能电网评价体系研究综述论文_张嵩,李莉,刘丽,朱正甲,申蕙琪

(国网冀北电力有限公司经济技术研究院 北京市 100055)

摘要:智能电网作为现代电网发展的最新方向,受到世界各国的广泛关注。近年来,为了引导、促进智能电网健康快速发展,国内外专家学者对智能电网评价体系展开一系列研究,取得了一定的成果。

关键字:智能电网,评价,指标体系,评价方法

1引言

智能电网是第三次工业革命的重要组成内容,是电网发展的必然趋势。世界各国结合自身国情和电网发展所处阶段,开展智能电网建设。智能电网综合评价体系要能够全方位反映智能电网的各个环节的建设情况,做到电网公司各级领导、各级公司、各个职能部门及各个利益相关者都能对智能电网建设情况有所了解,明确自身责任,指明各级、各类人员的工作方向,让全员都积极主动的参与到智能电网建设之中,保障智能电网高速、高效、高质的建设发展。智能电网综合评价指标体系研究对全面评价智能电网建设成效,指导电网智能化规划与建设具有重要意义。

1智能电网发展规划情况

世界各国建设智能电网建设的终极目标基本是一致的,但因经济社会发展情况迥异,电力工业发展现状差异明显,根据自身特点和需求,从不同角度探索智能电网实施重点和相应的政策力度。发达国家如美国、欧盟、日本、韩国是从现有网架基础上,在特定环节重点投入。美国在2011年对智能电网发展战略进行适时调整,优先发展电动汽车和电网现代化改造,降低了清洁电力和生物质能源的资金扶持力度,强调利用成熟度较高、商业化前景明朗的技术,提升电网基础设施建设对清洁能源发展及经济和就业的带动作用,美国的智能电网越发重视电网安全性、配电网的优化工作和电动汽车的战略作用。欧盟与其他国家相比显得更为长远与稳定,都是围绕着节能减排与低碳环保进行,重点在消纳使用欧洲丰富多样化的可再生资源。日本在地震与福岛核危机后,智能电网战略核心转移到建设与太阳能发电大规模推广开发相适应的电网,提出建设“太阳能发电时代的输电网”,解决国土面积狭小、能源资源短缺与经济社会发展矛盾。韩国将智能电网研究与建设重点放在智能绿色城市建设上,注重智能电网的绿色效应,利用其IT业的优势,发展电力IT,高效利用可再生能源。

当前我国的智能电网规划还处于较为粗放阶段,发展目标并不明晰,即没有明确的规划边界条件,结合能源资源禀赋对当前我国智能电网的发展需求,对智能电网的成本与收益缺少详尽、科学的分析研究,智能电网的规划还处于新技术的试点、示范与应用阶段,还未过渡到整体的行业管理与产业管理。

2智能电网评估研究现状

国外研究现状

欧美发达国家对智能电网开展了大量相关研究,涉及概念、关键技术、管理方法等诸多方面。在智能电网评估体系方面主要成果有:IBM智能电网成熟度模型、美国能源部(DOE)制定的智能电网发展评价指标体系、美国电科院(EPRI)的智能电网建设评估指标、EnerNex公司的智能电网评价表、欧盟的智能电网收益评估体系等。

(1)IBM智能电网成熟度模型

该模型由6个电力公司的智能电网项目工作人员,以及IBM 和 APQC 的电力行业和商业咨询顾问、信息技术专家,共同研究并经过了数个月的评估发展而来,并且还在不断的完善中。

IBM成熟度模型将智能电网根据人员技术和运行流程,分为策略、管理与监管,组织,技术,社会与环境,电网运行,人员、资产管理,用户管理和体验,产业链整合8个维度;根据规划、建设、运行及业务应用情况,分为5个成熟度阶段,实现了指标的动态管理、与时俱进。5个成熟度阶段为:

第1阶段:只是一个智能电网的设想,对技术的试验和评价以及建立业务模型是成功的关键。

第2阶段:电力公司在至少一个智能电网的重要业务领域开始投资和实施。

第 3阶段:智能电网的各个组成部分开始相互整合,实现两个或两个以上的业务领域整合或是产业链升级。

第 4阶段:企业能够实现整个企业范围的跨业务综合观测及综合控制,有可能形成新的经济或商业模式。

第 5阶段:企业有能力在新的业务、运行、环境等机会出现时,充分利用并发展壮大。

(2)DOE智能电网发展评价指标体系

2009年7月,美国能源部发布智能电网评估框架体系,总结提出智能电网应具有:基于高度信息化的用户参与、容纳各种发电和储能装置、允许引入新服务和新市场、根据用户需求提供不同的电能服务质量、优化资产利用效率和电网运行效率以及能够应对各类扰动袭击和自然灾害等六种特性。

根据对智能电网六项特性的描述,美国能源部提出了一个由四组共20项指标构成的评估体系,如表1所示。

(3)EPRI智能电网建设评估指标体系

美国电科院(EPRI)在美国能源部发布的智能电网发展评价指标体系基础上建立了智能电网建设及其项目的评估指标体系,该指标体系用于智能电网整体建设进程和单个建设项目的评估,其评价目的是智能电网建设进程的推进程度和收益情况,并为估算智能电网建设的成本/收益分析提供基础。EPRI智能电网建设项目收益评估体系的基本内容包括:基于充分信息的用户参与,能够容纳所有的发电和储能装置,允许新产品、新服务和新市场的引入、根据用户需求提供不同的电能服务质量,优化资产利用效率和电网运行效率,通过自动预防、隔离和恢复来应对扰动,电网运行更具柔性能应对各类扰动袭击和自然灾害7个方面。

(4)欧盟的智能电网收益评估体系

欧洲发展智能电网的驱动因素可以归结为市场、安全与电能质量、环境等三方面。欧洲智能电网的发展目标主要是通过智能电网建设实现低碳的电网和能源系统。基于这些认识,欧洲输电运营商组织和欧洲配电运营商组织联合发布了智能电网效益评估指标体系,将智能电网的效益分为:增加发展的可持续性,能够有效的将基于各类能源的发电机所发的电量传输给用户,开放的、统一的接入标准,使用户都能够连接电网,更安全和更高质量的电力供应、负荷削峰率、提高紧急事件的预测和控制等,提高电网运行和供电效率及质量,通过潮流控制支持欧洲范围的电力市场,减少环流、增强联网能力,协调地方、区域和欧洲的联合电网规划和发展,已实施方案的成本效率,支持新的业务模式,创新性的产品和服务9部分。

国内研究现状

近年来,智能电网发展得到我国政府的高度重视,以国家电网公司为代表的许多单位积极开展智能电网的研发、建设和实践工作,我国智能电网推广力度处于世界领先水平。国内电力行业在电网的发展、建设评估方面已经开展了许多研究工作,提出了“两型”电网指标体系、智能电网试点项目评价指标体系与评价方法、电网发展水平评估指标体系、电网发展诊断指标体系等评估系统。

已开展过《智能电网试点项目评价指标体系与评价方法》、《电网发展水平评估指标体系》、《电网发展诊断指标体系》等相关评价指标体系研究。《智能电网试点项目评价指标体系与评价方法》主要针对具

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体的试点项目,对智能变电站、配电自动化、用电信息采集系统、电动汽车充放电设施、智能电网调度技术支持系统、电力光纤到户、上海世博园综合示范工程、常规电源厂网协调、输变电状态监测、省级集中95598供电服务中心、智能小区11类试点工程从技术性、经济性、社会性、实用化程度4个维度构建了三级指标体系,指标设计偏重于具体试点工程技术是否具有推广价值。《电网发展水平评估指标体系》从规模水平、协调发展水平、安全可靠水平、效率水平、效益水平5个方面设计指标,指标主要从电网实现其基本功能的角度考察电网是否能够满足负荷及电源发展需求、电网发展安全可靠性、电网经济性。《电网发展诊断指标体系》分为电网发展、投资能力2大类,其中电网发展分为电网发展规模与速度、电网安全与质量、发展效率与效益,投资能力分为投资情况、财务状况、投资强度、量价贡献率,除考察电网实现其基本功能的适应性外,还考察电网投资的合理性。

结语

智能电网是现代电网发展的最新方向,研究智能电网评价体系对引导、促进智能电网健康快速发展具有重要意义。

论文作者:张嵩,李莉,刘丽,朱正甲,申蕙琪

论文发表刊物:《电力设备》2015年第12期供稿

论文发表时间:2016/4/29

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