導(dǎo)讀:隨著智能電網(wǎng)時代的到來,世界各國的智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)全面啟動。在智能電網(wǎng)理念逐步成為業(yè)界共識的進(jìn)程中,許多國家都確立了智能電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)、行動路線及投資計劃,但鑒于不同地區(qū)的監(jiān)管機(jī)制、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況的不同,各地的智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略也有所不同。
隨著智能電網(wǎng)時代的到來,世界各國的智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)全面啟動。在智能電網(wǎng)理念逐步成為業(yè)界共識的進(jìn)程中,許多國家都確立了智能電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)、行動路線及投資計劃,但鑒于不同地區(qū)的監(jiān)管機(jī)制、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況的不同,各地的智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略也有所不同。
為了更好地了解和把握全球智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀,從而為我國智能電網(wǎng)建設(shè)及智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供借鑒與啟示。
要達(dá)成智能電網(wǎng)容納20%可再生能源的目標(biāo),最大的制約是可再生能源的間歇性和對電網(wǎng)安全的沖擊性。2010年,以英法德為代表的歐洲北海國家正式擬定了聯(lián)手打造可再生能源超級電網(wǎng)計劃:在未來十年內(nèi)建立一套橫貫歐洲大陸的電力系統(tǒng),電池板與挪威的水電站連成一片,從而發(fā)揮不同特性電源間的互補(bǔ)優(yōu)勢;還可接入北非的太陽能電場,從而加強(qiáng)歐洲大陸的電力供給,并有助于提高可再生能源的安全性和可靠性。
總體而言,歐洲的智能電網(wǎng)建設(shè)是以英法德等北海國家為主要代表,其他國家起輔助作用。各國都是在充分考慮本國實際情境的基礎(chǔ)上,積極按照歐盟委員會的統(tǒng)籌和部署開展智能電網(wǎng)相關(guān)工作,以下將按國家維度進(jìn)行詳細(xì)闡述。
1.英國
(1)英國政府對智能電網(wǎng)的政策支持
為落實2009年出臺的《英國低碳轉(zhuǎn)型計劃》國家戰(zhàn)略,2009年12月初,英國政府首次提出要大力推進(jìn)智能電網(wǎng)的建設(shè),同期發(fā)布《智能電網(wǎng):機(jī)遇》報告,并于2010年初出臺詳細(xì)智能電網(wǎng)建設(shè)計劃。英國煤氣電力市場辦公室從2010年4月起五年內(nèi)共動用5億英鎊進(jìn)行加大規(guī)模的實驗。英國政府也正在支持一些領(lǐng)域的匹配性發(fā)展,其中包括投資3000萬英鎊的“插入場”框架,支持電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
(2)英國智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀
目前已經(jīng)或即將開展的工作如下:①加大力度安裝智能電表。據(jù)英國能源和氣候變化部透露,2020年前,英國家庭正在使用的4700萬個普通電表將被智能電表全面替代,這一升級工程預(yù)計耗資86億英鎊,在未來20年或可因此受益146億英鎊。②組建智能電網(wǎng)示范基金。英國在2009年10月和2010年11月分別為智能電表技術(shù)投入600萬英鎊科研資金,資助比例最高可達(dá)項目總成本的25%。此外,英國煤氣電力市場辦公室(Ofgem)還將提供5億英鎊,協(xié)助相關(guān)機(jī)構(gòu)開展智能電網(wǎng)試點工作。③規(guī)范智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)運作模式。智能電網(wǎng)將由政府全權(quán)負(fù)責(zé),智能電表則按市場化經(jīng)營,但所有供應(yīng)商必須取得政府頒發(fā)的營業(yè)執(zhí)照。
(3)英國智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢
英國已制定出“2050年智能電網(wǎng)線路圖”,并開始加大投資力度,支持智能電網(wǎng)技術(shù)的研究和示范。之后的工作將嚴(yán)格按照路線圖執(zhí)行。
在第一階段(2010年——2020年),英國準(zhǔn)備大規(guī)模投資以滿足近期需要,并建立未來可選方案。具體內(nèi)容就是進(jìn)一步加強(qiáng)智能電表的研究和部署工作,通過智能計量系統(tǒng)對各地區(qū)的需求進(jìn)行積極響應(yīng),以達(dá)到促進(jìn)需求側(cè)發(fā)展、系統(tǒng)優(yōu)化、資金規(guī)劃和固定資產(chǎn)管理的目的。
近期英國準(zhǔn)備擴(kuò)大現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施和繼續(xù)推進(jìn)試點工程建設(shè),爭取早日完善智能電表的部署工作,為以后大規(guī)模的研發(fā)提供方案和數(shù)據(jù)支持。
第二階段(2020——2050),目的是要提供到2050年后各種電力系統(tǒng)選擇方案的基本依據(jù)。具體內(nèi)容就是大量發(fā)展分布式能源和清潔能源,同時增加智能家居、智能家庭、嵌入式儲存和分布發(fā)電以及虛擬電池的應(yīng)用,并通過智能設(shè)計和強(qiáng)化電壓設(shè)計等提高整個電網(wǎng)的自動化、智能化和控制力。
2.法國
(1)法國對智能電網(wǎng)的政策支持
法國是能源資源相對匱乏的國家,石油和天然氣儲量有限,煤炭資源已趨于枯竭。鼓勵發(fā)展可再生能源及智能電網(wǎng),提高可再生能源在能源消耗總量中的比例,已成為法國政府在制定相關(guān)政策時優(yōu)先考慮的問題。同時,法國政府還通過征收二氧化碳排放稅以及承諾投入4億歐元資金用于研發(fā)清潔能源汽車等措施來促進(jìn)其智能電網(wǎng)建設(shè)工作的開展。
(2)法國智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀
法國計劃到2020年風(fēng)電達(dá)到20GW,比目前提高300%,因此,推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)以更好地消納清潔能源是其未來工作重點。
加強(qiáng)企業(yè)合作。法國電網(wǎng)公司(RTE)選擇和阿?,m(AREVA)旗下的輸配電公司T&D合作發(fā)展智能電網(wǎng)。根據(jù)法國能源監(jiān)管條例要求,用戶可每周或每月向RTE了解用電數(shù)量,也可通過遠(yuǎn)程訪問的方式直接讀取計量數(shù)據(jù)。為此,RTE開展了廣泛的表計及相關(guān)業(yè)務(wù)處理工作,開發(fā)了T2000系統(tǒng),設(shè)立了7個遠(yuǎn)程讀表中心,主要包括表計、結(jié)算及出單(發(fā)票)等功能。遠(yuǎn)程讀表中心將數(shù)據(jù)匯總到總部表計及結(jié)算系統(tǒng)(ISUMetering),進(jìn)行相關(guān)結(jié)算以及出單處理。隨著T2000的應(yīng)用,錯誤率逐年下降,實時出單的比例逐年上升,提高了效率,減少了糾紛。2008年RTE公司實時出單率已經(jīng)達(dá)到99.0%。
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更換智能電表。法國配電公司ERDF將逐步把居民目前使用的普通電表全部更換成智能電表,這種節(jié)能型的智能電表能使用戶跟蹤自己的用電情況,并能遠(yuǎn)程控制電能消耗量,更換工程的總投資為40億歐元。
(3)法國智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢
繼續(xù)推進(jìn)以智能電表為核心的用戶端技術(shù)服務(wù),按照歐盟委員會的要求積極推進(jìn)智能電表的普及工作;加強(qiáng)儲能技術(shù)的研究;并通過EDF公司注重與中國的合作;在謹(jǐn)慎發(fā)展核電的基礎(chǔ)上大力發(fā)展清潔能源。
3.德國
(1)德國政府對智能電網(wǎng)的政策支持
在德國,很少使用“智能電網(wǎng)”這個名詞,而是使用E-Energy,翻譯過來就是“信息化能源”。為推進(jìn)E-Energy的順利進(jìn)展,德國聯(lián)邦政府經(jīng)濟(jì)和技術(shù)部專門開設(shè)了一個網(wǎng)站,用來公布信息化能源的進(jìn)度,向公眾宣傳信息化能源建設(shè)的益處。
2008年12月以來,德國投資1.4億歐元實施“E-Energy”計劃,在6個試點地區(qū)開發(fā)和測試智能電網(wǎng)的核心要素。
2011年,自日本核危機(jī)以來,德國毅然加入“棄核”隊伍,轉(zhuǎn)向新能源和電動汽車,尤其是后者,今年5月16日據(jù)政府消息人士透露,德國政府?dāng)M投入10億歐元補(bǔ)貼,以扶持電動汽車,特別是電池技術(shù)的研發(fā)
(2)德國智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀
針對E-Energy項目,德國啟動了不同的示范工程,對智能電網(wǎng)的不同層面進(jìn)行展示和研究。
在曼海姆,200家電力用戶對未來能源供應(yīng)狀況進(jìn)行了測試,并于2010年底開始使用“能源管家”,對電力消耗進(jìn)行調(diào)控,以實現(xiàn)省錢和環(huán)保兩大目標(biāo)。
在庫克斯港,生產(chǎn)型企業(yè)和地方上的用電大戶積極參與示范項目。如大型冷庫和游泳場如果通過風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電,將會節(jié)省大量電力,減輕電網(wǎng)負(fù)擔(dān)。
在哈爾茨,新型的太陽能和風(fēng)能預(yù)測系統(tǒng)得到應(yīng)用,能對分散的可再生能源發(fā)電設(shè)備與抽水蓄能式水電站進(jìn)行協(xié)調(diào),使其效果達(dá)到最優(yōu)。項目參與者認(rèn)為,盡管風(fēng)力發(fā)電站的數(shù)量在不斷上升,但預(yù)計到2020年,該地區(qū)不需要再繼續(xù)建新的電網(wǎng)。
在萊茵-魯爾區(qū),安裝了20個微型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。在必要的時候這些熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組可用作分散的小型發(fā)電廠,并形成盈利能力。借助信息通信技術(shù),參與實地測試的消費者可以積極參與市場活動。
在卡爾斯魯爾和斯圖加特,減少排放是示范項目的重點。1000名用戶參與了實地試驗,在小范圍內(nèi)(工廠或家庭)對電力生產(chǎn)與消耗進(jìn)行調(diào)控。
在亞琛,地區(qū)性的供電公司積極參與示范項目。借助智能電表,500多家用戶能夠獲悉他們所用電力的來源和價格,從而進(jìn)行最優(yōu)選擇。
(3)德國智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢
第一,確立發(fā)展清潔能源的長遠(yuǎn)目標(biāo)。
自2011年日本核危機(jī)以來,德國積極響應(yīng)并成功“棄核”,決定2022年前關(guān)閉所有核電站,成為首個“棄核”的先進(jìn)工業(yè)國家。2011年德國政府將永久關(guān)閉裝機(jī)容量總計8.5G瓦的8座核反應(yīng)堆,其發(fā)電量占全年電量的8%。
這個歐洲最大的經(jīng)濟(jì)體計劃在10年中加倍擴(kuò)大可再生能源比例至35%。德國的應(yīng)對辦法就是大力發(fā)展清潔能源。德國從上世紀(jì)90年代開始大力開拓可再生能源,取得了驕人的成績。截止到去年末,德國太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、水力發(fā)電五項可再生能源的開發(fā)利用已經(jīng)貢獻(xiàn)給全國總電力消耗的16.8%。
第二,利用先進(jìn)的儲能技術(shù)大力發(fā)展太陽能和電動汽車產(chǎn)業(yè)。
德國在太陽能熱利用和光伏發(fā)電領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。截止2010年底,德國的太陽光伏(PV)電池板裝機(jī)總量達(dá)到17,300兆瓦。據(jù)相關(guān)資料表明,天氣理想時全德國的太陽能和風(fēng)能發(fā)電總量相當(dāng)于28座核電站的發(fā)電總量。目前德國已有約0.9%的家庭使用太陽能發(fā)電裝置,居民白天把屋頂太陽能光伏電(或風(fēng)能發(fā)電)以較高價賣給電網(wǎng),晚上平價買電使用??梢灶A(yù)見,未來越來越多居民將既是電能的生產(chǎn)者又是消費者。
另外,德國利用其在傳統(tǒng)汽車行業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢大力發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)。德國政府已明確表示要在未來十年內(nèi)成為世界電動汽車的引領(lǐng)者。
第三、積極推進(jìn)信息技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)的結(jié)合工作。德國當(dāng)前正在利用計算機(jī)技術(shù)調(diào)配各種可再生能源的供給,從調(diào)峰效果來看是非常理想的。
德國全境到處都建設(shè)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,當(dāng)一個局部地區(qū)的風(fēng)力不足導(dǎo)致風(fēng)電生產(chǎn)下降時,電網(wǎng)或者自動調(diào)度其它風(fēng)力充足地區(qū)的風(fēng)電,或者自動增大太陽能光伏電的比例,如果遇到陰雨天氣光伏電不足或夜間沒有太陽能光伏電時,電網(wǎng)的計算機(jī)監(jiān)控軟件立即自動啟動當(dāng)?shù)氐纳镔|(zhì)能發(fā)電,確保居民時刻有電可用。