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劉振亞:智能電網承載并推動第三次工業革命
返回首頁   點擊率:次    發表時間:[2013-12-06 15:38]

黨的十八屆三中全會對全面深化改革作出重大戰略部署,將進一步解放和發展我國社會生產力和創造力,也將對能源和電力工業創新發展產生深遠影響。貫徹落實三中全會精神,關鍵要把握時代特征,立足行業實際,以改革創新精神,推動我國能源安全發展、清潔發展、環保發展、友好發展。當前,隨著新能源技術、智能技術、信息技術、網絡技術的創新突破,第三次工業革命正在孕育發展。在前兩次工業革命中,中華民族都落后了,追趕了二百多年。以全球視野和系統思維,深刻認識工業革命的內在規律和發展趨勢,對于我們深入貫徹落實三中全會精神,在新一輪工業革命中把握歷史機遇、搶占發展先機、贏得競爭優勢,推動能源電力工業科學發展,全面建成小康社會,實現中華民族偉大復興的中國夢,具有十分重要的意義。

智能電網承載并推動第三次工業革命

能源是人類生存和發展的物質基礎。近二百多年來,人類社會已經先后經歷了兩次工業革命??v觀工業文明的發展歷程,有一個突出特征,就是能源變革對工業發展具有決定性、全局性影響,推動著工業文明不斷向更高層次和水平演進。

1.能源變革是第三次工業革命的根本動力

始于18世紀中期的第一次工業革命,由于蒸汽機的發明與廣泛應用,煤炭迅速取代柴薪,推動了近代工業的建立和大發展。在這次變革中搶占先機的英國,從1770年到1860年的90年中,建立了世界上規模最大的煤炭工業,到19世紀中期,英國煤炭產量已占全球的2/3以上,并以此為基礎加快發展近代紡織、鋼鐵、機械、鐵路運輸等工業,率先在世界上建立近代工業體系。

始于19世紀中后期的第二次工業革命,由于電力的發明及廣泛應用,推動了現代工業的建立和大發展,不僅產生了電力、電器、石油、化工、汽車、通訊、信息等新的工業部門,而且推動了紡織、鋼鐵、機械、鐵路運輸等舊的工業部門升級。在這次變革中搶占先機的美國,從1910年到2010年的100年中,電力裝機、用電量、電網規模一直位居世界第一,美國也率先在世界上建立現代工業體系。如今電能已成為全球最重要的能源之一,從全球范圍看,以電為中心的能源開發利用格局正在加快形成,并成為全球能源發展的戰略方向。1980年—2012年,全球電力消費增長200%左右,而石油、天然氣、煤炭消費只分別增長40%、130%、110%左右,全球一次能源用于發電的比重從30%提高到40%左右,電能占終端能源消費的比重從10%上升至20%左右。

從兩次工業革命可以看出:能源變革對工業發展具有決定性的影響,沒有蒸汽機技術的突破,就不會有近代工業,沒有電力的廣泛應用,現代工業也無從談起;同時能源變革對工業發展又具有全局性的影響,既推動新的工業行業出現,也推動舊的工業行業升級??傊?,能源變革與工業革命有著很強的內在聯系,是工業革命的根本動力。

進入新世紀后,大規模開發利用化石能源帶來的能源危機、環境危機凸顯,建立在化石能源基礎上的工業文明逐步陷入困境,新一輪能源變革正在世界范圍內蓬勃興起。這一輪能源變革,是以電為中心、以新能源大規模開發利用為特征的能源變革。2000年—2012年間,全球風電、太陽能發電裝機分別由1793萬千瓦、140萬千瓦增長到2.8億千瓦、1億千瓦,分別增長了15倍和71倍。隨著新一輪能源變革的到來,新能源技術、智能技術、信息技術、網絡技術不斷突破,與智能電網全面融合,正在承載并推動第三次工業革命。新一輪能源變革與新一輪工業革命再次相伴發生,這不是歷史的巧合,而是因為能源變革是工業革命和工業發展的根本動力,誰能牢牢把握能源變革這個根本,誰就能在第三次工業革命中搶占先機。

2.發展智能電網是推動能源變革和第三次工業革命的必由之路

從歷史進程看,建立在化石能源傳統利用方式基礎上的工業文明已經難以為繼,第三次工業革命應建立在可持續供應的能源基礎上。以電為中心轉變能源開發利用方式,已成為全球能源發展的戰略方向,今后的能源變革都將圍繞更清潔更經濟的發電、更安全更高效的配置、更便捷更可靠的用電展開,由可再生能源轉換而來的電能全面取代化石能源只是時間問題。

電力廣泛應用,必須依靠電網來實現。1886年,美國西屋公司建成了世界上第一個交流輸電系統,從此世界電網遵循電壓等級由低到高、聯網規模由小到大、配置能力由弱到強、自動化程度越來越高的客觀規律快速發展,可劃分為三個階段。一是初級電網階段(從19世紀后期到20世紀中期),主要是基于早期控制技術、小機組發電技術,以低電壓、弱聯系為特征,以城市或局部區域電力配置為主的小型孤立電網。二是互聯電網階段(從20世紀中期到20世紀末),主要是基于現代控制技術、大機組穩定發電技術、大規模遠距離輸電技術,以高電壓、強互聯為特征,具有全國或跨國電力配置能力的大型同步電網。三是智能電網階段(從本世紀初開始),基于新能源技術、分布式發電技術、大規模儲能技術、超遠距離超大規模輸電技術、信息網絡技術和智能控制技術的快速發展,世界電網進入智能電網發展階段。

未來的智能電網,是網架堅強、廣泛互聯、高度智能、開放互動的“能源互聯網”。網架堅強,是指電網規劃科學、結構合理、安全可靠、運行靈活,適應風電、光伏發電、分布式電源大規模接入,適應供用電關系靈活轉換,具有強大的資源配置能力。主網架的電壓等級包括特高壓、超高壓、高壓等。廣泛互聯,是指互聯既跨地域,也跨行業。洲際骨干網架、國家骨干網架、地區電網、配電網、微電網協調發展、緊密銜接,構成廣泛覆蓋的電力資源配置體系;電網、互聯網、物聯網等相互融合,構成功能強大的社會公共服務平臺?;ヂ摰膹V泛性帶來了資源配置的廣泛性,既廣泛配置電力資源,也廣泛配置其他公共服務資源。高度智能,是指廣泛使用信息網絡、廣域測量、高速傳感、高性能計算、智能控制等技術,發電、輸電、變電、配電、用電和調度六大環節高度智能化、自動化運行,自動預判、識別大多數故障和風險,具備故障自愈功能。開放互動,是指發揮電網的網絡市場功能,構建開放統一、競爭有序,在能源資源配置中起決定性作用的電力市場體系,促進用戶與各類用電設備廣泛交互、與電網雙向互動,能源流在用戶、供應商之間雙向流動。 
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