氣候變暖、能源短缺是迄今人類所遇到的最大范圍的公共危機，向低碳綠色經(jīng)濟轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為世界經(jīng)濟發(fā)展的大趨勢，節(jié)能減排、綠色能源、可持續(xù)發(fā)展等課題逐漸成為各國關(guān)注的焦點。各國政府已開始認識到智能電網(wǎng)在促進開發(fā)低碳技術(shù)方面的重要意義，越來越把智能電網(wǎng)建設(shè)當作一項戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施投資。
為了卓有成效的推進新能源和智能電網(wǎng)的技術(shù)融合與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，10月21日上海市松江區(qū)經(jīng)濟委員會與上海市新能源協(xié)會聯(lián)合寧波興諾創(chuàng)業(yè)投資有限公司在上海智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基地，組織有關(guān)專家學(xué)者，政府管理部門領(lǐng)導(dǎo)，行業(yè)科研機構(gòu)行家，產(chǎn)業(yè)界精英，行業(yè)協(xié)會領(lǐng)導(dǎo)，特別是邀請從事新能源和智能電網(wǎng)技術(shù)融合并取得突破性創(chuàng)新進展的技術(shù)專家，共同召開了“新能源和智能電網(wǎng)技術(shù)與實踐研討會”。
與會人員普遍認為，提高能源效率和可再生能源使用效率、減少溫室氣體排放，是未來電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，并針對目前各國提出各種智能電網(wǎng)概念和規(guī)劃進行了研討，大家一致認為一個可以融合分布式可再生能源的智能電網(wǎng)是國家能源戰(zhàn)略的方向，是改革能源布局的必由之路。
智能電網(wǎng)的發(fā)展目標是建設(shè)節(jié)能、環(huán)保、高效、可靠、穩(wěn)定的現(xiàn)代化電網(wǎng)，其核心內(nèi)容之一是解決分布式能源中各種新能源發(fā)電的接入和有效調(diào)配以及安全、可靠、穩(wěn)定運行問題。
解決智能電網(wǎng)與分布式能源的融合問題，是擺在全世界電力行業(yè)的一個“心病”。這是因為風(fēng)能和太陽能光伏等可再生新能源發(fā)電存在不穩(wěn)定、可調(diào)度性低、接入電網(wǎng)技術(shù)性能差和對電網(wǎng)諧波管理的影響等一系列問題有待解決；對此世界各國都非常關(guān)注,提出了不少問題的設(shè)想,雖然各有不同,但是,都認識到以分散方式構(gòu)建組成微網(wǎng)并接入配電網(wǎng)就地平衡，加強用戶側(cè)互動與管理,可推進分布式電源利用，促進智能住宅的發(fā)展，加速智能電網(wǎng)和互動服務(wù)體系建設(shè)。
可以說,未來智能電網(wǎng)的重要角色之一的終端用戶，是指在新型電力市場中，以利用風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電等分布式電源為目的的單一電網(wǎng)用戶者。其追求的目標是將自有的發(fā)電設(shè)備容量在幾百瓦至幾百千瓦之間，單機容量在100 千瓦以下，自發(fā)自用，多余電量自行調(diào)配出售或出售給電網(wǎng)，在配電網(wǎng)低壓側(cè)（或用戶側(cè)）自行組網(wǎng)或并網(wǎng)，由智能控制器自動控制組網(wǎng)或并網(wǎng)條件，當滿足組網(wǎng)或并網(wǎng)條件時自動組網(wǎng)或并網(wǎng)，反之，則隨時脫網(wǎng)。對于發(fā)電設(shè)備容量在幾百瓦至幾千瓦之間的家庭用戶，可通過220V插座“即插即得”。
在我國，國家電網(wǎng)公司談的堅強智能電網(wǎng)，更多的是指如何全國電網(wǎng)一盤棋，建設(shè)它的高壓、超高壓輸電網(wǎng)絡(luò)，讓它的輸電網(wǎng)絡(luò)更加優(yōu)化，特別是跨區(qū)域資源的整合，堅強的電源骨干網(wǎng)架是任何模式的智能電網(wǎng)所必須具備的安全支撐基礎(chǔ)框架，智能的能源信息框架及控制調(diào)配分析決策模型是實現(xiàn)智能電網(wǎng)技術(shù)的載體，特別是靈活接入分布式可再生能源將是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的巔峰時代。
不過,我國智能電網(wǎng)目前在以利用太陽能發(fā)電等分布式電源發(fā)電的接入問題和應(yīng)用推廣方面遇到巨大的壓力和挑戰(zhàn)。
以太陽能發(fā)電為例，從技術(shù)與市場模式上看，目前有兩種作法，一是并網(wǎng)發(fā)電、賣給電力公司，這就需要蓄電——變電——輸電，進電網(wǎng)后還要二次變電和經(jīng)過配電后供給用戶；這一過程投資增加了約30%，資源消耗了近30%.本身昂貴的太陽能發(fā)電系統(tǒng)（大約30-40 元人民幣/瓦的投資）一年的發(fā)電回報僅一元多人民幣(按1 元/度計)，回報率僅為2.5%～3%。由于有政府的巨額補貼，每瓦我國補貼約20元（或投資額的50%～70%），以及收購電價的補貼每度1.5～2.5 元人民幣，使得投資者有10%～15%的回報。但是，政府的負擔(dān)巨大，一次補貼每瓦約20 元，而日后電價補貼更不可小視，每一瓦每年還要2～4 元電價，《規(guī)劃》提出到2020 年太陽能發(fā)電180 萬千瓦。以此計算國家要承擔(dān)一次補貼為3600億元,而每年還要承擔(dān)電價補貼約為360 億元。不過這只是美國太陽能屋頂計劃發(fā)電能力的三分之一;相當于日本2007 年的太陽能發(fā)電能力。
另一種方式，就是孤島形式，一戶一系統(tǒng)，自裝自用，國家給予一次性補貼，——我國對邊遠地區(qū)（鄉(xiāng)村）采用此方式，此方式難以擺脫靠天發(fā)電，靠天用電的限制，為了改善應(yīng)用效果，只有加大投資，增大太陽能發(fā)電設(shè)備，增加蓄電池容量，這樣的結(jié)果是好天時浪費，壞天氣又不夠用，而且，用電大時不夠用，不用電時還需要放電（家庭外出旅游一周就出現(xiàn)此狀況），對用戶用電來說沒有保證。
由于系統(tǒng)發(fā)電不僅太少，對于孤島方式而言又不可能組網(wǎng)或并網(wǎng)實現(xiàn)共享或互補，其使用質(zhì)量和效率大打折扣。
從深層次上看，太陽能發(fā)電板（目前大多是晶硅材料），材料制作過程是高耗電的，要其5～7 年的發(fā)電才能抵償，國家扶植進行投資補貼也是雙刃劍，一方面從戰(zhàn)略上講是儲存了資源，將煤電儲存在太陽能電池板上；另一方面，在電網(wǎng)技術(shù)與條件不具備時，分布式電能應(yīng)用模式在需要大量輸血，才能維持生存的狀況下，無疑造成巨大的投資浪費和資源耗損，其規(guī)模和程度也是驚人的。
因此，全球?qū)＜译m然沒有一個共同的結(jié)論，但是共同認識到，隨著技術(shù)的進步，可預(yù)見未來的電網(wǎng)會逐漸擺脫過去單一集中式發(fā)電的模式，而轉(zhuǎn)向分布式發(fā)電輔助集中式發(fā)電的模式。同時，當大量的分布式電源集成到大電網(wǎng)中時，多數(shù)是直接接入各級配電網(wǎng)，使得電網(wǎng)自上而下都成了支路上潮流可雙向流動的電力交換系統(tǒng)，但現(xiàn)時的配電網(wǎng)絡(luò)是按單向潮流設(shè)計，不具備有效集成大量分布式電源的技術(shù)潛能。從而難以處理分布式電源的不確定性和間歇性，難以確保電網(wǎng)的可靠性和安全，問題十分突出。由此可以看出，分布式能源的技術(shù)與市場的重要方向就是建立既獨立又可以控制的微網(wǎng)并與智能電網(wǎng)相融合。
對此，我國工程技術(shù)人員進行了不懈的努力和創(chuàng)新，其中由專利發(fā)明人、資深工程技術(shù)專家周錫衛(wèi)高級工程師提出的“混合電力智能調(diào)配技術(shù)”，正是微網(wǎng)研發(fā)實踐的典范實例。此次在上海召開的“新能源和智能電網(wǎng)技術(shù)與實踐研討會”上發(fā)布的混合電力智能配電系統(tǒng)，從技術(shù)上和實踐上都很好地實現(xiàn)了多能源電力輸入，多電源電力輸出，智能化節(jié)點，數(shù)字化互連，節(jié)點間自由互連，資源自動調(diào)配與共享，自動構(gòu)建形成微網(wǎng)且可多微網(wǎng)互連、互通；也可以作為電網(wǎng)單一可控的獨立用戶系統(tǒng)很好的與大電網(wǎng)相連，解決了分布式能源接入電網(wǎng)的難題，實現(xiàn)電能互補，增強大電網(wǎng)和微網(wǎng)兩個方面的性能魯棒性及改善黑啟動能力。
混合電力智能調(diào)配技術(shù)的實踐，采用了先進的多傳感和雙向監(jiān)測與計量技術(shù)、先進的電子電力模塊技術(shù)、先進的多智能體自動控制方法、獨到的“時段關(guān)系”路徑接續(xù)法等先進的技術(shù)和方法，實現(xiàn)自由組網(wǎng)以及先進的智能決策與調(diào)配模型與支持系統(tǒng)技術(shù)，從而構(gòu)成安全、高效、環(huán)保的微網(wǎng)。混合電力智能調(diào)配技術(shù)的系統(tǒng)方案，突破現(xiàn)有的電力市場的供電模式，相對于目前在全球走紅的智能電網(wǎng)的主導(dǎo)技術(shù)方案而言，是真正實現(xiàn)用戶側(cè)雙向交互管理的解決方案，徹底改觀了基于智能電表的智能電網(wǎng)給予用戶有限信息，特別是用戶始終處于被動交互模式。使用戶能夠自由組網(wǎng)，即插即用，自主買電、自主賣電；用戶有機會在電力市場上從被動轉(zhuǎn)向主動，從單向轉(zhuǎn)為雙向，找回平等互惠的用戶尊嚴。
科研人員根據(jù)研究與實踐的初步測算，利用混合電力智能調(diào)配技術(shù)構(gòu)成的微網(wǎng)，相對于并網(wǎng)方式其投資可以節(jié)省約30%，綜合效率可以提高約30%，因此，投資效益相對于并網(wǎng)方式可以提高一倍以上?；谖⒕W(wǎng)形式的用戶級混合電力智能配電系統(tǒng)，在無需政府補貼電價的情況下，參照階梯電價的計算方法進行測算，年收益達到8%以上。使得太陽能發(fā)電在政府每年不支付電價補貼即不“輸血”的情況下依然能夠生存。
由于基于微網(wǎng)形式的用戶級混合電力智能配電系統(tǒng)可以方便地組成微網(wǎng)，并可以作為電網(wǎng)單一可控的獨立用戶系統(tǒng)很好的與大電網(wǎng)相連，解決了用戶側(cè)發(fā)電供電和組網(wǎng)并網(wǎng)的接入難題，降低了投資和并網(wǎng)的門檻，使民營資本乃至百姓資本易于進入新能源電力市場，將有利于加快新能源和智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展。
