坚强智能电网体系研究报告

国际领先、自主创新、中国特色坚强智能电网体系研究报告（初稿）“坚强智能电网体系研究”技术综合组2009年4月8日－I－目录前言.....................................................11建设中国特色智能电网的重要意义............................31.1未来电网发展所面临的形势和要求........................31.2构建国际领先、自主创新、中国特色的坚强智能电网，是适应中国国情，满足未来各方面发展需求的战略性选择...............102中国坚强智能电网发展目标.................................142.1中国坚强智能电网的内涵与特征.........................142.2中国坚强智能电网建设的总体目标和基本构架.............163目前在相关领域开展的研究和实践...........................273.1清洁能源及储能领域...................................273.2输配电领域...........................................293.3用电领域.............................................373.4信息通信技术领域.....................................383.5坚强智能电网试点.....................................404技术框架体系与实施计划...................................414.1分阶段主要技术成就...................................414.2发展基础体系.........................................42－II－4.3技术支撑体系.........................................494.4智能应用体系.........................................564.5标准规范体系.........................................655近期重点工程............................................705.1坚强电网建设.........................................705.2高级调度中心建设.....................................705.3风电、太阳能发电技术研究中心建设.....................715.4灵活输电技术研究与应用...............................715.5用户用电信息采集和互动系统建设.......................715.6电网大容量储能示范工程建设...........................725.7智能化变电站建设.....................................725.8智能化用电设备研发与应用.............................726社会效益综合评估.........................................726.1节能效益.............................................746.2减排效益.............................................786.3社会经济效益.........................................817相关建议................................................857.1对公司推动坚强智能电网建设的有关建议.................857.2对国家主管部门的有关建议.............................90－III－附件：关于高温超导输电技术的研发和应用情况简介.............91－1－前言电网是经济社会发展的基础设施和重要的公用事业，实现电网的安全稳定运行、提供高效优质清洁的电力供应是全面建设小康社会和构建社会主义和谐社会的重要保障。随着我国经济社会持续健康发展和人民生活水平不断提高，对坚强电网建设、电网安全稳定运行、电能质量和优质服务水平提出了更高要求。进入二十一世纪以来，国内外电力企业、研究机构和学者对未来电网的发展模式开展了一系列研究与实践，智能电网理念逐步萌发形成，并开展了广泛的研究实践。国家电网公司从我国能源和负荷分布现状以及社会主义初级阶段的基本国情出发，从世界各国电网发展的新趋势出发，从国家电网发展改革的实际出发，进一步对我国经济和电力发展历史阶段、我国能源资源分布基本格局进行再认识，按照安全可靠、清洁高效、自愈可调的总体要求，提出了规划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，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的国际领先、自主创新、中国特色的坚强智能电网的战略发展目标，形成了坚强智能电网“一个目标，两条主线、三个阶段、四个体系、五个内涵”的基本构架。立足于服务发电企－2－业、服务用户、服务社会的基本理念，制定了坚强智能电网的分阶段建设目标和重点任务，形成了初步的技术发展路线。同时，对坚强智能电网在节能、环保、服务社会以及带动经济社会发展等方面的社会经济效益进行了初步评估分析。－3－1建设中国特色智能电网的重要意义电力行业是重要的基础产业，电网是实现我国能源战略布局的重要手段、能源产业链的重要环节和国家综合运输体系的重要组成部分，发展任务艰巨。结合我国国情、借鉴国外发展趋势，建设具有中国特色的智能电网，是立足于经济社会对我国电网发展要求的战略性选择。通过技术创新与管理创新，综合运用信息、通信、控制、管理等领域的先进技术成果，实现电力流、信息流、业务流的高效协同，是构建稳定、经济、清洁、安全的现代能源供应体系的客观需求，对于保障我国经济社会和谐发展，实现节能减排，履行公司社会责任具有重要意义。1.1未来电网发展所面临的形势和要求未来几十年将是我国全面建设小康社会，向工业化、城镇化、信息化和现代化深入推进的重要发展时期，经济社会将继续保持平稳较快发展。这一时期，也是我国加强节能减排，建设“资源节约型、环境友好型”社会，实现能源与经济社会和谐发展的关键时期。相应地，对作为重要基础产业的电力工业发展，尤其是电网发展提出了更高、更多的要求。着重体现在以下几个方面：第一，我国大范围能源资源配置和可再生能源－4－的大规模集中接入要求电网结构更加坚强合理，控制管理更加灵活便利。第二，“两型”社会建设要求电网在确保安全可靠的前提下，着重提升其运行效率和灵活管理能力。第三，随着我国经济社会不断发展，将对现有电网的输送能力、电能质量和优质服务提出更高要求。第四，国际社会对气候变化问题的高度关注，使能源结构优化和提高能源效率成为世界各国获得国际话语权、彰显国际竞争力和实现可持续发展的重要内容。1.1.1经济社会持续健康发展，迫切需要加快电网建设，提升电网的资源配置能力和运行效率国外发达国家的发展历程表明，工业化、城镇化时期的电力需求将随着经济社会的发展呈快速增长态势。根据全面建设小康社会的奋斗目标，预计到2020年，我国用电需求将达到7.67万亿千瓦时，发电装机将达到16.4亿千瓦，分别是2008年的2.2倍和2倍。届时，全国人均用电量也仅为经合组织国家2007年水平的一半，电力工业发展的任务还相当艰巨，对加快电网发展提出了迫切要求。另外，由于长期“重发轻供”，我国电网和电源发展一直不协调，电网发展明显滞后，网架结构薄弱，城市和农村供电水平不高，优化配置资源和抵御严重自然灾害的能力不强，严重制约了电网输配效率的有效发挥，影响了供电能力的提升。2008年发生的严重冰雪灾害和特大地震－5－灾害，进一步凸显了加强电网建设的重要性和紧迫性。受国际金融危机影响，国内电力供需形势暂时出现供大于求的局面，但我国电力工业发展的总体趋势和基本格局并未发生根本性变化，为满足未来经济社会全面发展而快速增长的能源电力消费需求，必须加快各级电网建设，构筑结构合理、能力强大、运行灵活的电网系统，实现安全、可靠和经济高效的电力供应，促进电力行业的协调可持续发展。1.1.2我国能源资源分布特点及大规模可再生能源发展，迫切需要提升电网的资源优化配置能力，支撑国家能源战略实施我国能源资源与生产力布局呈逆向分布，能源资源主要分布在西部、北部和西南等经济相对落后地区，而能源消费主要集中在东中部经济发达地区。随着未来能源开发重心进一步向西部和北部地区转移，逆向分布趋势将更加明显。能源资源的分布特点决定了我国基地式的能源开发格局。总体来看，位于西部和北部的大煤电基地、西南大水电基地距离东部负荷中心一般为800～3000公里，基地电力外送规模大、距离远。因此，依托先进的特高压输电技术，建设电力“高速公路”，实现大型能源基地的大规模电力外送，已成为构建我国现代化能源运输体系的重要内容。此外，为提升应对气候变化的能力，国家加大了对风电、－6－太阳能等其它可再生能源开发的力度，相应地对电网的接纳能力和资源优化配置能力提出了更高的要求。尤其是处于“三北”地区的大型可再生能源基地，当地电力需求有限，无法实现电力就地消纳，需要通过电网远距离输送到负荷中心地区。对电网而言，无论在技术上还是经济上，都是一个巨大的挑战。因此，立足于国家能源战略的有效实施，必须加快构建以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的电网体系，以实现各种能源基地的能源输送，实现对大规模可再生能源开发的有序接入，并通过先进的调度和控制技术，实现各种能源资源之间的优化配置，提高电力输配的安全可靠性和经济高效性。1.1.3推动节能减排、服务“两型”社会，迫切需要推动新型电能利用模式，提高电能在终端能源消费中的比重以煤为主的能源供需格局，使我国在大气污染排放方面成为世界的主要关注对象。长期以来，在我国终端能源消费中，煤炭比重一直在40%以上，远远高于世界平均水平（2006年约8.6%），成为影响大气环境质量的重要因素之一。目前我国二氧化硫的年排放量居世界第一位，每年因大气污染造成的经济损失约占GDP的2～3％。我国油气资源较为贫乏，煤炭和水能资源相对丰富，煤电、水电在我国电力生产中将长期占据主导地位，以煤为主的能源－7－格局将长期存在。在我国油气资源供应能力有限的情况下，推动新型的电能利用模式应用，优化能源消费结构，大力提高电能在终端能源消费中的比重，是促进节能减排，服务“两型”社会建设，提高能源利用效率的重要途径，是国家能源可持续发展的必然趋势。通过加强用户与电网之间的信息集成共享，电动汽车接入、双向电能交换等应用将进一步改善电网运营方式和用户电能的利用模式，推动低碳经济和节能环保的长足发展。进一步加强电网集约化建设，不断提高电网资源配置能力和服务创新能力，为终端用户提高安全可靠、经济优质、方便灵活的电力服务，已成为未来电网发展的重要任务。1.1.4未来经济社会发展对电能质量和多元化服务的要求，迫切需要提升电网运行的安全可靠性、灵活性和互动能力信息化是推动经济社会发展和变革的重要力量，是我国未来社会发展的主要趋势之一。信息社会的正常运转高度依赖于电力的可靠、安全和优质供应。随着电气化水平的不断提高及智能电器的大规模应用，发电企业和电力用户对提高服务质量、丰富服务内容、更新服务理念也将提出更高要求。在电源侧，需要电网提供更加可靠、灵活、经济的电力接入和输送平台，以保障传统电力和新能源的高效、经济和可靠－8－外送需要；需要通过电网