智能电网与分布式能源发展概述

摘要：2013年6月，“第三届中国国际智能电网建设、中国国际分布式能源及储能技术设备展览会暨高峰论坛”在北京国家会议中心举行，来自世界各地的专家学者就智能电网的发展经验及标准制定、分布式能源发展现状及前景等议题展开讨论。文章主要阐述了国内外智能电网及分布式能源的发展现状。

关键词：智能电网；分布式能源；国内外智能电网

中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）01-0141-02

2013年6月16日至18日，第三届中国国际智能电网建设、中国国际分布式能源及储能技术设备展览会暨高峰论坛在北京举行。大会以“加快智能电网建设，服务经济社会发展”、“加快发展分布式能源，推动储能技术新变革”为主题，邀请了19个单位的领导、专家学者共计五百余人共同出席，就智能电网相关产业政策与国家能源战略、智能电网的网络安全、相关技术标准、现阶段面临的问题挑战与应对措施、分布式能源冷热供、燃气发电、页岩气、分布式光伏、余热利用、储能技术等方面展开讨论及演讲。

1 国内外智能电网发展现状

1.1 国外智能电网情况

智能电网代表当今电网发展变革方向。欧美各国对智能电网的研究开展较早，且已形成强大的研究群体。美国主要关注电力网络基础架构的升级更新，同时最大限度地利用信息技术，实现系统智能化。目前欧美许多国家均在积极规划推动智能电网建设。2006～2007年欧盟就发布了《欧洲智能电网技术平台：欧洲未来电网的远景和策略》、《欧洲未来电网的战略研究议程》和《欧洲未来电网发展策略》等重要文件，描绘了欧洲智能电网发展的路线图。

日本早稻田大学教授横山隆一介绍了日本电力改革与智能电网建设相关情况，日本智能电网建设与电力改革进行了有效的结合，日本的电力改革将分为三个阶段：第一阶段：2015年设立广域系统调度机构。第二阶段：2016年实现零售市场自由化。第三阶段：2020年实现输配电中立化，取消电价限制。

1.2 关于智能电网国际标准

IEC和IEEE国际标准组织已经就智能电网标准的规划和制定进行了大量的工作，中国电科院有关专家参与了相关工作。IEC的标准化管理委员会（SMB）组织成立了“智能电网国际战略工作组（SG3）”，由该工作组牵头开展智能电网技术标准体系的研究工作。IEEE2011年发布了《IEEEP2030能源技术和信息技术与电力系统（EPS）、最终应用及负荷的智能电网互操作性指南》，IEEE2030为智能电网互操作提供了实用工具和基础知识指南，

1.3 关于智能变电站

智能变电站是智能电网的重要环节，北京交通大学和敬涵教授从时间和空间维度讲述了智能变电站的层次化保护功能，论述了基于冗余信息和分布计算的站域协同保护算法，站域保护将在实现保护冗余化、优化后备保护以及安全自动控制方面发挥重要作用。广域保护将在精确故障定位、广域后备保护以及安全稳定控制等方面保证电网安全稳定。

2 国外分布式能源发展现状

分布式能源包括分布式发电和分布式储能，在许多国家都得到了迅速发展。

2.1 美国分布式能源

美国分布式发电方式包括天然气多联供、中小水能、太阳能、风能、生物质能、垃圾发电等等。2010年这一类的分布式总装机容量约为9200万千瓦，占全国发电量14%。根据美国能源部规划，2010～2020年将再新增9500万千瓦装机容量，占全国发电装机容量29%。美国的分布式发电以天然气热电联供为主，年发电量1600亿千瓦时，占总发电量的4.1%。美国能源部积极促进天然气为燃料的分布式能源系统，利用这些系统先基础发展微电网，再将微电网连接发展成为智能电网。

2.2 日本分布式能源

日本的分布式发电以热电联产和太阳能光伏发电为主，总装机容量约3600万千瓦，占全国发电总装机容量13.4%。其中商业分布式发电项目6319个，主要用于医院、饭店、公共休闲娱乐设施等；工业分布式发电项目7473个，主要用于化工、制造业、电力、钢铁等行业。

2.3 丹麦分布式能源

丹麦是世界上能源利用效率最高的国家，在过去20年中，GDP翻了一番，能源消耗却没有增加，污染排放反而大幅度下降。其主要的措施就是大力发展分布式能源，丹麦80%以上的区域供热能源采用热电联产方式产生。丹麦分布式发电量超过全部发电量的50%，分散接入低电压配电网的风电总装机容量有300万千瓦。

2.4 德国分布式能源

2010年德国分布式发电装机容量约20.84吉瓦，占总装机容量的19.8%。2012年新增光伏发电装机容量7.6吉瓦，占欧盟新增光伏发电装机容量的44%，新增风力发装机容量2.4吉瓦，占欧盟新增风力发电装机容量的20%。此外，德国还有300多个1万千瓦以下的沼气和其他生物质能发

电站。

3 分布式电源国内应用现状

我国分布式能源应用虽然取得了一定进展，但还处于刚刚起步阶段。以分布式光伏和天然气热电联产分布式为例，目前的装机容量分别仅为0.5吉瓦和1.5吉瓦左右，但政规划目标是到2020年分别要达到27吉瓦和50吉瓦，因此，分布式能源具有很大的发展空间。

3.1 分布式能源的示范项目

国网公司先后建立了世界上第一个集“风力发电、光伏发电、储能系统、智能输电”于一体的张北风光储输示范工程，工程一期建设规模为风电98.5兆瓦、光伏发电40兆瓦、储能20兆瓦，并配套建设220千伏智能变电站一座，总投资约33亿元；建立以风电研发、测试为中心的张北风电试验基地，是世界上规模最大的风电试验基地，是世界上唯一具备开展低电压穿越试验，可对风电机组进行电网适应性检测的风电试验基地；10兆瓦阿里光伏储能电站于2012年年底投入运行，本工程是世界海拨最高、容量最大的高渗透率孤网供电系统。系统采用监视网与控制网双网分离的结构，控制网通过定制非冗余的微源信息进行快速信息交互及控制，保证了微电网的稳定运行。endprint

我国以天然气分布式能源建设已进入实质性开发实施阶段，在北京、上海、广州等大城市的居民小区、商城楼宇、大学城都有一批热、电、冷联产示范工程投运。如：上海浦东国际机场能源中心4000千瓦燃气轮机热电联供项目；上海黄埔区中心医院1000千瓦燃气轮机热电联供项目；广州大学城能源站热电冷三联产项目；成都会展中心热电冷联产项目等。

3.2 光伏并网发电

国家电网去年10月出台了《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》，简化了分布式光伏并网流程，促进了光伏行业发展。另外，今年3月发改委下发对光伏发电价格的征求意见稿，虽然具体的补贴数额仍不见定论，但政府对于完善光伏补贴的意愿和尝试，对于迟疑不决的光伏行业而言是个不小的鼓舞。在这些利好因素的激励下，已有多家包括英利、晶科、中电电气在内的光伏生产商推出了一站式的分布式光伏安装服务。

目前光伏组件价格已从2010年的7.5元/瓦降到3.7元/瓦左右，光伏系统成本由2010年的20元/瓦降至当前的9元/瓦左右，而成本下降趋势还将继续。照此估算，即使按照发改委征求意见稿中的0.35元/瓦的补贴计算，在工商业电业相对较高的珠三角地区，有望在未来一两年内实现上网平价。一旦实现，市场积极性将被充分调动起来，珠三角光伏发电将会快速发展。

3.3 分布式天然气发电

中国开展天然气热电联产项目已有十余年的历史，但是一直不温不火，进展缓慢。很多项目或是半途而废或是功亏一篑再或是完全没有体现梯级联供的优势，仅仅用于发电或供热。“十二五”规划提出的1000个天然气分布式能源项目目标似乎也像随风而逝的口号，鲜有听到实质性的项目进展消息。原因主要在于影响天然气热电联产项目的关键因子多且复杂，加之政策层面缺少全盘考虑综合规划的顶层设计，因此，尽管天然气热电联产项目可以带来巨大的节能减排收益，但真正的项目开发落地始终是“前途光明、道路漫长”。

3.4 可再生能源发电预测

风能、太阳能等可再生能源发电出力易受天气影响，而且调节能力较弱，需要改进天气预报的准确性，更加准确地预测分布式发电的变化情况，以减少出力波动对电网的影响。中国电力科学研究院研究建立了数值天气预报系统。该系统的天气预报比气象台的天气预报区域更小、时间密度更大，能提供5×5千米范围内、每15分钟的天气预报，预报时间跨度为72小时。准确的天气预报，为大力发展风能、太阳能发电提供技术术支持。

4 结语

近年来，面对日趋强化的资源环境约束，倡导绿色发展，建设资源节约型、环境友好型社会已成为我国经济社会发展的方向。借鉴国外智能电网发展的先进经验，积极探究适合我国智能电网环境下的分布式能源具体发展模式，为我国实现分布式能源的大规模开发应用，进而彻底解决我国能源紧缺、环境污染等问题，实现节能减排的具体目标具有重要的意义。

参考文献

[1] 宋菁，唐静，肖峰.国内外智能电网的发展现状与

分析[J].电工电气，2010，（3）.

[2] 倪敬敏，何光宇，沈沉.美国智能电网评估综述[J].

电力系统自动化，2010，（8）.

[3] 胡学浩.智能电网—未来电网的发展态势[J].电网

技术，2009，（14）.

[4] 冯江华.在中国发展天然气分布式能源的战略意义

[J].城市燃气，2011，（8）.

[5] 许勤华，彭博.“APEC分布式能源论坛”综述—

兼论中国天然气分布式能源的发展[J].国际石油经

济，2013，（Z1）.

作者简介：林桂辉（1980—），男，广东珠海人，广东电网公司珠海供电局工程师，研究方向：电网调度运行及电力系统分析。endprint