我國智能電網(wǎng)技術(shù)研發(fā)進(jìn)展
2015年2月5日，由中國電機(jī)工程學(xué)會組織的973計(jì)劃課題“智能電網(wǎng)構(gòu)架下計(jì)量關(guān)鍵技術(shù)的研究”（原“智能電網(wǎng)的能效管理及計(jì)量基礎(chǔ)問題研究”）成果鑒定會召開。
該項(xiàng)目來源于973計(jì)劃項(xiàng)目《先進(jìn)發(fā)電技術(shù)與高效電網(wǎng)中的若干基礎(chǔ)科學(xué)問題研究》子課題。項(xiàng)目于2012年1月立項(xiàng)啟動，以國資委為依托單位，中國電科院為牽頭單位，包含8個(gè)課題，分別由8個(gè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)。
8個(gè)課題涉及火力發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、燃料電池發(fā)電、高效電網(wǎng)六個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。
在火電發(fā)電領(lǐng)域，在國內(nèi)率先對先進(jìn)超超臨界發(fā)電機(jī)組候選高溫合金在高溫蒸汽環(huán)境下的氧化行為進(jìn)行研究。在水力發(fā)電領(lǐng)域，構(gòu)建了大型水輪發(fā)電機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，建立了不對稱運(yùn)行工況下阻尼繞組電流仿真計(jì)算的長路耦合模型和大型同步發(fā)電機(jī)機(jī)--場--路--網(wǎng)耦合時(shí)步有限元仿真模型。
在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，建立了發(fā)電機(jī)各物理場單獨(dú)的動態(tài)計(jì)算模型及相互之間的接口模型，提出了基于ADALINE自適應(yīng)辨識的風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)辨識方法和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和L1的自適應(yīng)風(fēng)電機(jī)組控制器。在光伏發(fā)電領(lǐng)域，改進(jìn)了多種類單晶的鑄錠爐結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了類單晶硅錠的規(guī)模化量產(chǎn)，提出了正表面加入選擇性發(fā)射技術(shù)和先進(jìn)的被表面鈍化技術(shù)。
在燃料電池發(fā)電領(lǐng)域，采用沖壓與激光焊接組合工藝研制出燃料電池組合雙極板，制備出的偏鋁酸鋰隔膜的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)均達(dá)到MCFC要求。在高效電網(wǎng)領(lǐng)域，提出了智能電網(wǎng)框架下用能系統(tǒng)效率測評理論和方法，提出了熱泵、雙蓄空調(diào)的能效仿真模型和數(shù)字化電能表及直流電能表計(jì)量特性的評估方法，解決了數(shù)字化電能、直流電能溯源問題；提出了終端可信接入方法，為智能電網(wǎng)架構(gòu)下能效管理及計(jì)量信息的安全防護(hù)提供了技術(shù)手段。
其中，由中國計(jì)量科學(xué)研究院聯(lián)合云南省計(jì)量測試技術(shù)研究院完成的“國家直流大電流計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)研究建立與應(yīng)用”課題主要研究的“直流大電流”，在金屬冶煉、智能電網(wǎng)建設(shè)、高鐵、電動汽車、航天、國防軍工以及核物理和高能物理等科學(xué)研究等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用和計(jì)量需求。受大電流磁場干擾和校準(zhǔn)技術(shù)限制，國際上直流大電流計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)一直難以突破10-6的水平；同時(shí)由于缺乏高準(zhǔn)確度的直流大電流國家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，我國國防軍工、電力、鐵路等行業(yè)最高計(jì)量機(jī)構(gòu)使用的高準(zhǔn)確度直流大電流測量儀器無法可靠溯源；受安裝和使用現(xiàn)場強(qiáng)電流產(chǎn)生的磁場干擾等限制，金屬電解企業(yè)使用的直流大電流傳感器也無法校準(zhǔn)。
中國計(jì)量院電磁所課題組深入研究了直流電流比較儀（DCC）的磁屏蔽、母線結(jié)構(gòu)、自校準(zhǔn)方法等關(guān)鍵技術(shù)，研制了一套直流大電流比例自校準(zhǔn)裝置，建立了量程為1A-6kA直流大電流國家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，測量不確定度為1×10-8-2.6×10-7，k=2形成的校準(zhǔn)和測量能力（CMC）通過了由加拿大計(jì)量院（NRC）和美國計(jì)量院（NIST）專家的同行評審，并獲得高度評價(jià)。不僅解決了高準(zhǔn)確度DCC在額定磁勢和實(shí)際工作條件下的自校準(zhǔn)難題，其技術(shù)指標(biāo)還達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
在此基礎(chǔ)上還研制了2kA-60kA（0.01-0.05級）系列工業(yè)現(xiàn)場直流大電流標(biāo)準(zhǔn)傳感器，開發(fā)了在線整流機(jī)組效率測量系統(tǒng)和交直流分時(shí)電量測量管理系統(tǒng)，成功應(yīng)用于多家金屬電解企業(yè)，為企業(yè)優(yōu)化工藝提供了在線測量支持，幫助企業(yè)提高整流運(yùn)行效率，降低直流電單耗，節(jié)約電能約1000萬度/年，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著；為國防、核動力、高鐵、電機(jī)、電動汽車等行業(yè)大電流測量標(biāo)準(zhǔn)和傳感器制造企業(yè)的研究、設(shè)計(jì)和檢測提供了量值溯源和技術(shù)支持，為高準(zhǔn)確度儀器儀表制造企業(yè)提供了技術(shù)咨詢。
截止2015年2月底，項(xiàng)目組已建首套直流大電流電能計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置、首套數(shù)字量向模擬量溯源的數(shù)字化電能計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置和數(shù)字化電能整體計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置；開發(fā)了“多層密鑰、逐級加密、分散保護(hù)”的密鑰管理系統(tǒng)，構(gòu)建了全程可控的立體安全防御體系；形成了擁有多項(xiàng)自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新性成果，申請專利6項(xiàng)（發(fā)明5項(xiàng)），發(fā)表論文6篇，出版專著1部，編制標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)。
智能電網(wǎng)國際化進(jìn)程加快
“大電網(wǎng)運(yùn)行與清潔能源消納”主題開展學(xué)術(shù)研討會2016年9月在南京舉行，中、美、德、英、韓等國電力領(lǐng)域?qū)＜揖椭悄茈娋W(wǎng)、清潔能源等問題展開學(xué)術(shù)討論。近年來，我國智能電網(wǎng)技術(shù)在國際上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)由“跟隨者”向“引領(lǐng)者”的轉(zhuǎn)變，智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)“走出去”的步伐正在加快。
我國能源資源與需求呈逆向分布，80%以上能源資源分布在西部地區(qū)，而75%的能源需求在東部發(fā)達(dá)地區(qū)，客觀上決定了跨區(qū)輸電的格局。為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電，近年來電網(wǎng)投資力度持續(xù)加大，為電工裝備企業(yè)提供了難得的發(fā)展機(jī)遇。南瑞、許繼、平高等一批國內(nèi)企業(yè)獲得了快速成長，高端產(chǎn)品和關(guān)鍵設(shè)備研制能力大幅提升。
中投顧問發(fā)布的《“十三五”數(shù)據(jù)中國建設(shè)下智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)投資分析及前景預(yù)測報(bào)告》顯示，到2020年，初步建成安全可靠、開放兼容、雙向互動、高效經(jīng)濟(jì)、清潔環(huán)保的智能電網(wǎng)體系。持續(xù)的政策環(huán)境助推了智能電網(wǎng)裝備制造企業(yè)的蓬勃發(fā)展。
經(jīng)過近幾年的技術(shù)攻關(guān)和工程實(shí)踐，我國企業(yè)已經(jīng)全面突破從發(fā)電到用電各技術(shù)領(lǐng)域的智能電網(wǎng)核心技術(shù)。張北風(fēng)光儲輸示范工程等智能電網(wǎng)示范項(xiàng)目，無論是規(guī)模還是技術(shù)亮點(diǎn)，在世界范圍都是絕無僅有的。“國家電網(wǎng)智能電網(wǎng)創(chuàng)新工程”項(xiàng)目更是獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
智能電網(wǎng)的投資機(jī)會存在于電網(wǎng)各環(huán)節(jié)，包括智能調(diào)度、新能源接入、電動汽車產(chǎn)業(yè)等。不僅如此，隨著世界范圍內(nèi)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，電網(wǎng)將真正實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合。一方面，國內(nèi)的投資機(jī)會在加大。國家電網(wǎng)計(jì)劃2016年全年新裝智能電表6058萬只，2017年底完成6.6萬個(gè)小城鎮(zhèn)（中心村）電網(wǎng)改造升級。另一方面，國內(nèi)智能電網(wǎng)企業(yè)紛紛實(shí)施國際化戰(zhàn)略，正在加快“走出去”的步伐。
借助“一帶一路”建設(shè)，加快企業(yè)“走出去”，不能靠簡單的產(chǎn)能轉(zhuǎn)移，而應(yīng)靠先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品取勝。南瑞集團(tuán)是我國智能電網(wǎng)龍頭企業(yè)，在電網(wǎng)安全穩(wěn)定、清潔能源消納技術(shù)方面國際領(lǐng)先，形成了完整的智能電網(wǎng)裝備體系和整體解決方案，核心產(chǎn)品已累計(jì)出口85個(gè)國家和地區(qū)，國際化版圖從東南亞、非洲拓展到澳大利亞、歐洲等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)。
中美兩國推進(jìn)智能電網(wǎng)合作
1、加強(qiáng)中美交流合作共謀智能電網(wǎng)發(fā)展
2016年11月2日至4日，中國國家能源局和美國能源部、貿(mào)易發(fā)展署在深圳聯(lián)合召開第六屆中美氣候變化工作組智能電網(wǎng)研討會。會前舉行了中美政府間閉門會談，總結(jié)了智能電網(wǎng)方面合作取得的主要成果。
近年來，南方電網(wǎng)公司與中美有關(guān)各方深入探討智能電網(wǎng)技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢，積極參與智能電網(wǎng)項(xiàng)目的成本效益評估，進(jìn)一步了解了電力同行在智能電網(wǎng)方面的研究進(jìn)展，初步取得了實(shí)驗(yàn)室互認(rèn)證、合作開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究、達(dá)成智能電網(wǎng)建設(shè)合作意向等成果。
根據(jù)中美兩國2013年4月發(fā)表的《氣候變化聯(lián)合聲明》，中國國家發(fā)改委與美國國務(wù)院共同牽頭建立了中美氣候變化工作組，主要在低碳城市、智能電網(wǎng)等8個(gè)方面開展合作，中國國家能源局和美國能源部分別為智能電網(wǎng)領(lǐng)域交流合作的中美雙方牽頭單位。雙方于2013年底簽訂了《中美智能電網(wǎng)合作的工作計(jì)劃》，結(jié)合兩國發(fā)展情況，各選取2個(gè)（共4個(gè)）具有代表性的智能電網(wǎng)項(xiàng)目，共同分析研究，定期開展交流活動，每年在中美各舉行一次技術(shù)研討會。
研討會是中美智能電網(wǎng)交流活動的最后一次會議，是系列交流活動的階段性總結(jié)。會上，中美雙方與會代表圍繞智能電網(wǎng)的商業(yè)模式、電動汽車充電商業(yè)模式、需求響應(yīng)商業(yè)模式、智能用電商業(yè)模式等主題進(jìn)行了深入研討和廣泛交流。按照慣例，中美雙方對4個(gè)智能電網(wǎng)示范項(xiàng)目的建設(shè)和應(yīng)用情況進(jìn)行了總結(jié)。截至目前，4個(gè)示范項(xiàng)目已全部按期完成。
2、中國美國4個(gè)智能電網(wǎng)示范項(xiàng)目全部按期完成
2016年11月召開的第六屆中美氣候變化工作組智能電網(wǎng)研討會（簡稱：中美智能電網(wǎng)研討會）透露，雙方4個(gè)智能電站示范項(xiàng)目目前已全部按期完成。
這4個(gè)電站中，美方的兩個(gè)示范項(xiàng)目為爾灣智能電網(wǎng)示范項(xiàng)目和微網(wǎng)示范項(xiàng)目，中方的為天津?yàn)I海新區(qū)中新生態(tài)城智能電網(wǎng)項(xiàng)目和深圳前海智能電網(wǎng)技術(shù)試點(diǎn)項(xiàng)目。
深圳灣科技生態(tài)園項(xiàng)目作為前海智能電網(wǎng)技術(shù)試點(diǎn)項(xiàng)目之一，被選為此次示范工程參觀的重點(diǎn)。該生態(tài)園地處深圳高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)南區(qū)，毗鄰前海、靠近香港，占地20.31萬平方米，是一座匯集了多種科技元素的國際科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)，園區(qū)內(nèi)不僅裝配了各類智能配用電設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)智能運(yùn)行及故障自愈、分布式能源的智能化協(xié)調(diào)和調(diào)度等，還建設(shè)了附建式變電站、光伏電源，以及冰蓄冷等分布式儲能系統(tǒng)。
中美智能電網(wǎng)研討會以節(jié)能減排、綠色環(huán)保為目標(biāo)，是智能電網(wǎng)領(lǐng)域的國際知名交流活動，在國際上具有較強(qiáng)影響力。
根據(jù)中國國家能源局與美國能源部于2013年底簽訂的相關(guān)計(jì)劃書，中美雙方各選取2個(gè)具有代表性的智能電網(wǎng)項(xiàng)目開展分析研究，并在2014至2016年舉行6次研討會，探討智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢。
2016年11月2日，與會代表到深圳灣科技生態(tài)園現(xiàn)場參觀，考察該項(xiàng)目的智能化應(yīng)用和商業(yè)推廣模式，還參觀了深圳供電局輸變電設(shè)備全維度狀態(tài)監(jiān)測中心和多能互補(bǔ)系統(tǒng)。
