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一般而言,法则、规范应该是在“术”的规划方法实践基础上,对成效进行检验后的提炼和总结。面对新形势,“术”的规划方法需要创新和检验,因此,“法”的建立需要比较漫长的过程。但电力系统规划也可以参照智能电网和全球能源互联网的工作方式,在未有全面的示范和验证之前,开展标准体系的建设工作。
四、“术”:互联网思维下的规划方法
在“道”的战略规划层面,可以预见未来电力系统处于一个拐点和变革区,原有使用于扩张型规划的诸如经验规划法、层次分析法和数学优化算法等规划方法,都将逐渐失效。而且由于各环节界限逐渐模糊,需要新的思想方法和技术手段进行电力系统规划。
传统电力系统中,分散布局的电源结构通过电网大规模互联,实现普遍供电,且用户可以实现直接的“即插即用”,具有典型的开放和共享的互联网特征[4]。未来,电力系统在源、荷端都会表现出综合能源的特性,负荷端也不再是被动的,而且能够具有针对源端新能源处理特性相呼应的响应能力,无处不在的“节点”控制能够使电网的输送、分配达到上述目标,这是与未来互联网特性高度相符的。因此,互联网思维的电力系统规划方法可能成为未来规划的应用方法。
互联网思维具有开放、平等、共享、互动、重混等理念,基于此,可以借助这些理念,建立“法”层次的电力系统规划方法。如图4所示。
图4基于互联网思维的电力系统规划方法
从共享概念出发,类似信息路由器对信息的再传输和再分配,建设能源路由器(Energyhub)[5]实现对能源的再分配和再传输,可以兼顾不同电压电压等级、输配方式(交直流)而实现能量平衡控制,这是对现有电网节点的一次革命性突破,替代了原有枢纽节点、调度控制系统的部分甚至全部的功能。目前,能源路由器已经基本完成概念设计,并进入实际设备研制阶段,最初是在配电网层面实现[6]。
电力系统并不能够直接跳跃式的发展,而是逐渐过渡的过程,因此重混的概念将启发从现实到规划电网的实现路径研究。针对目前大规模新能源输送存在的困境和未来更大规模新能源跨区输送要求,柔性直流电网成为一种合理的选择,但现有电网的“存量”资产不可能全部改造,这就涉及2种方式的衔接和过渡,这便是未来电网重混的基本内容。
互联网思维的电力系统规划方法让从业者以新的思路规划未来电网,结合社会的宏观需求与最新科技在行业内的应用趋势,确定了电力系统作为综合能源系统的功能定位,未来电网具有信息物理网的形态结构,并能够与现有电网重混衔接的实现路径。
以重混概念下的柔性直流电网为例,需要在规划中进一步研究设计:不同新能源分布、规模的组织、汇集和接入方式;柔性直流电网的结构、换流站的布点和接入方式;柔性直流电网与受端交流电网的连接方式,等等。
五、结语
依据“道、法、术”的体系关系设计出来的规划体系自然能体现其整体体系和层次关系。以本文所举方法为例,如果“道”对应的规划得出结果是电网面临一个发展的拐点,需要新系统的“代偿”来提升电网的安全稳定水平,“术”对应的规划应该根据出现拐点的这种规律,采用互联网思维方法设计新一代电力系统,“法”则应该打破原有的思维定势和各环节的结构界限,制定适用未来规划的程序法则和技术规范。从我国的电力系统规划体系建设来看,目前还主要停留在“术”的层次,对“法”的层次也有积极意义的尝试,而在“道”的层次,则还处于开荒阶段。但从三者的关系来看,“道”的层次的规划结果反而是最重要的,应该作为以后在规划体系中的重点推进和突破方向。
参考文献
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[2]平心而谈.《道德经》小感:用术识道以道御术[EB/OL].[2016].http://www.jianshu.com/p/5010df63b4b8.
[3]王东岳.物演通论[M].北京:中信出版社,2015.
[4]周孝信.以互联网思维建设改造传统电力系统[N].中国电力报:2015-7-10(T01).
[5]赵争鸣,冯高辉,袁立强,张春朋.电能路由器的发展及其关键技术[J].中国电机工程学报,2017,37(13):3823-3834.
[6]盛万兴,兰征,段青,等.自储能型能量路由器研究[J].电网技术,2017,41(2):387-393.
[7]盛万兴,段青,梁英,等.面向能源互联网的灵活配电系统关键装备与组网形态研究[J].中国电机工程学报,2015,35(15):3760-3769.
周勤勇,博士,2003年6月进入中国电力科学研究院系统所工作。公司规划计划专业领军人才,大电网构建理论及安全策略技术科技攻关团队、大规模新能源广域消纳电力系统技术科技攻关团队核心骨干。长期从事电力系统分析、规划及电网新技术应用研究等工作,参与国家电网“十一五”开始的电网发展规划并负责安全性研究工作,参与我国第一个超高压可控电抗器、特高压串补的系统应用和主参数设计等工作。
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