智能電網(wǎng)是能源安全和環(huán)境安全的重要支撐

　　伴隨著可再生能源的發(fā)展、能源危機的加劇及環(huán)境安全的嚴峻局面，電力系統(tǒng)正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度的復雜交互使得電力安全問題更加突出。智能電網(wǎng)的提出為解決新形勢下的電力能源安全注入了一劑強心劑。

　　在被納入國家發(fā)展戰(zhàn)略這一利好因素的影響下，智能電網(wǎng)這個“概念香餑餑”越來越引人注目。截至目前，中國已全面啟動智能電網(wǎng)試點工程，國家電網(wǎng)公司第二批試點的16個項目正在開展之中，且增加了新的項目內(nèi)容；智能電網(wǎng)標準建設也在緊鑼密鼓的進行中，部分企業(yè)標準已經(jīng)完成；各路資金紛紛涌入這一市場�？紤]到電力系統(tǒng)與外部環(huán)境之間的相互影響，如何從技術層面實現(xiàn)智能電網(wǎng)建設對電力安全以及環(huán)境安全的支撐作用？記者就這一話題采訪了國網(wǎng)電力科學研究院名譽院長、中國工程院院士薛禹勝。

　　《電力系統(tǒng)裝備》：和國際上其他國家對智能電網(wǎng)的定義不同，中國提出了“以特高壓電網(wǎng)為骨干電網(wǎng)，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強智能電網(wǎng)”，您如何看待這一獨特的發(fā)展理念？

　　薛禹勝：智能電網(wǎng)并沒有嚴格的定義及固定的判據(jù)，之所以提出這個概念是因為必須改造現(xiàn)在的電網(wǎng)去適應形勢的發(fā)展。對如何去適應新的挑戰(zhàn)的問題，不同國家的感受不盡相同。歐美發(fā)達國家現(xiàn)有的輸電網(wǎng)比較強大，因此客觀上允許其注意力集中在配電網(wǎng)上，而在其主觀上也因?qū)﹄娋W(wǎng)抵御極端災害的認識不足，而輕視了輸電網(wǎng)的強壯性問題。中國水能主要集中在西南地區(qū)，陸地風能主要集中在東北、華北和西北，太陽能主要集中在西藏、西北地區(qū)，這些可再生能源規(guī)模大而集中，而負荷中心卻集中在沿海地區(qū)。這樣的能源結(jié)構(gòu)必須要依靠堅強而智能的電網(wǎng)，前者是基礎，后者是支撐，兩者都不可或缺。

　　構(gòu)建堅強電網(wǎng)可以提高系統(tǒng)可靠性、運行靈活性和適應性，有利于能源資源的大范圍、高效協(xié)調(diào)。然而，這并不是說要先解決輸電網(wǎng)問題，再去發(fā)展配電網(wǎng)。國家電網(wǎng)公司提出的“以特高壓電網(wǎng)為骨干電網(wǎng)，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強智能電網(wǎng)”符合中國國情及電力系統(tǒng)特點。

　　我認為應該將智能電網(wǎng)理解為電力系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展的一個愿景，而不是趨于它的具體路徑。愿景中的電力供應反映在安全可靠性的不斷提高，更加節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展，更加環(huán)境友好，更加用戶友好。這是個多領域、多專業(yè)的系統(tǒng)工程，因此不應該忽視任何薄弱環(huán)節(jié)，沒有必要也不可能為不同背景的國家設計同樣的路徑，這是個殊途同歸，而不是獨木橋的問題。中國不應該簡單復制國外電網(wǎng)的發(fā)展路徑，必須在廣泛吸收國際經(jīng)驗的同時，按照自己的情況科學地決策。反過來看，許多大停電災難發(fā)生在發(fā)達國家，是不是也有其過分迷信輸電可靠性的因素呢？我相信時間還會繼續(xù)證明這一點。

　　《電力系統(tǒng)裝備》：在您看來智能電網(wǎng)對能源安全和環(huán)境安全的支撐體現(xiàn)在哪些方面？

　　薛禹勝：作為最復雜的人造系統(tǒng)之一，電力系統(tǒng)生產(chǎn)的重要產(chǎn)品是能源流，它從發(fā)電廠流向用戶，而資金流則逆向流動。如今分布式電源在配電側(cè)和用戶側(cè)的大量接入使原本單向的能源流出現(xiàn)反方向流動，對監(jiān)控、分析、保護等提出一系列新的問題。用戶從以前的純粹消費電能的角色轉(zhuǎn)變?yōu)橐部梢詤⑴c發(fā)電，從而也影響到電力系統(tǒng)的資金流。為了支撐能源流和資金流，信息流應該覆蓋全部流程。但當前采集的信息大多局限于發(fā)電環(huán)節(jié)和輸電環(huán)節(jié)，用戶的深度參與使配電側(cè)的雙向信息流不能再被忽視。

　　除此之外，電力系統(tǒng)生產(chǎn)、傳送和消費的各個環(huán)節(jié)中都會直接或間接地排放溫室氣體及其它環(huán)境污染物，這是電力系統(tǒng)與環(huán)境安全的關系日趨緊張的重要因素。電力系統(tǒng)能源流、資金流、信息流的不暢通，或者排放流的失控都會影響電力安全，進而影響能源、環(huán)境與社會的安全。因此，必須有效降低一次能源阻塞、環(huán)境阻塞、資金阻塞、技術阻塞、電能質(zhì)量阻塞等各種廣義阻塞，保證安全經(jīng)濟可靠供電，滿足社會用電，并有效控制日趨惡化的運行環(huán)境，減少災害頻度和嚴重程度。

　　《電力系統(tǒng)裝備》：在智能電網(wǎng)建設中，規(guī)劃廣域信息的采集、分析和過程的控制，在區(qū)域電網(wǎng)或更大范圍內(nèi)規(guī)劃保障體系是電力系統(tǒng)自愈性的重要體現(xiàn)，請您介紹一下這方面的技術發(fā)展？

　　薛禹勝：通過事先估計風險并作出相應的調(diào)整叫預防控制，這項技術目前在中國高電壓電網(wǎng)中已經(jīng)比較成熟并且廣泛應用。但是需要指出目前這項技術針對的故障局限于電力系統(tǒng)內(nèi)部，對于外部環(huán)境引發(fā)的電力供應阻塞甚至停電，目前的防御體系還不完善。

　　電力系統(tǒng)是能源系統(tǒng)和環(huán)境安全中的一部分，它們之間緊密聯(lián)系，相互影響。為了保證電力安全，必須同時考慮環(huán)境安全和一次能源安全，將電力安全提高到更高的層面。

　　在預想故障下，如果能采用仿真決策工具做好電力安全、能源安全和環(huán)境安全的量化分析，那么就能在參數(shù)中間找到它的安全域，包括物理安全域、經(jīng)濟安全域和環(huán)境安全域，而安全運行點位于這3個安全域的交集中，即全局安全域。當工作點在安