2009年5月21日，國家電網(wǎng)公司首次向社會公布了“智能電網(wǎng)”發(fā)展計劃，并初步披露了其建設(shè)時間表。歷經(jīng)兩年試點建設(shè)，中國智能電網(wǎng)進(jìn)入正式建設(shè)階段。
2011年——智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的元年。不再單純是金融危機(jī)下用于救市的那根稻草，不再是電網(wǎng)運(yùn)營企業(yè)的“單相思”，也不再一味糾纏于到底是側(cè)重配電網(wǎng)還是用電側(cè)。
未來10年，智能電網(wǎng)預(yù)計年均投資約3000億元。按照國家電網(wǎng)制定的智能電網(wǎng)規(guī)劃綱要，智能電網(wǎng)的輻射范圍相當(dāng)廣闊，包括新材料、電力電子元器件制造、電池制造、新能源發(fā)電、鋼鐵制造、通信設(shè)備、智能家電、電動汽車、智能家居等上下游產(chǎn)業(yè)，而后續(xù)還將衍生出諸如智能城市、智能交通等更多新的產(chǎn)業(yè)。
盡管中美雙方對智能電網(wǎng)建設(shè)的方向和驅(qū)動力都不一致，卻未能影響兩國攜手共同應(yīng)對來自智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用、管理及商業(yè)模式上的挑戰(zhàn)。
近日，國家電網(wǎng)公司與美國電力公司簽署協(xié)議，雙方將廣泛開展技術(shù)合作，共同推進(jìn)特高壓、智能電網(wǎng)和新能源建設(shè)。據(jù)悉，在智能電網(wǎng)方面，雙方協(xié)議內(nèi)容將涵蓋電網(wǎng)及其智能化、先進(jìn)輸電系統(tǒng)、先進(jìn)輸電設(shè)備、智能電表，微電網(wǎng)、分布式電源等六個方面。有分析人士認(rèn)為，此次中美兩國不僅是能源合作，對科技合作也將產(chǎn)生巨大的推動作用，其引領(lǐng)作用不言而喻。
對比兩國發(fā)展現(xiàn)狀，不難發(fā)現(xiàn)，智能電網(wǎng)雖一直是奧巴馬新能源戰(zhàn)略的主要組成部分，但卻礙于種種因素進(jìn)展有限。而在中國，盡管爭議頗多，但以國家電網(wǎng)公司為主導(dǎo)的“堅強(qiáng)智能電網(wǎng)”卻經(jīng)歷了兩年的試點階段，于今年進(jìn)入全面建設(shè)階段。
此前國家電網(wǎng)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，未來10年，智能電網(wǎng)預(yù)計年均投資約3000億元。在業(yè)界專家看來，國家電網(wǎng)的投入資金將拉動十倍乃至百倍的資金跟進(jìn)。在2011年智能電網(wǎng)計劃的“全面建設(shè)階段”，投資金額將接近2萬億元。
同時，科技部863計劃將在“十二五”期間投資10.5億元，用于智能電網(wǎng)重大專項的研究。研究內(nèi)容包括大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)、電動車、高密度分布式電源、太陽能發(fā)電、輸變電設(shè)備等二十幾個課題，這也是國家層面首次對智能電網(wǎng)展開研究。
研發(fā)方向破冰
在2009年國家電網(wǎng)初次談及智能電網(wǎng)時，國內(nèi)很多電氣設(shè)備企業(yè)還對于這個即將開啟的市場一知半解。“當(dāng)時科技部聯(lián)同幾個相關(guān)機(jī)構(gòu)、設(shè)備制造企業(yè)專門召開座談會，會議甚至圍繞何為智能電網(wǎng)、智能電網(wǎng)需要什么設(shè)備爭論不休。”一位業(yè)界專家曾這樣告訴記者。
時隔兩年，情況卻已大為不同。去年6月29日，由國家電網(wǎng)公司編制的《智能電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備(系統(tǒng))研制規(guī)劃》和《智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃》在京發(fā)布。
其中，《智能電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備(系統(tǒng))研制規(guī)劃》首次系統(tǒng)地提出了包括7個技術(shù)領(lǐng)域、28個技術(shù)專題和137項關(guān)鍵設(shè)備的研制規(guī)劃。該規(guī)劃分析了目前國內(nèi)外智能電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備的研制狀況，針對“已有設(shè)備”、“在研設(shè)備”和“待研設(shè)備”制定每一類設(shè)備的研究內(nèi)容、目標(biāo)和計劃。而《智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃》則系統(tǒng)地提出了包括8個專業(yè)分支、26個技術(shù)領(lǐng)域、92個標(biāo)準(zhǔn)系列的智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，明確了可以直接采用、需要修訂、需要制定的智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
“這兩個規(guī)劃出臺以后，設(shè)備企業(yè)在智能電網(wǎng)設(shè)備研發(fā)方面都有了方向。”中國電器工業(yè)協(xié)會相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，盡管此前我國電氣設(shè)備在智能化方面已有了一定的技術(shù)儲備，但從建設(shè)智能電網(wǎng)的要求來說，還存在一些差距。首先大部分關(guān)鍵設(shè)備不能滿足智能電網(wǎng)信息化、自動化、互動化的要求；其次智能設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，互換性差，技術(shù)性能有待提升；再次部分關(guān)鍵設(shè)備的核心技術(shù)還沒有完全掌握，比如我國在數(shù)字化變電站二次控制部分核心設(shè)備交換機(jī)，仍處于進(jìn)口階段。
相關(guān)規(guī)劃出臺后，智能電網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備發(fā)展方向漸漸清晰。在發(fā)電方面，主要有可再生能源發(fā)電技術(shù)和分布式發(fā)電及儲能技術(shù)。在輸配電方面，主要有新型輸變配電設(shè)備技術(shù)、監(jiān)測技術(shù)、分析技術(shù)、控制技術(shù)、高級數(shù)據(jù)分析和決策支持技術(shù)。在用電方面，主要有高級量測技術(shù)和家庭自動化技術(shù)。
而具體就變電專業(yè)來說，按照國家電網(wǎng)規(guī)劃顯示，關(guān)鍵設(shè)備研制計劃分為過程層設(shè)備、站控層設(shè)備、輔助支持設(shè)備三個領(lǐng)域，變電方面主要是智能變電站，它分為變壓器、互感器、開關(guān)等。目前，在該專業(yè)中，電子式互感器、工業(yè)以太交換機(jī)等設(shè)備研制成功，電力變壓器、開關(guān)設(shè)備等正在進(jìn)行智能化研究。除此之外，還有相關(guān)上、下游行業(yè)發(fā)展需要的關(guān)鍵技術(shù)。
近日，國家電網(wǎng)公司建成投產(chǎn)了110千伏四川[NextPage]北川和220千伏青島等7座智能變電站，實現(xiàn)了我國堅強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)實現(xiàn)的重大突破，這也是我國在智能變電站核心技術(shù)研發(fā)、關(guān)鍵設(shè)備研制和產(chǎn)品制造等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的重大突破。
業(yè)界人士認(rèn)為，智能變電站是銜接智能電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六大環(huán)節(jié)的關(guān)鍵，是堅強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)中實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換和控制的核心平臺之一，也是實現(xiàn)風(fēng)能、太陽能等新能源接入電網(wǎng)的重要支撐。此次投產(chǎn)的智能變電張無疑將大幅度提升設(shè)備智能化水平和設(shè)備運(yùn)行可靠性。隨著國家電網(wǎng)公司堅強(qiáng)智能電網(wǎng)計劃的實施，變電站將向智能變電站發(fā)展，也將引領(lǐng)設(shè)備研發(fā)革命性的飛躍。
一、二次電力設(shè)備融合
“我國已在特高壓輸電、智能電網(wǎng)和設(shè)備制造方面攻克了一系列重大技術(shù)難題。智能電網(wǎng)是新一輪電力變革中最重要最核心的技術(shù)，這將是輸電技術(shù)國際制高點，代表了世界上最先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)和制造能力。”國家電網(wǎng)公司副總經(jīng)理舒印彪介紹。
目前，智能電網(wǎng)建設(shè)所需要一系列關(guān)鍵技術(shù)還在不斷地完善和發(fā)展中，而智能電網(wǎng)的試點和研究工作也正是通過積極實踐去推動這些技術(shù)的成熟和商用化，從而促進(jìn)智能電網(wǎng)的大規(guī)模推廣。
采訪中業(yè)界專家表示，智能電網(wǎng)對于設(shè)備制造而言是一次“換血”。目前，在智能化方面，我國一次電力設(shè)備已經(jīng)沒有技術(shù)瓶頸，通過軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的升級都可以實現(xiàn)，國家電網(wǎng)公司此前投產(chǎn)的7座智能變電站也從一個側(cè)面印證了這一點。實現(xiàn)智能化后，開關(guān)設(shè)備不僅具備輸出本身原來狀態(tài)信號功能，還能接收跳閘命令等信號，也就是在原來基礎(chǔ)上實現(xiàn)了自診斷功能。而對于變壓器、互感器等產(chǎn)品，也將同樣加入代表智能化的自診斷功能。
專家表示，在一次設(shè)備方面，盡管國內(nèi)企業(yè)同國外企業(yè)制造工藝、市場份額方面還存在一定差距，但對一次設(shè)備智能化產(chǎn)品的研制而言，國內(nèi)外企業(yè)幾乎站在同一起跑線上。
與此同時，隨著國家電網(wǎng)公司提出了設(shè)備全壽命周期管理，未來的智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，一次和二次設(shè)備將加快融合步伐，不再是獨(dú)立分開的。
具體而言，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的深入，二次設(shè)備的部分功能將轉(zhuǎn)移到一次設(shè)備之中，融合為更為集成化的智能單元，這將對二次設(shè)備所有的設(shè)計技術(shù)起到推動作用，使其在技術(shù)上實現(xiàn)整體突破，將更加“信息化和互動化”，相應(yīng)技術(shù)的提升會增強(qiáng)設(shè)備的保護(hù)功能。同時，互動性和關(guān)聯(lián)性也會更強(qiáng)，這表現(xiàn)為智能單元與相關(guān)設(shè)備的互動、一次設(shè)備與二次設(shè)備的互動，以及設(shè)備與用戶之間的互動。業(yè)界分析人士指出，“未來在一次設(shè)備里，將含有部分二次設(shè)備的智能單元，這將打破現(xiàn)有設(shè)備制造企業(yè)的市場格局。與此同時，對整個二次設(shè)備領(lǐng)域而言，也是一次發(fā)展機(jī)遇。”
全產(chǎn)業(yè)鏈商機(jī)
2011年是“十二五”的開局之年，而正式進(jìn)入建設(shè)階段的智能電網(wǎng)也將為電氣設(shè)備企業(yè)迎來更多先機(jī)。
此前據(jù)行業(yè)分析師預(yù)計，從2009~2020年我國智能電網(wǎng)投資將達(dá)到4.3萬億元，年均3583億元，其中智能化投資部分占11.1%左右，年均398億元。“十二五”期間二次設(shè)備年均復(fù)合增長率為23.5%。就智能電網(wǎng)投資來說，對于業(yè)界企業(yè)而言，行業(yè)在2011年仍將維持較高景氣度。
在此基礎(chǔ)上，分析人士預(yù)計，智能電網(wǎng)的建設(shè)還將引領(lǐng)兩個清晰行業(yè)的發(fā)展方向。
其一是高壓、特高壓領(lǐng)域。
根據(jù)國家電網(wǎng)的規(guī)劃，未來將建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，以信息化、自動化、互動化為特征的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)，通過特高壓電網(wǎng)的發(fā)展，形成以“三華”電網(wǎng)為核心，以西北和東北電網(wǎng)為主要送端、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)。
“十二五”期間，特高壓建設(shè)將進(jìn)一步加強(qiáng)。 未來5年間，國家電網(wǎng)規(guī)劃投資5000億元，將建設(shè)特高壓輸電線路4萬公里、變電(換流)容量4.3億千伏安，到2015年建成“三縱三橫”特高壓交流骨干網(wǎng)架和11項特高壓直流輸電工程，形成大規(guī)模“西電東送”、“北電南送”的能源配置格局。
據(jù)測算，倘若特高壓交流完成“三橫三縱一環(huán)網(wǎng)”的建設(shè)，樂觀估計投資達(dá)2989億元，若考慮項目推遲的影響預(yù)測約2092億元。預(yù)計特高壓直流換流站投資1014億元，其中換流變壓器、換流閥和直流保護(hù)系統(tǒng)占65%；特高壓交流變電站投資1225億元，主要是變壓器、電抗器和GIS開關(guān)，占比分別為18%、16%和24%。
其二是智能電網(wǎng)將推動節(jié)能電力設(shè)備的發(fā)展。
有行業(yè)分析師預(yù)計，若所有550kV變電站都安裝柔性交流輸電設(shè)備，則市場總需求為9[NextPage]000億元，年均900億元。
隨著該產(chǎn)品技術(shù)水平的成熟，未來柔性輸電產(chǎn)品市場需求將超出電網(wǎng)現(xiàn)有規(guī)劃。而柔性直流輸電是國際公認(rèn)的最具有技術(shù)優(yōu)勢的風(fēng)電場并網(wǎng)方案，也是海上風(fēng)電并網(wǎng)的惟一方式。國網(wǎng)電科院專家預(yù)測，我國未來5年市場容量將達(dá)到400億元；到2015年，保守估計全世界范圍內(nèi)柔性直流輸電工程的市場規(guī)模將達(dá)到千億元以上。
其三，智能電網(wǎng)發(fā)展也將惠澤一些新的產(chǎn)業(yè)，例如電動汽車充電站、智能電表等領(lǐng)域。
未來智能電網(wǎng)建設(shè)將包括建設(shè)約5000個電動汽車充電站，目前一個充電站投資300萬元左右、一個快速充電樁投資20萬元左右。隨著智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)的建設(shè)，預(yù)計未來5年全國電動汽車充電站主設(shè)備投資可達(dá)到150億元。
對此有業(yè)界專家表示，未來5年間，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的全面加速，其所涉及的領(lǐng)域也將日益廣泛，而關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、制造等方面也需要對整個產(chǎn)業(yè)鏈上多行業(yè)進(jìn)行宏觀協(xié)調(diào)，從而有效保障智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。
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