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作者:聶光輝
1875年巴黎興建了第一座火電廠,1879年美國舊金山實驗電廠開始發電,成為世界上最早出售電力的電廠,19世紀80年代英美分別建設了第一批水電站,1954年蘇聯建設了第一座核電站,2009年,當時世界上電壓等級最高的輸變電工程晉東南-南陽-荊門的1000千伏特高壓交流工程在中國投運。世界電網經過一百多年的發展,已經成為全球經濟發展的重要基礎支撐,若根據世界電網的發展歷史來分析,可以將世界電網的發展分為三大階段。
世界電網演變的三大階段
第一階段的發展是世界第二次大戰以前,世界電網狀態是以小機組、低電壓為主要特征,受制于當時的電網規模及技術水平,通常以孤立電網的形式存在,這一階段被視為世界電網的興起階段。
第二階段是在世界二戰以后,電網才真正迎來了規?;l展階段,尤其伴隨著當時的美蘇爭霸的政治影響,大機組、超高壓被視為電網技術突破的重要的競爭指標,而在第二階段后期,蘇聯解體、東歐劇變后,地緣政治的因素對于電網發展的影響逐漸被淡化,大電網互聯互通逐漸取代超高壓、大機組成為重要特征。目前,一般認為世界電網的發展正處于第三階段,既是第二階段的延續,同時又是第一、二階段的融合。
第三階段的電網發展是以新能源革命為重要背景。目前業內關于新能源革命問題的立場和視角不盡相同,對于新能源革命的內涵理解也存在差異,但大體上形成的觀點是,新能源革命是要建立一個新的能源體系,既有供給側的改變,又有消費側的改變。從全球氣候惡化及環境保護、資源枯竭的角度看,新能源革命意味著傳統的煤炭、石油等化石能源被逐步替代,這可被視為新能源革命的第一大內涵,那第二大內涵就是,新能源革命意味著能源的高效綜合利用以及節能技術的突破。
新能源革命
以新能源革命為背景的第三階段的電網發展必然引發電網格局的調整與改變,能夠體現出第一、二階段世界電網特點的融合問題,比如,微電網概念就是在第三階段產生的。盡管在電網發展歷史中的第一、二階段中也有以孤立小電網的形式存在,且有并網的需求,但和目前的微電網概念還是有本質的區別的。在當前的微電網概念中,微電網是指由分布式電源、儲能裝置、能源轉換裝置、負荷、監控和保護裝置等組成的小型發配電系統,是能夠實現自我控制、保護和管理的智能化的自治系統。在技術上,微電網技術內涵在于解決分布式能源靈活、高效的并網運行問題,但在微電網并網過程并不像想象的那么簡單的主要原因是來自于非技術層面的。作為智能配電系統的一部分,尤其在可再生能源有效接入大電網的過程中,依托政策的推進確保新能源革命的成功同時卻掩蓋了微電網與大電網融合過程中的經濟性問題的討論。
能源變革
相對于世界電網第一、二階段的發展,世界電網的第三階段發展更側重于技術實現路徑的經濟性。以微電網與大電網融合為例,理解經濟性問題就是基于微電網技術和大電網技術基礎上又融合經濟學知識的交叉性研究分析,在新能源或可再生能源成為經濟發展新動能的重要產業的背景下,理清微電網與大電網融合背后的經濟性問題,不僅有助于對區域產業發展產生積極作用,或將對全國范圍內的能源產業結構調整有部分參考價值,甚至對于電力改革的深入推進或將起到一定的積極影響,最起碼對目前的增量配電網業務中的微電網項目建設有一定的積極作用。但為何微電網并不沒有獲得理想中長足發展?問題的關鍵在哪里?
目前對于微電網項目實際上還處于政府主導的示范階段,并沒有真正進入到市場競爭的環境中,微電網建設和發展的初衷在于解決分布式能源“即插即用”的問題,同時通過政策導向作用最大限度的利用可再生能源和清潔能源;而大電網處于安全穩定運行的考慮,對于微電網接入缺乏內在的需求,新一輪電力體制改革中設計到的能源結構調整也是基于政策的壓力,基于頂層設計的思考展開的對于微電網與電網并網進行必要的技術可行性分析,針對微電網與大電網并網的系統功能、性能及實現智能化的電力系統的各項約束條件,從技術角度研究穩點玩與大電網融合成大系統的可能性,是討論微電網與大電網融合經濟性問題探討的技術基礎。
全球能源消費趨勢解析
對于微電網與大電網并網,目前主要的關注點集中在如何通過技術應用實現微電網的并網行為,微電網建設項目分析側重于建設的必要性及負荷需求分析,而大系統接受微電網這一小系統的側重于接入方案的設計以及系統接入過程中的技術保障。微電網接入到大電網帶來電力資源的重新配置或調整,以及對大電網原有的監控系統及調度自動化、二次系統安全防護等構成一定的挑戰,這是微電網與大電網融合后帶來的技術應用改變的必然結果。對于微電網與大電網融合過程中的技術可行性討論不能僅從實現并網的愿景為唯一目標,更應該從技術實現路徑的經濟性問題著手。技術可行性分析與技術實現路徑的經濟性問題分析是有本質區別的,技術實現路徑的經濟性問題討論落腳點在于微電網并網的最優方案的獲取。微電網與大電網融合標準是最基本的要求,真正發揮微電網的潛力需要在技術實現路徑的最優上下功夫,甚至可能基于微電網并網技術路徑的經濟性問題形成新的市場競爭空間。
技術實現路徑的經濟性問題
微電網作為世界電網第三階段的重要組成部分,客觀上并不能完全代表新能源革命的全部內涵,但一葉知秋的作用還是存在的。新能源革命作為世界電網第三階段的時代背景,無論是能源替代還是高效綜合利用、節能等,探索的都是能源生產與消費的最優實現路徑問題,確切的講就是技術實現路徑的經濟性問題。
來源:今日頭條
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