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未来趋势:智能电网与第三次工业革命

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2018-12-12 13:33 发布者:admin

  未来趋势:智能电网与第三次工业革命


  党的十八届三中全会对全面深化改革作出重大战略部署,将进一步解放和发展我国社会生产力和创造力,也将对能源和电力工业创新发展产生深远影响。贯彻落实三中全会精神,关键要把握时代特征,立足行业实际,以改革创新精神,推动我国能源安全发展、清洁发展、环保发展、友好发展。当前,随着新能源技术、智能技术、信息技术、网络技术的创新突破,第三次工业革命正在孕育发展。在前两次工业革命中,中华民族都落后了,追赶了二百多年。以全球视野和系统思维,深刻认识工业革命的内在规律和发展趋势,对于我们深入贯彻落实三中全会精神,在新一轮工业革命中把握历史机遇、抢占发展先机、赢得竞争优势,推动能源电力工业科学发展,全面建成小康社会,实现中华民族伟大复兴的中国梦,具有十分重要的意义。
 

  第三次工业革命

 
  能源是人类生存和发展的物质基础。近二百多年来,人类社会已经先后经历了两次工业革命。纵观工业文明的发展历程,有一个突出特征,就是能源变革对工业发展具有决定性、全局性影响,推动着工业文明不断向更高层次和水平演进。
 
  能源变革是第三次工业革命的根本动力
 
  始于18世纪中期的第一次工业革命,由于蒸汽机的发明与广泛应用,煤炭迅速取代柴薪,推动了近代工业的建立和大发展。在这次变革中抢占先机的英国,从1770年到1860年的90年中,建立了世界上规模最大的煤炭工业,到19世纪中期,英国煤炭产量已占全球的三分之二以上,并以此为基础加快发展近代纺织、钢铁、机械、铁路运输等工业,率先在世界上建立近代工业体系。
 
  始于19世纪中后期的第二次工业革命,由于电力的发明及广泛应用,推动了现代工业的建立和大发展,不仅产生了电力、电器、石油、化工、汽车、通信、信息等新的工业部门,而且推动了纺织、钢铁、机械、铁路运输等旧的工业部门升级。在这次变革中抢占先机的美国,从1910年到2010年的100年中,电力装机、用电量、电网规模一直位居世界第一,美国也率先在世界上建立现代工业体系。如今电能已成为全球最重要的能源之一,从全球范围看,以电为中心的能源开发利用格局正在加快形成,并成为全球能源发展的战略方向。1980年~2012年,全球电力消费增长200%左右,而石油、天然气、煤炭消费只分别增长40%、130%、110%左右,全球一次能源用于发电的比重从30%提高到40%左右,电能占终端能源消费的比重从10%上升至20%左右。
 
  从两次工业革命可以看出:能源变革对工业发展具有决定性的影响,没有蒸汽机技术的突破,就不会有近代工业,没有电力的广泛应用,现代工业也无从谈起;同时能源变革对工业发展又具有全局性的影响,既推动新的工业行业出现,也推动旧的工业行业升级。总之,能源变革与工业革命有着很强的内在联系,是工业革命的根本动力。
 
  进入新世纪后,大规模开发利用化石能源带来的能源危机、环境危机凸显,建立在化石能源基础上的工业文明逐步陷入困境,新一轮能源变革正在世界范围内蓬勃兴起。这一轮能源变革,是以电为中心、以新能源大规模开发利用为特征的能源变革。2000年~2012年间,全球风电、太阳能发电装机分别由1793万千瓦、140万千瓦增长到2.8亿千瓦、1亿千瓦,分别增长了15倍和71倍。随着新一轮能源变革的到来,新能源技术、智能技术、信息技术、网络技术不断突破,与智能电网全面融合,正在承载并推动第三次工业革命。新一轮能源变革与新一轮工业革命再次相伴发生,这不是历史的巧合,而是因为能源变革是工业革命和工业发展的根本动力,谁能牢牢把握能源变革这个根本,谁就能在第三次工业革命中抢占先机。
 
 

  智能电网

 
  发展智能电网是推动能源变革和第三次工业革命的必由之路
 
  从历史进程看,建立在化石能源传统利用方式基础上的工业文明已经难以为继,第三次工业革命应建立在可持续供应的能源基础上。以电为中心转变能源开发利用方式,已成为全球能源发展的战略方向,今后的能源变革都将围绕更清洁更经济的发电、更安全更高效的配置、更便捷更可靠的用电展开,由可再生能源转换而来的电能全面取代化石能源只是时间问题。
 
  电力广泛应用,必须依靠电网来实现。1886年,美国西屋公司建成了世界上第一个交流输电系统,从此世界电网遵循电压等级由低到高、联网规模由小到大、配置能力由弱到强、自动化程度越来越高的客观规律快速发展,可划分为三个阶段。一是初级电网阶段(从19世纪后期到20世纪中期),主要是基于早期控制技术、小机组发电技术,以低电压、弱联系为特征,以城市或局部区域电力配置为主的小型孤立电网。二是互联电网阶段(从20世纪中期到20世纪末),主要是基于现代控制技术、大机组稳定发电技术、大规模远距离输电技术,以高电压、强互联为特征,具有全国或跨国电力配置能力的大型同步电网。三是智能电网阶段(从本世纪初开始),基于新能源技术、分布式发电技术、大规模储能技术、超远距离超大规模输电技术、信息网络技术和智能控制技术的快速发展,世界电网进入智能电网发展阶段。
 
  未来的智能电网,是网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动的“能源互联网”。网架坚强,是指电网规划科学、结构合理、安全可靠、运行灵活,适应风电、光伏发电、分布式电源大规模接入,适应供用电关系灵活转换,具有强大的资源配置能力。主网架的电压等级包括特高压、超高压、高压等。广泛互联,是指互联既跨地域,也跨行业。洲际骨干网架、国家骨干网架、地区电网、配电网、微电网协调发展、紧密衔接,构成广泛覆盖的电力资源配置体系;电网、互联网、物联网等相互融合,构成功能强大的社会公共服务平台。互联的广泛性带来了资源配置的广泛性,既广泛配置电力资源,也广泛配置其他公共服务资源。高度智能,是指广泛使用信息网络、广域测量、高速传感、高性能计算、智能控制等技术,发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节高度智能化、自动化运行,自动预判、识别大多数故障和风险,具备故障自愈功能。开放互动,是指发挥电网的网络市场功能,构建开放统一、竞争有序,在能源资源配置中起决定性作用的电力市场体系,促进用户与各类用电设备广泛交互、与电网双向互动,能源流在用户、供应商之间双向流动。
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