黃永章:未來電網(wǎng)將掀起巨大變革

發(fā)布時間:2016-10-28   來源:金融界

  華北電力大學教授黃永章表示,我們的電力市場還會滯后于我們的新能源,還會滯后于我們的能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,電力市場做起來還是一件非常困難的事情,需要智慧,避免走彎路。

  以下為實錄:

  黃永章:講什么呀?我就擬了一個題目,把所有熱鬧的東西都在這題目上,能源互聯(lián)網(wǎng),還有新能源,還有電力系統(tǒng),也就是電網(wǎng),電網(wǎng)說起來就是電力改革,把題目一寫上,更不知道講什么了??纯茨懿荒馨堰@個事情講的簡單一點。

  講點什么呢?我想簡單講這么幾個事,第一就是作為一個教授,看看能源互聯(lián)網(wǎng)是個什么東西,然后再看看新能源接入后,這個電網(wǎng)會有什么事情?介紹我們?nèi)A北電力大學有一個新能源國家重點實驗室,我們這個團隊叫智慧能源與先進電力技術團隊,我們做了一些工作,跟這個相關的。有些技術,看是不是能把這個技術說的簡單一點。

  先說能源互聯(lián)網(wǎng)吧,這個詞聽的也多了,是個什么東西也不大清楚。我們就從最基本的來說,如果我們說互聯(lián),實際上就等于互聯(lián)網(wǎng),這個網(wǎng)完全可以省略,這兩個字是一個意思。如果習慣上來說,我們說互聯(lián)網(wǎng),我們說的是信息互聯(lián)網(wǎng),信息這兩個字是可以忽略的不要大家都知道什么意思。能源互聯(lián)就等于能源互聯(lián)網(wǎng),也就等于能源信息互聯(lián)網(wǎng),一說都明白。雖然都明白,因為這個字太多了,就有不同的定義或者不同的解釋,所以就有點亂了。我們可以先看看大家比較知道的,信息的互聯(lián)網(wǎng),因為我們都用手機,都知道,信息互聯(lián)網(wǎng)它就是以光纖或者空間傳輸為架構(gòu),因為我們用wifi,光纖也不用了,局域網(wǎng)是一些小網(wǎng),手機PC是終端,數(shù)據(jù)中心是數(shù)據(jù)中心,信息雙向流動,你看網(wǎng)絡全部都是。如果我們看電網(wǎng)的話,一看這個電網(wǎng)也是一模一樣,其實也沒什么區(qū)別。它以電網(wǎng)傳輸為架構(gòu),還有配網(wǎng),有微網(wǎng),發(fā)電廠就是能源,各種各樣的終端,我們現(xiàn)在有風電,他們都是在用戶端,能量就出現(xiàn)了雙向的流動。其實本質(zhì)上就沒什么區(qū)別,用簡單語言說,相同的網(wǎng)絡拓撲,拓撲就是結(jié)構(gòu),不同的內(nèi)容,表面上看,現(xiàn)在大家都用手機用的多,覺得能源互聯(lián)網(wǎng)用的信息互聯(lián)網(wǎng)的概念,廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動。其實也不是那么回事,信息互聯(lián)網(wǎng)用了很多電網(wǎng)的概念,我們說云,云這個東西誰也說不清楚,都是商業(yè)詞匯,云就是服務。電網(wǎng)從第一天開始就是云,我相信在座的每個人不管電從哪來的,我們的電燈,你看電插座都是并聯(lián)的,我們的數(shù)字就是0和1,實際上能源這個網(wǎng)絡的概念比我們信息網(wǎng)絡的概念要早得多。但是對我們教授來說,上面這都是應用的概念,我們更關心的還是本質(zhì)的概念,本質(zhì)是什么呢?就是這么兩句話,一個是電能的傳輸,我們用電,燒煤、用油都不太方便,用電能。還有其他的能源和電能要轉(zhuǎn)化,如果更簡單一點,用電網(wǎng)來說,就是兩個字,一個是電網(wǎng),一個是并網(wǎng)。

  能源互聯(lián)網(wǎng)有什么用?這就跟我們說能源有什么用一樣,能源革命要干嗎用?實際我們從很小的時候開始教科書上都告訴我們,第一能源有破壞作用,所以整個所有的系統(tǒng)要安全可靠,這是第一要務,沒有比這更重要的。對環(huán)境要有利,要提高能源轉(zhuǎn)換效率,增加能源供給,最終的目的就是一個,要解決我們?nèi)祟惤K極的能源使用問題,化石能源總有一天要用完,一定要找到替代能源,如果做不到,我們就回歸原始人類了。如果看看能源互聯(lián)網(wǎng)的表象形式,有這么幾個,第一個,國家電網(wǎng)提出來的要以洲際電網(wǎng)為架構(gòu)的全球能源互聯(lián)網(wǎng),還有大家正在著手說的多的,熱能也給牽扯到的,就是以園區(qū)為邊界的微型互聯(lián)網(wǎng),現(xiàn)在各個地方的試點項目基本就是這個東西。全球能源互聯(lián)網(wǎng),我覺得這個東西,很多人覺得這是不可能的事情,怎么能把全球電網(wǎng)連起來呢?有什么用?我覺得這個東西我們要換一個角度來看,首先第一個,這是會成為中華民族對人類貢獻最大的一件事情,我相信這個事情一定會發(fā)生,我們一定會做到。我們作為老師、教授,要推動這件事情,形成共識,凝聚智慧。當然沒有那么容易,有各種各樣的困難,比如說地緣政治、經(jīng)濟利益、市場安全、技術等等,但是我們也不要忘了,有這么一句話,鄧小平說的,改革開放77年、78年這句話我們天天掛在嘴皮上的,要用發(fā)展的眼光看問題。今天的這些問題,明天可能就沒有了。正是因為在這句話下面,才有了現(xiàn)在,有了我們今天中國世界第二的經(jīng)濟體量,有了高鐵,我相信還會有全球能源互聯(lián)網(wǎng)。

  下面說說新能源,這才是我們最想說的。新能源帶來越來越多,帶來兩個問題,第一個是波動性。這個就是能量平衡,為什么能量平衡?因為新能源要接入電網(wǎng),這個研究的人有很多,包括企業(yè)發(fā)電的,包括電池、儲能等等,所以我也不去湊這個熱鬧。我們做什么呢?就是電網(wǎng)的穩(wěn)定性,怎么來的呢?就是新能源越來越多,把發(fā)電機給取代了,慣性下降。為什么有這個問題呢?我們看看德國的電網(wǎng),橫坐標是時間,縱坐標是人為干預,由于新能源的接入,人為干預調(diào)節(jié)越來越多,本來有自動調(diào)節(jié)的,現(xiàn)在自動調(diào)節(jié)作用下降,發(fā)生事故,一個短路過來,它就有損失,能源又不平衡了。我們50赫茲,就看你能不能回來,能回來,系統(tǒng)是穩(wěn)定的,回不來,系統(tǒng)就崩潰了。這個是跟你有沒有儲能沒有關系的,再多的儲能也會出現(xiàn)問題,再多的發(fā)電機也可能出現(xiàn)這樣的問題,我們就是研究這個。

  問題的本質(zhì)是怎么來的呢?就是因為新能源把發(fā)電機給替代了,發(fā)電機越少,它就越不穩(wěn)定。核心問題就是功率要平衡,新能源我滲透率越來越高的時候,20%、50%、80%、100%,就是跟我們現(xiàn)在的系統(tǒng)完全不一樣的問題了。有什么解決方案?第一就是火電調(diào)峰應對波動性,這是我們校長天天鼓吹的,就是火電的調(diào)峰應對波動性。很簡單,風力波動,火電跟著它波動,最后功率是一樣的,就行了,是非常有效的。好不好用?好用,有什么問題?就是你希望它能夠調(diào)峰,50%運行,當然不容易了,另外即使實現(xiàn)了這個,又帶來什么問題呢?本來50%運行了,它的慣性小了,系統(tǒng)更不穩(wěn)定了,這就是新的問題。新的問題出來,就要想辦法解決,這是我們設想的其中一個辦法,我們在這個系統(tǒng)里面發(fā)現(xiàn)加上一個電動機,電動機接上新能源,發(fā)動機動力從哪來?一個是火電機組,一個是新能源帶來的電能,這有什么好處?發(fā)電機總是在100%新能源的功率工作,慣性就保持住了。好不好用不知道,因為還沒有人試過這個東西,從道理上是很好用的。

  再進一步,這個大發(fā)電機掛在這,太浪費了,我們再進一步,把大的汽油機給取消了,就變成了一個電動機,一個發(fā)動機,新能源的并網(wǎng)系統(tǒng),有什么好處?慣性,把新能源經(jīng)過能量的變化,新能源就變成了像發(fā)電機一樣具有慣性的一個電力。好處是什么?第一保持慣性,保持穩(wěn)定性,這都是工程技術思維。更重要的一句話,保持電網(wǎng)的穩(wěn)定性和運輸經(jīng)驗,這是最大的節(jié)約。就像你不想搬家一樣,因為很麻煩,道理一樣。

  在新的形勢下,未來的電網(wǎng)有可能會是什么樣?這是現(xiàn)在的電網(wǎng),這是發(fā)電機,有風能,有太陽能,變成什么樣呢?發(fā)電機很少了,被取代了,風能跟發(fā)電機、發(fā)動機并了,新能源提供大量的電力,用不完的電力,新能源一部分直接并網(wǎng),假如50%,部分新能源通過并網(wǎng),50%,干什么用?保持慣性,電網(wǎng)互聯(lián)干什么用?全球互聯(lián)網(wǎng),平滑功率過渡,風和太陽在某一個地方是不一樣的,在全球來說基本是平穩(wěn)的。還要一些水電、火電來調(diào)峰,電動車或者其他的,這樣的話,大概我們的能源問題就可以解決了。這是我們一些實驗,這個有點過于技術了,我就不說了。

  這里也過于技術,大概說一下,電機對并網(wǎng)的可行性和經(jīng)濟性,效率90%,非常非常高了,這個不說了,可以算一下有多少錢?比如50兆瓦的風電廠,增加5%的投資,換來整個系統(tǒng)的穩(wěn)定。不說了。我相信我們這些革命性的技術,我們正在建立完整的運行體系,我們期待有遠見的發(fā)電公司和電網(wǎng)合作。

  下面再說一個,某一天風平浪靜了,怎么辦?要儲能,儲能好不好做?儲能非常不好做,儲能是非常困難的事情。我們現(xiàn)在地球經(jīng)過幾十億年高溫高壓壓出來的,憑我們的能力做儲能是非常困難的。虛擬發(fā)電機大家都聽過,我不說了。我想說的是什么呢?現(xiàn)在所謂的虛擬發(fā)電機都是原理的發(fā)電機,我們想做的事情,就是要提供一個新的理論來控制這個事情。

  最后說一個,這個要說一下,我們的電網(wǎng),我把它定義成四個,第一個,電網(wǎng)1.0,電網(wǎng)的基礎設施,我們現(xiàn)在就是1.0,第二電網(wǎng)2.0,電力市場,第三2.5,新能源,最后一個是能源互聯(lián)。歐美國家是1.0、2.0、2.5、3.0,有電力市場,才有新能源,才有現(xiàn)在大家看到的能源互聯(lián),電力市場相對做起來容易一些。我們現(xiàn)在有了1.0以后,我們在做2.0、2.5、3.0,有可能我們的電力市場還會滯后于我們的新能源,還會滯后于我們的能源互聯(lián)網(wǎng),因為這個事情做起來還是一件非常困難的事情,所以我們需要智慧,避免走彎路。

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