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智能电网建设须优先选择铜电缆

拥有广阔的视野才能做有效的决策。当发达国家全力奔向智能电网的时候,中国电网建设的管理者在抬起头放眼世界的同时,对铜及铝合金电缆材料的选择问题上,也应做出长远的材料战略规划。 1、智能电网 电网现在面临着和发明电力一样意义重大的剧变,必须想出一些解决方案来应对这些剧变所产生的挑战,包括利用先进的信息和通信技术让电网更加智慧,这就是智能电网。 美国能源部给出的智能电网的定义是:智能电网具有自愈性,能够使用户积极参与,弹性运行可以抵御攻击和自然灾害,适应所有发电和存储选择,能够引入新产品,服务和市场,优化资产使
  拥有广阔的视野才能做有效的决策。当发达国家全力奔向智能电网的时候,中国电网建设的管理者在抬起头放眼世界的同时,对铜及铝合金电缆材料的选择问题上,也应做出长远的材料战略规划。

  1、智能电网

  电网现在面临着和发明电力一样意义重大的剧变,必须想出一些解决方案来应对这些剧变所产生的挑战,包括利用先进的信息和通信技术让电网更加智慧,这就是智能电网。

  美国能源部给出的智能电网的定义是:智能电网具有自愈性,能够使用户积极参与,弹性运行可以抵御攻击和自然灾害,适应所有发电和存储选择,能够引入新产品,服务和市场,优化资产使用和运行效率,为数字经济提供电力。

  按照智能电网的构想,它将如同人的心脏一样为未来社会提供源源不断的动力同时保障社会各部分功能的正常运行。智能电网将成为高品质、智能化社会生活的保障。因此,在今天电网建设过程中就应该时刻思考一个问题:我们的任何行为、选材、管理思想是与智能电网发展方向一致的吗?

  以铜电缆和铝合金电缆的选择为例,同样应该这样提出问题:目前我国电网的电缆结构是铜电缆和纯铝电缆的二元结构,如果其改变为铜、铝和铝合金电缆的三元结构是否更适合未来智能电网的发展?这种改变增加了电网的安全性和可靠性吗?还是会降低了对智能电网的适应性及其对社会的保障程度?

  无论答案如何,我们思考的着眼点和方向都应将智能电网作为一个坐标。

  2、智能电网带来的机遇及其投入

  智能电网通过智能化的系统集成创造巨大的价值和大量创新机会

  美国EPIC/SAIC经过大量研究发现,智能电网预期的价值包括:

  (1)减少强制断电;

  (2)停电可能性减少;

  (3)减少恢复时间;

  (4)峰值负荷减少;

  (5)分布式发电整合能力增加;

  (6)安全性增加;

  (7)电能质量提高;

  (8)创造就业机会和提高GDP;

  (9)增加资本投资效率;

  (10)折旧带来的税的增加;

  (11)环境效益;阻塞成本减少等面对巨大机遇,美国人首先想到的是技术领先并以领先其它国家10年、20年为底线,欧洲人则在考虑经济价值的时候,更多地关注社会价值、环保价值;日本人则考虑如何分到一块蛋糕;而我们呢,在倡导世界能源互联网和智能电网的同时,我们会不会说,等等让我们先把铜电缆换成铝合金电缆,先把成本省下来?显然这是荒谬的。

  如果从智能电网的角度考虑问题,我们应该立即抛弃仅仅在价格上优势但质量上劣势的材料战略思想。在电网的选材上我们必须坚持优先使用铜电缆而不是便宜的铝合金电缆。

  3.网络安全是智能电网核心问题

  智能电网有一个态势感知概念,也就是说,智能电网需要建立一个能够对态势作出评估的智能信息显示系统,它包括显示电网目的运行情况,诊断其危险程度,它包括认知、理解、预测、决策和行动。态势感知的核心功能就是不断提出一个核心问题并予以及时判断及作出对应,这个问题就是:网络是安全的吗?

  按照态势感知的方式思考,在选择铜电缆还是铝合金电缆的时候应该首先提出这样的问题:我们这样做是安全的吗,是否增加了风险性,它对电网坚强度是增加还是降低?它有系统性风险吗?

  有人说铝合金电缆仅仅在某一部分进行了部分替代而已,不会对全局造成影响,这种思考方式显然不是网络化的思维,在网络化条件下,局部的一次突变或事故,在一定条件下很有可能引起系统的大问题。2003年美国东北部大停电事件表明了态势感知系统的重要性,同时也证明电网必须随时作为一个整体来考虑和监测,包括对它的每一个材料的安全性进行充分的评估。

  4.智能电网的设备管理和可靠性

  智能电网的设备管理和电网运行必需是“以可靠性为中心”,这是它的特殊重要性决定的。因为其担负的社会责任越来越大,任何闪失,使社会遭受的损失变得异常巨大。铝合金电缆与铜电缆相比可靠性低是不争的事实。在同等截面和长度的情况下,铜电缆热稳定系数C铜=137,铝合金电缆热稳定系数C铝合金=90,铝的熔点是660℃,而铜的是1083℃.铝合金电缆在这些核心指标方面与铜电缆的差距,就是铝合金电缆在安全性和可靠性方面的隐患。

  如果从智能电网高可靠性要求来看 今天的我们应该为未来埋下铜电缆还是铝合金电缆呢?

  5.智能生态系统

  未来与智能电网共生的智能生态系统场景是这样描述的:

  住宅将被改造成完全地热隔离;住宅将会拥有能源;电动汽车电池可以作为蓄电池为住宅供电,屋顶上的太阳能电池板在其能源需求中占很大比例,居民还有另一种能源来源,如天然气或微型发电厂,这将使他们降低能源消耗和费用,所有的电气设备将能够接受信息,如能源涨价即获得警报信息,居民可以立即选择降低或关闭某种设备来进行调整。

  这是欧洲计划在2020年开始实施的智能生态系统,不论其是否按期启动和实现,它告诉我们未来的智能电网必须考虑每一个居民个性用电需求并为此做好充分的准备。

  所以从现在开始就要将注意力和投资放在提升网络的整体质量上面,同时请对初始投资降低,维护成本上升、可靠性减低的设备和材料保持高度警惕。

  结论

  在智能电网条件下,配电网运营商的功能和角色正面临一场深刻的变革。这些变革包括智能设备、智能运行、智能服务、智能电表、智能局部优化。以智能局部化为例,它包括分布式发电的发展、需求侧管理的引入、储能技术在配电网中的应用、新的电气设备行能源汽车的接入等等。另外还包括新的配电网运营商的角色、商业模式、分工等一系列改革。

  在我们全力应对这种剧烈变革的时刻,必须在品质与价格问题上,重品质轻价格,从长远战略的发展眼光去建设我们的城市未来电网。

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