎng)。這也是未來最有活力的層面,是未來發(fā)展的重點,將面向工廠、商業(yè)樓宇、社區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等諸多場景。
能源互聯(lián)網(wǎng)未來的基本形態(tài)是風電、光伏發(fā)電高滲透率接入,是以大規(guī)模的分布式電源和微網(wǎng)為基礎(chǔ)的。而且在區(qū)域能源的基礎(chǔ)上,力爭實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的能源平衡。
所以,將會面臨很多問題,有技術(shù)方面的,有成本方面、政策方面的。大家現(xiàn)在更多關(guān)注的是政策,對技術(shù)和成本重視不足,實質(zhì)上很多問題最后的瓶頸還是歸結(jié)為技術(shù)上沒有突破。
能源轉(zhuǎn)型是一個長期的系統(tǒng)工程,不光技術(shù)上要突破,成本上也要突破。成本沒有突破是不能大面積推廣的,高成本的大面積推廣會造成財政負擔過重。那么,成本靠什么突破?很大一部分還是靠技術(shù)創(chuàng)新。
因此,未來能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,要借助先進的信息通信技術(shù)(ICT)。這種提法在能源轉(zhuǎn)型過程中比“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”的提法更準確?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+”的具體落實,實質(zhì)上也是靠先進信息通信技術(shù),來實現(xiàn)資源的靈活聚合與分解。
我們未來要實現(xiàn)電源、電網(wǎng)、負荷等各種資源的靈活協(xié)調(diào)、控制、聚合與分解。為什么我們建了那么多大型風場、大型地面光伏電站不能并網(wǎng)?會出現(xiàn)棄風、棄光的現(xiàn)象?很大一部分的原因,是缺少靈活的、可調(diào)控的資源,不能很好的實現(xiàn)聚合與分解,這是一個核心問題。
能源互聯(lián)網(wǎng)要實現(xiàn)的主要目標中,就包括提高電源的靈活性與調(diào)節(jié)性,提升電網(wǎng)的靈活性,提升負荷的靈活性等等。
那么,如何提升電網(wǎng)的靈活性?將來大量的光伏發(fā)電、風電接入配電網(wǎng)后,怎么去靈活調(diào)整網(wǎng)價來轉(zhuǎn)移負荷,這是我們要面對的問題。
負荷的靈活性,可以通過實施需求側(cè)管理、需求響應,包括對空調(diào)、蓄冷、電動汽車、儲能等進行協(xié)調(diào)和控制來實現(xiàn)。
關(guān)于能源基礎(chǔ)設施的數(shù)字化和智能化問題。我們認為,首先是能源基礎(chǔ)設施的數(shù)字化問題,然后是智能化問題。如果這些問題不解決,實時數(shù)據(jù)采集不上來、傳輸不上去,遠程運維、能源交易等很多功能都會受到限制。包括能源大數(shù)據(jù)也是一樣,如果數(shù)據(jù)不全,挖掘出來的可能就是一個啼笑皆非的結(jié)果。
能源大數(shù)據(jù)應用的瓶頸是實時數(shù)據(jù)能不能采集上來、歷史數(shù)據(jù)積累夠不夠的問題。要想實現(xiàn)多能互補,熱的數(shù)據(jù)怎么來?水的數(shù)據(jù)怎么來?氣的數(shù)據(jù)怎么來?電的數(shù)據(jù)怎么來?都在不同的行業(yè)領(lǐng)域里面掌握著,不是隨便就能拿出來的。
所以,我們一定要把核心問題關(guān)注到過程層,不要老在業(yè)務層暢想,而其實底下的問題被忽視了,并沒有解決。
因此,能源互聯(lián)網(wǎng)要分階段地建設,要根據(jù)不同技術(shù)的成熟度和進展情況,解決不同的問題,不能急于求成。
什么樣的階段要做什么事,一定是根據(jù)技術(shù)的成熟度來決定的。能源互聯(lián)網(wǎng)是個系統(tǒng)工程,需要自上而下的設計、自下而上的實施,需要做好規(guī)劃、做好頂層設計。
還要以分布式能源、智能微網(wǎng)、需求側(cè)管理、需求響應為切入點,要做好光伏發(fā)電和風電的功率預測,做好負荷預測,做好電價預測,等等。
我們認為,中國的能源互聯(lián)網(wǎng)要從中國的實際出發(fā),主要在于創(chuàng)新,一是突破技術(shù)瓶頸,二是突破成本瓶頸。創(chuàng)新需要專注,創(chuàng)新需要潛心研究,創(chuàng)新不需要炒作。
創(chuàng)新的過程具有很多的不確定性,一是光伏、儲能、電動汽車的進步,不一定是完全同步的,二是能源基礎(chǔ)設施的技術(shù)進步并不一定嚴格遵循摩爾定律,三是要勇于承認中國有的技術(shù)與國際先進水平的差距,而且在關(guān)鍵領(lǐng)域的差距還很大。