我國南方電網(wǎng)公司(以下簡稱“南網(wǎng)”)所轄電網(wǎng)堪稱世界上最復(fù)雜的交直流復(fù)雜電網(wǎng)之一:1條“西電東送”的大通道，8條500千伏的交流線路，4條±500千伏的直流線路以及1條±800千伏的特高壓直流線路。按照南網(wǎng)規(guī)劃，2020—2030年，南網(wǎng)將逐步采用特高壓直流輸電方案，降低同步電網(wǎng)的規(guī)模，同時，將以省區(qū)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，形成2~3個同步電網(wǎng)，通過直流方式互聯(lián)。至2030年，廣東電網(wǎng)將進一步進行割裂，變成兩個同步電網(wǎng)，逐步降低主電網(wǎng)風險。
從中長期來看，南網(wǎng)運行主要面臨三大挑戰(zhàn):首先，保障交直流混合電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，降低大面積停電風險，這是南網(wǎng)中長期面臨的主要挑戰(zhàn);其次，隨著珠三角負荷中心電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨緊密，負荷密度進一步增大，短路電流風險隨之水漲船高，并已嚴重影響到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，如何有效限制短路電流也是亟需解決的一個問題;最后，伴隨著新能源發(fā)展，如何接入分布式電源也是南網(wǎng)面臨的主要挑戰(zhàn)。
筆者認為，現(xiàn)階段南網(wǎng)運行需要考慮以下4個要素，其一，資產(chǎn)利用率。南網(wǎng)目前的資產(chǎn)利用率與發(fā)達國家相比還有較大差距。中國工程院的數(shù)據(jù)顯示，我國10千伏的配變利用率為30%~35%，而在發(fā)達國家這一數(shù)據(jù)可提升至50%，因此我國尚有較大的提升空間。其二，資產(chǎn)風險評估。我國在此領(lǐng)域尚處于定性和初級的手工評估階段，若想增強資產(chǎn)風險的可測性，還需進行諸多方面的工作。其三，信息孤島與信息安全。為保證電網(wǎng)的安全運行，電網(wǎng)會存在很多生產(chǎn)系統(tǒng)，但它們之間信息互聯(lián)并不暢通，雖然人們做了很多項目，制造出許多信息系統(tǒng)，不但未能解決該問題，還形成了更大的信息孤島。其四，供電可靠性。隨著電網(wǎng)信息化的進一步發(fā)展，信息安全、等級保護、二次安防變得越來越重要，提高供電可靠性、提高電能質(zhì)量，既是提高客戶滿意度重要指標，又是電網(wǎng)企業(yè)賴以生存的永恒目標。因此，發(fā)展智能電網(wǎng)為時下的必然選擇。
通過這兩年的實踐，南網(wǎng)在智能電網(wǎng)方面已收獲了許多實踐成果，如“3C綠色電網(wǎng)”方案已經(jīng)“落地”實施、性能優(yōu)越的變電站駕駛艙、建成分布式儲能系統(tǒng)等。
什么是“3C綠色電網(wǎng)”？
南方電網(wǎng)首個3C綠色示范工程開工建設(shè)
2011年11月28日，南方電網(wǎng)首個3C綠色示范工程——廣州110千伏尖峰變電站正式開工建設(shè)，標志著南方電網(wǎng)公司建設(shè)3C綠色變電站的開始。
“3C”是指將計算機、通信、控制等現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)電力技術(shù)有效結(jié)合，提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟運行、客戶服務(wù)和節(jié)能水平，實現(xiàn)電網(wǎng)發(fā)展向“智能、高效、可靠、綠色”的轉(zhuǎn)變。尖峰變電站位于廣州市蘿崗區(qū)，計劃于2012年6月30日完工，將實現(xiàn)變電站實時自動控制、在線分析決策、狀態(tài)檢修、智能巡檢等高級應(yīng)用。在建設(shè)過程中，南方電網(wǎng)公司還將充分考慮節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材與環(huán)境保護的要求，通過建筑外觀、設(shè)備選型和智能化設(shè)計等方面的優(yōu)化調(diào)整，致力于打造一個節(jié)能環(huán)保的綠色變電站。
南網(wǎng)地區(qū)的水能、風能、太陽能、天然氣、核能資源較為豐富，風能主要集中在云南和廣東地區(qū)，太陽能主要集中在云南、廣東和海南地區(qū)。目前南網(wǎng)地區(qū)的新能源開發(fā)尚處于初級階段，2010年底，南方五省區(qū)新能源裝機175萬千瓦，陸上風電占80%左右，主要集中在廣東省，約為136萬千瓦。預(yù)計到2015年年末，隨著風電建設(shè)南移，南方五省區(qū)新能源裝機可大幅提高，達到2000多萬千瓦，包括陸上風電1600多萬千瓦，海上風電100萬千瓦。
“3C綠色電網(wǎng)”的積極意義
南方電網(wǎng)具有遠距離、大容量、交直流混合并聯(lián)運行的特點，是國內(nèi)結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，科技含量最高的電網(wǎng)。南網(wǎng)在設(shè)計3C綠色電網(wǎng)戰(zhàn)略時，就將保障電網(wǎng)安全運行，減少大面積停電發(fā)生作為戰(zhàn)略實現(xiàn)的總體目標之一，強調(diào)在電網(wǎng)建設(shè)和運營中節(jié)水、節(jié)能、節(jié)地、節(jié)材和環(huán)境保護。南方電網(wǎng)公司在實踐過程中，采取了哪些措施來推進智能電網(wǎng)戰(zhàn)略，在具體的項目實施過程中，該怎樣才能讓電網(wǎng)建設(shè)與生態(tài)環(huán)境有機融合呢？本文作者多年來一直跟蹤南方電網(wǎng)公司的智能電網(wǎng)建設(shè)，將為你解讀南方電網(wǎng)公司“3C綠色電網(wǎng)”戰(zhàn)略的前世今生。
由于南方區(qū)域電力資源和負荷分布極不均衡，只有通過大容量、遠距離輸電，才能達到有限資源的最佳利用。作為西部大開發(fā)的標志性工程之一，西電東送大通道成為南網(wǎng)區(qū)域的主干網(wǎng)架將五省區(qū)電網(wǎng)緊緊相連，已經(jīng)形成“八交五直”（500千伏天廣、云廣交流各兩回，貴廣交流四回；±500千伏天廣直流、三廣直流各一回，貴廣直流兩回；±800千伏云廣特高壓直流一回）13條500千伏及以上的電力輸送大通道，每條都在1000公里及以上，最大輸送能力超過2400萬千瓦，呈現(xiàn)出交直流混合、并聯(lián)運行的特點。
南方電網(wǎng)遠距離、大容量、超高壓輸電，交直流混合運行，是國內(nèi)結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、聯(lián)系最緊密、科技含量最高的電網(wǎng)。而保障交直流電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，減少大面積停電發(fā)生是南方電網(wǎng)中長期所面臨的主要挑戰(zhàn)，也是建設(shè)3C綠色電網(wǎng)的總體目標之一。
隨著南網(wǎng)區(qū)域負荷中心，珠三角地區(qū)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨緊密，短路電流水平迅速增大將嚴重威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。如何有效限制短路電流，是電網(wǎng)運行所亟需解決的問題。
而且，近年來，南網(wǎng)區(qū)域新能源發(fā)展迅速，解決新能源并網(wǎng)與消納，推動新能源發(fā)展，促進節(jié)能減排亦是南方電網(wǎng)面臨的一個重要挑戰(zhàn)。
建設(shè)清潔、高效、安全、可靠的智能電網(wǎng)已成為南方電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展之路的必然選擇。
南方電網(wǎng)智能電網(wǎng)技術(shù)研究方向
2009年，南方電網(wǎng)公司建立了南方電網(wǎng)智能電網(wǎng)研究聯(lián)席會議制度；2010年，正式成立了智能電網(wǎng)研究所。提出了“深度信息化、全面互動化、規(guī)則激勵化、電能清潔化、資產(chǎn)高效化”智能電網(wǎng)五大特征。
在深入分析南方電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃的基礎(chǔ)上，設(shè)計了具有南網(wǎng)特色的智能、高效、可靠的綠色電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略。其目標是，通過采用智能化技術(shù)手段，建設(shè)高效、可靠的3C綠色電網(wǎng)，暨通過計算機、通信、控制等技術(shù)升級改造現(xiàn)有電網(wǎng)，提高電網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟性水平，強調(diào)在電網(wǎng)建設(shè)和運營中節(jié)水、節(jié)能、節(jié)地、節(jié)材和環(huán)境保護。
在確定了公司智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略之后，南方電網(wǎng)公司在5個領(lǐng)域（發(fā)電、輸電、配電、用電、信息通信）的17個關(guān)鍵技術(shù)，通過57個試點示范工程展開了一系列的研究與試點工作，并主編或參編了多項與智能電網(wǎng)相關(guān)的國標和行標。
“3C綠色電網(wǎng)”的建設(shè)路線圖
今年，基建系統(tǒng)要貫徹落實好公司工作會議精神，繼續(xù)抓落實，持續(xù)推動電網(wǎng)建設(shè)的全面轉(zhuǎn)型升級，堅定不移建設(shè)‘3C綠色’電網(wǎng)，打造智能、高效、可靠、綠色的現(xiàn)代化電網(wǎng)。”1月31日，南方電網(wǎng)公司召開2013年基建工作會議，公司副總經(jīng)理祁達才出席會議并講話。
今年完成3C綠色技術(shù)標準規(guī)劃
祁達才說，2012年，基建系統(tǒng)克服困難和不利因素，為公司一體化、集約化管理作出了貢獻，經(jīng)濟效益和管理效益顯著。今年要堅持公司中長期發(fā)展戰(zhàn)略的指引，貫徹落實公司工作會議精神，著重強調(diào)“六項管理”。通過抓落實，繼續(xù)消除三個“兩張皮”。通過抓現(xiàn)場，把項目管理重心轉(zhuǎn)移到一線。通過抓成效，堅定不移建設(shè)“3C綠色”電網(wǎng)，建成一批高品質(zhì)基建工程。
去年，南方電網(wǎng)頒布了《南方電網(wǎng)公司3C綠色電網(wǎng)建設(shè)指南（變電站綠色部分）》，明確綠色變電站建設(shè)思路和2013年～2015年行動計劃，確定“四節(jié)一環(huán)保”的綠色要點，逐步建立“綠色電網(wǎng)”技術(shù)標準體系。全網(wǎng)第一個“3C綠色電網(wǎng)”示范工程110千伏尖峰輸變電工程已建成投產(chǎn)。
在2013年網(wǎng)公司工作會議上，公司董事長、黨組書記趙建國指出，下一階段公司創(chuàng)先工作的關(guān)鍵是持續(xù)推動電網(wǎng)建設(shè)的全面轉(zhuǎn)型升級。利用“3C”技術(shù)升級改造現(xiàn)有電網(wǎng)，提高電網(wǎng)的安全性、經(jīng)濟性和節(jié)能環(huán)保水平。
今年，基建系統(tǒng)將落實會議精神，頒發(fā)線路和配網(wǎng)工程綠色行動指南，全面開展綠色電網(wǎng)建設(shè)；完成3C綠色技術(shù)標準規(guī)劃，構(gòu)建3C綠色技術(shù)體系構(gòu)架；開展課題研究，包括桿塔部件通用性研究、綠色建筑研究、噪音治理研究，變電站配電箱等技術(shù)標準研究。
建成一批優(yōu)質(zhì)工程
“基建部已經(jīng)成立3年，如果還只是滿足于一兩個典型的、拔尖的優(yōu)質(zhì)工程是不夠的。”基建部主任徐達明在工作宣貫中表示，2013年要全方位建成一批優(yōu)質(zhì)工程，這才能真正達到網(wǎng)公司的要求。
祁達才指出，2013年要強化施工作業(yè)指導(dǎo)書和WHS現(xiàn)場應(yīng)用，繼續(xù)消除“兩張皮”現(xiàn)象。推進項目標準化驗收，推進項目“零缺陷”移交。
完善項目管理標準體系
2013年，項目管理的重心要轉(zhuǎn)移到一線，持續(xù)推進業(yè)主項目部規(guī)范化建設(shè)，繼續(xù)開展示范工程建設(shè)。
祁達才強調(diào)，今年將完善南方電網(wǎng)項目管理標準體系（PM@CSG），規(guī)范基建檔案管理，開展職業(yè)項目經(jīng)理培訓及認證；總結(jié)和評價2012年示范工程樣板點建設(shè)，著手開展新的樣板點建設(shè)。
關(guān)于樣板點建設(shè)，徐達明表示，今年增加了一個新的內(nèi)容，即項目管理的樣板點建設(shè)，選取檔案管理等5-6項項目管理的主要內(nèi)容，進行樣板點試驗和提升，做到示范工程樣板點全面覆蓋。2013年將以樣板點建設(shè)實踐為重點，滾動發(fā)展，實現(xiàn)向生產(chǎn)移交一個“規(guī)范達標、綠色可靠、文檔齊全、零缺陷”基建工程的目標。
■數(shù)說
552億元2013年，電網(wǎng)基建項目將投資552億元，電源基建項目21億元，小型基建項目41億元。抓好19項重點工程建設(shè)，確保11項建成投產(chǎn)；重點推進“兩渡”直流工程建設(shè)，加快推進廣東電網(wǎng)動態(tài)無功補償裝置建設(shè)。
在新能源領(lǐng)域，南網(wǎng)關(guān)注的技術(shù)主要有分布式電源與分布式儲能接入技術(shù)、分布式電源接入后與配網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制技術(shù)和風光功率預(yù)測技術(shù)，其中風電功率預(yù)測成本較高，這也是南網(wǎng)未來發(fā)展的重點。2011年南網(wǎng)兆瓦級電池儲能站正式投入運行，堪稱當時世界上第一個大規(guī)模的電池儲能系統(tǒng)，目前來看充換電效率為83%~86%，衰減符合預(yù)期。事實上，在它的基礎(chǔ)上，南網(wǎng)科研院智能電網(wǎng)研究所已經(jīng)成功研發(fā)出分布式儲能系統(tǒng)，即集裝箱式的分布式儲能系統(tǒng)，并已在一些地方得到應(yīng)用，如平滑分布式電源的接入、各種應(yīng)急電源，并同時應(yīng)用在電網(wǎng)的調(diào)頻、調(diào)壓、削峰填谷以及微電網(wǎng)中。
而隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，南網(wǎng)區(qū)域的新能源建設(shè)必將取得較大飛躍。
與此同時，從2012年開始，南網(wǎng)啟動了10個重大實驗室建設(shè)，涵蓋了主電網(wǎng)的一系列工作，并安排了3類綜合示范項目，一類海島型微電網(wǎng)示范，一類是城鎮(zhèn)化電網(wǎng)智能化示范，最后一類是省網(wǎng)的智能電網(wǎng)示范。在海島型微電網(wǎng)方面，廣東珠海的萬山群島將在2013年第三季度有一系列微電網(wǎng)投入運營。
在城鎮(zhèn)化智能化示范中，有幾個重點區(qū)域:廣州中心知識城，占地125平方千米;珠海占地100平方千米的橫琴新區(qū)，采用20千伏的配電網(wǎng)絡(luò);此外還有深圳前海新區(qū)和廣州的南廈新區(qū)。這些地區(qū)將充分應(yīng)用智能電網(wǎng)在輸、變、配、用等各個環(huán)節(jié)的新技術(shù)，展示和體現(xiàn)綜合效益。
在省網(wǎng)的智能電網(wǎng)示范中，為配合海南島作為國際旅游島的戰(zhàn)略需求，南網(wǎng)結(jié)合自身的實際情況，提出了“海南智能島”的建設(shè)思路，借助國家支撐計劃在海南構(gòu)建一個環(huán)島電動汽車充換電網(wǎng)絡(luò)，圍繞充換電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一系列配電、用電、新能源接入的各種示范。
毋庸置疑，當前發(fā)展智能電網(wǎng)的目標是結(jié)合南網(wǎng)的實際建設(shè)3C綠色電網(wǎng)，系統(tǒng)和設(shè)備智能化都是智能電網(wǎng)發(fā)展的重點，因此這需要電網(wǎng)企業(yè)與利益相關(guān)者的共同努力，力爭將全球范圍內(nèi)較為復(fù)雜的電網(wǎng)早日打造為真正的智能電網(wǎng)。
