中國儲能網(wǎng)訊：數(shù)以億計的用戶，在家庭、辦公室和工廠自行利用可再生能源發(fā)電，由此產(chǎn)生的綠色能源通過“能源互聯(lián)網(wǎng)”彼此分享，就像在線創(chuàng)造和分享信息一樣——這是2011年美國學者杰里米·里夫金在其所著的《第三次工業(yè)革命》中描述的愿景，也是中國工程院院士、天津大學教授余貽鑫多次提及的發(fā)展構(gòu)想。如今，隨著能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)加速推進，上述構(gòu)想正在走向現(xiàn)實。
“為適應能源轉(zhuǎn)型，我們需要一個功能合理的現(xiàn)代電網(wǎng)來集成各相關(guān)方，并提高能源脫碳、轉(zhuǎn)化與利用過程的效率。這個電網(wǎng)就是帶有顛覆性的智能電網(wǎng)，以智能電網(wǎng)為核心的綜合能源系統(tǒng)也將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的物理載體，乃至核心?！苯赵诮邮苡浾卟稍L時，余貽鑫進一步解釋稱。
那么，能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)如何推動智能電網(wǎng)的建設？反過來，智能電網(wǎng)發(fā)展又將如何助力能源轉(zhuǎn)型？
可實現(xiàn)用戶想用電就用電、想賣電就賣電
近年來，電網(wǎng)智能化工作在我國持續(xù)推進。但余貽鑫認為，其進程依然偏慢。“我從2006年開始提出智能電網(wǎng)概念，目前已有13年時間。然而，我國對智能電網(wǎng)，特別是分布式電源的認識長期不深入，因此吃了一些虧?！?
余貽鑫口中的“智能電網(wǎng)”，是指電網(wǎng)的第二次智能化進程。他介紹，第一次智能化始于可靠性、安全性等訴求。“以紐約大停電為契機，美國政府提出把計算機技術(shù)充分用起來，在22萬伏以上的變電站裝上大量的遠方終端單元，并通過系統(tǒng)收集實時數(shù)據(jù)，建立能量管理系統(tǒng)。“這套管理模式已發(fā)展了幾十年，只是由于當時的信息技術(shù)成本過高，制約了其進一步的推廣?！?
而今，通訊、信息技術(shù)快速發(fā)展、成本降低，讓電網(wǎng)應用成為可能，且具有非常明顯的效益優(yōu)勢?！暗诙沃悄芑攸c在于11萬伏及以下的電網(wǎng)?！庇噘O鑫解釋，與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)通過電力和信息的雙向流動，建立起高度自動化和廣泛分布的能量交換網(wǎng)絡，終端用戶由此可參與電網(wǎng)優(yōu)化運行，容納全部發(fā)電和儲能選擇；同時，智能電網(wǎng)可使得新產(chǎn)品、新服務和新市場成為可能，為數(shù)字經(jīng)濟提供電能質(zhì)量，并實現(xiàn)優(yōu)化資產(chǎn)利用和高效運行，對系統(tǒng)干擾、自然災害等破壞可作出迅速反應，使其恢復運行。
換言之，現(xiàn)在的智能電網(wǎng)更強調(diào)用戶參與?！熬拖裼嬎銠C上網(wǎng)一樣，希望實現(xiàn)一般用戶想用電就用電、想賣電就賣電，不需要向誰請示。這樣一來，電網(wǎng)末梢就多出很多電源，好比原來是從樹根向樹葉輸送，現(xiàn)在樹葉端就已具備電源，整體運行方式將發(fā)生革命性變化?！庇噘O鑫稱。
高比例分布式可再生能源需要智能電網(wǎng)
“對智能電網(wǎng)發(fā)展的重視程度，我認為再怎么強調(diào)也不為過?！庇噘O鑫進一步表示，電網(wǎng)的第二次智能化，更是在能源轉(zhuǎn)型中扮演重要角色。
余貽鑫指出，能源革命進程加速，對風光等可再生能源的利用提出更高要求。按照國家發(fā)改委能源研究所預測，到2035年，我國風光發(fā)電占總電量的比重將達到25%左右；到2050年，該比例將進一步提升至50%左右。
“我國擁有豐富的風光資源，現(xiàn)已證實可滿足遠景開發(fā)需求。但未來，高比例風光利用也給電網(wǎng)穩(wěn)定帶來挑戰(zhàn)。”余貽鑫表示，由于風光資源的間歇性、波動性及不確定性，與之相匹配的靈活電源必不可少。
在我國電力系統(tǒng)中，靈活電源的比重現(xiàn)僅為5.6%，約相當于美國的1/8、德國的1/4。也就是說，面對大規(guī)模、遠距離輸送模式的送端系統(tǒng)，火電電量至少占到打捆電量的69%，每產(chǎn)生1千瓦時的可再生能源電量至少產(chǎn)生2千瓦時的火電，受電端可再生能源電量滲透率僅為11.52%，與高比例可再生資源發(fā)展目標相悖?！跋啾戎?，就地開發(fā)與利用模式更可取?！庇噘O鑫稱。
“就地利用的風電形成一個個分區(qū)，電網(wǎng)系統(tǒng)接入這些分布式電源后互相備用，一定區(qū)域的系統(tǒng)可通過孤島運行，在故障期間繼續(xù)向負荷供電，尤其是向部分重要負荷供電。這樣的控制和運行方式，可大大提高電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性與韌性?！庇噘O鑫表示，通過智能電網(wǎng)實現(xiàn)電力和信息的雙向流動，把云計算、大數(shù)據(jù)等分布式計算等優(yōu)勢引入電網(wǎng)，達到信息的實時交換和設備層面瞬時的供需平衡?！爸悄茈娋W(wǎng)就是一個典型的物聯(lián)網(wǎng)，極具顛覆意義?！?
智能電網(wǎng)既是“動力網(wǎng)”也是“通訊網(wǎng)”
“沒有智能電網(wǎng)的支持，高比例分布式可再生能源難以克服瓶頸；反過來，若離開廣泛的分布式電源，我認為談智能電網(wǎng)也是一件可笑的事情?！碧峒熬唧w做法，余貽鑫表示，智能電網(wǎng)既是一張“動力網(wǎng)”，也是一張“通訊網(wǎng)”，目標在于建立一個高度自動化和廣泛分布的能量交換網(wǎng)絡，就像互聯(lián)網(wǎng)那樣去改變?nèi)藗兊纳?、工作等方式?
在此基礎上，智能電網(wǎng)建設既包括通信、信息技術(shù)集成，分布式可再生能源發(fā)電集成，也涉及輸電系統(tǒng)、配電網(wǎng)、成熟市場等配合?！坝绕湓谟脩粜枨笈浜戏矫妫瑸閷崿F(xiàn)需求響應，現(xiàn)在要做的是通過用戶電表，帶動整個電網(wǎng)最末梢一公里通信線路的完善。因為上面的線路已經(jīng)建得很好了，完善‘最后一公里’，不止對電網(wǎng)本身有好處，也為智能城市的整體發(fā)展提供了契機?！?
此外，余貽鑫提醒，目前還有一些潛在的分布式電源同樣值得關(guān)注，給智能電網(wǎng)發(fā)展提出新的要求。
以電動汽車為例，余貽鑫稱，其用電量十分可觀，甚至在部分城市家庭，把家中其他用電設備加起來，也不抵一輛電動汽車的耗電量。根據(jù)現(xiàn)有規(guī)劃，到2030年，我國電動汽車保有量最高將達8000萬輛，對應電池容量24億千瓦時。“未來，電動汽車不僅是一個大功率電器，也可以是重要的分布式儲能裝置。管理不好，會給電網(wǎng)增加壓力；管理得好，在低谷時用電時可作為重要調(diào)節(jié)手段。因此，包括市場、技術(shù)等支持在內(nèi)，智能電網(wǎng)也應該為這樣的潛在電源提供一個即插即用的平臺。”
