三是大电网安全稳定运行面临巨大压力。我国电网安全稳定运行面临的压力主要来自如下几个方面:其一是电力工业规模迅速扩大,目前我国电网已成为世界上电压等级最高、规模最大的电网之一,2010年底总装机容量位居世界第二,并且仍处于持续、快速增长阶段。其二是电网结构日趋复杂,形成了全国联网的交直流互联大电网。其三是自然灾害频发,冰灾、地震、台风等极端灾害对电网的安全造成了极大的威胁。
四是用户多元化需求对现有电网提出新的挑战。智能配用电环节要满足分布式电源接入、电动汽车充放电、电网与用户双向互动的需求。亟需突破大规模分布式电源接入配电网的关键支撑技术。电动汽车发展已进入产业化发展期,电动汽车充放电技术亟需突破。智能城市和智能家居的发展,开辟了灵活互动的电能利用新模式,迫切需要建立开放的智能用电平台。
五是能源供应结构还需完善,能源利用效率需要进一步提升。当前及未来相当长的时间内,我国能源供应结构中,煤炭一直会占据绝对优势的地位。这种以煤为主的能源结构,使我国在大气污染排放方面成为世界的主要关注对象。此外,随着我国经济的高速发展,对能源的需求还将迅速增加。在这种情况下,推动节能减排、提高能源利用效率将是服务“两型”社会建设,促进经济社会可持续发展的必然趋势。
六是电网发展对关键技术和装备提出更高要求。提高设备运行的安全性及经济性,节约维护费用,需要以智能化的输变电设备为基础,实现设备全寿命周期管理,提高输变电资产的利用效率。提高电网运行的安全性和稳定性,需通过智能化的输变电设备与电网间的有效信息互动,为电网运行状态的动态调节提供有力支撑。同时,电工制造行业及相关产业自主创新和产业升级,需要靠提升输变电设备的智能化水平来推动,以提升科技创新能力和国家竞争能力。
发展智能电网是我国发展大规模间歇可再生能源的重要途径,对发展新能源战略性新兴产业具有重大的支撑作用。智能电网具有很强的辐射能力和拉动作用,可带动相关产业发展与升级。为支持智能电网发展,需要对以下产业进行布局:(1)清洁能源发电,智能电网建设将大幅度提高电网接纳间歇性清洁能源发电能力,是清洁能源发电进一步快速发展的前提;(2)清洁能源发电设备制造,如风力发电、太阳能发电等;(3)新材料产业,如光电转换材料、储能材料、绝缘材料、超导材料、纳米材料等;(4)电网设备制造产业,如新型电力电子器件、变压器等;(5)信息通信、仪器仪表、传感、软件等;(6)新能源汽车产业。此外,智能电网还涉及家电等消费类电子产业。
二、发展思路和原则
“十二五”是电网科技发展的关键时期,必须坚持战略性、前瞻性原则,针对支撑我国智能电网建设的关键技术,集中力量、重点突破,加强高新技术原始创新,超前部署未来电网发展的前沿技术,为“十三五”及未来电力技术发展打下基础。同时,坚持有所为、有所不为的原则,从当前我国建设智能电网的紧迫需求出发,着力突破重大关键、共性技术,支撑电网的持续协调发展。
“十二五”电网科技研发的重点方向选择必须按照“反映国家需求,体现国家目标,凝练重点方向,立足自主创新,实现整体突破”的原则,以建设智能、高效、可靠的电网为基本出发点,以实现智能应用为重要内容,针对新能源及可再生能源发电接入、输变电、配用电等各个环节,充分发挥信息通信技术的优势和潜能,通过大电网智能调度与控制技术实现对电网的协调控制,不断提升电网的输配能力和综合社会经济效益。同时,还要紧跟世界技术发展前沿,针对世界各国电网科技制高点的关键领域,开展电网前沿技术研究,为我国未来电网实现长期可持续的又好又快发展提供技术积累和储备。
智能电网专项规划的总体思路是:结合我国国情、满足国家需求、依靠自主创新、以企业为主体、加强产学研合作、攻克关键技术、形成标准体系、完成示范工程、实施推广应用,加快智能电网产业链和具有国际竞争力企业的形成,取得国际技术优势地位,推动国际标准化工作,促进清洁能源发展,为国家在应对全球气候变化等国际事务中赢得更大主动权和影响力。