，， ，，， (中國電力工程顧問集團公司西南電力設(shè)計院有限公司，四川 成都 610021)

四川省能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路線研究

夏雪，李嘉逸，余熙，張勝飛，孫建偉，陳卓
(中國電力工程顧問集團公司西南電力設(shè)計院有限公司，四川 成都 610021)

作為中國能源資源大省，因地制宜建設(shè)具有四川特色的能源互聯(lián)網(wǎng)，具有非常重要的現(xiàn)實意義。在分析能源互聯(lián)網(wǎng)層次架構(gòu)的基礎(chǔ)上，結(jié)合四川各個區(qū)域的資源、經(jīng)濟、消費等特點，提出了四川省各個區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展思路、發(fā)展重點和發(fā)展路線圖，以及在“十三五”期間建設(shè)實施的重點，為四川省能源發(fā)展提供了實際可行的建議。

能源互聯(lián)網(wǎng)；發(fā)展路線

0 引 言

在能源網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新、能源網(wǎng)絡(luò)革命的背景下，能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運而生[1-3]。能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了“互聯(lián)網(wǎng)+”與“智慧能源”的結(jié)合，有助于提升清潔能源的消費比例，提高社會用能的綜合能效[4]，提振能源市場的消費活力[5]，是符合中國未來能源戰(zhàn)略需求的新型能源網(wǎng)絡(luò)形態(tài)。

在經(jīng)濟發(fā)展步入新常態(tài)的背景下，四川省傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)面臨著包括火力發(fā)電市場壓縮、水電發(fā)展與電力需求增長不匹配等諸多挑戰(zhàn)[6]。因地制宜發(fā)展具有四川特色的能源互聯(lián)網(wǎng)，打造國內(nèi)領(lǐng)先的清潔能源生產(chǎn)基地和清潔能源交易市場，將為四川能源產(chǎn)業(yè)及其附屬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入新的動力，對于推動四川省“互聯(lián)網(wǎng)+”總體戰(zhàn)略實施、優(yōu)化四川省能源結(jié)構(gòu)、推動綠色四川建設(shè)，具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 能源互聯(lián)網(wǎng)的層次架構(gòu)

現(xiàn)階段能源互聯(lián)網(wǎng)的總體架構(gòu)可以分為終端能源互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)、廣域能源互聯(lián)網(wǎng)3個層次，涵蓋能源傳輸、能源互補開發(fā)、能源互補消納、能源轉(zhuǎn)換、能源交易、能源綜合調(diào)度、信息網(wǎng)絡(luò)等不同的技術(shù)領(lǐng)域[5]，如圖1所示。

終端能源互聯(lián)網(wǎng)可以是一個微網(wǎng)系統(tǒng)，也可以是天然氣/沼氣/氫氣的分布式能源系統(tǒng)或是智能建筑，甚至可以是家庭的終端綜合用能系統(tǒng)[7]。適用于學(xué)校、醫(yī)院、機場、酒店、工廠等建筑或建筑群，是區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。其投資建設(shè)主體主要是加入能源市場的企業(yè)、團體甚至個人，政府主要起到政策引導(dǎo)和監(jiān)管的作用。

區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)，主要適合城市園區(qū)、新區(qū)、城鎮(zhèn)示范區(qū)[8]等，可推廣至整個城市或城市群。因存在不同氣候環(huán)境、不同供用能關(guān)系、城市規(guī)模與定位的差異，涉及范圍較大，需要不同的部門和環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)。

廣域能源互聯(lián)網(wǎng)則是數(shù)個區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的廣域集合[5]。其建設(shè)主要涉及到機制體制的建設(shè)、宏觀政策的協(xié)調(diào)以及區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)之間信息網(wǎng)絡(luò)、能源傳輸管網(wǎng)的建設(shè)。

2 四川省能源經(jīng)濟區(qū)域劃分

四川省能源資源與消費結(jié)構(gòu)具有典型的地域分布特征，能源資源主要分布于西部地區(qū)，能源消費主要集中于中、東部地區(qū)。為便于開展研究，結(jié)合四川省行政區(qū)域劃分、能源資源與消費結(jié)構(gòu)的地域分布特征，將四川省劃分為成都、川東北、川南、攀西、川西北5大經(jīng)濟區(qū)[9]，如圖2所示。

圖1 能源互聯(lián)網(wǎng)層次架構(gòu)示意圖

圖2 四川省區(qū)域劃分圖

其中，成都經(jīng)濟區(qū)包括成都、德陽、綿陽、眉山、樂山、雅安、資陽、遂寧8個地級市；川東北經(jīng)濟區(qū)包括南充、達(dá)州、廣安、廣元、巴中5個地級市；川南經(jīng)濟區(qū)包括內(nèi)江、自貢、宜賓、瀘州4個地級市；川西北經(jīng)濟區(qū)包括甘孜、阿壩2個自治州；攀西經(jīng)濟區(qū)包括涼山、攀枝花1州1市。

3 四川省能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展思路

四川省建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)的主要目的在于實現(xiàn)對四川清潔能源的充分消納，提升四川的能源利用效率，激發(fā)四川的總體創(chuàng)新活力。因此，研究四川省能源互聯(lián)網(wǎng)的總體發(fā)展思路，應(yīng)從四川各區(qū)域特點出發(fā)，結(jié)合終端、區(qū)域、廣域能源互聯(lián)網(wǎng)性質(zhì)上的差異，有針對性地進行分析。

終端能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模較小，其建設(shè)應(yīng)結(jié)合所在地的資源特點和消費特點，通過有效的監(jiān)管進行合理的引導(dǎo)，更好地契合當(dāng)?shù)氐哪茉蠢盟悸贰?/p>

廣域能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)則主要集中在宏觀協(xié)調(diào)和政策機制層面，建議按照“持續(xù)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、積極實現(xiàn)信息互聯(lián)、統(tǒng)籌建設(shè)交易平臺、同步推進制度建設(shè)、協(xié)調(diào)帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展”的思路來開展工作[5]。

區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)找準(zhǔn)區(qū)域的發(fā)展定位，發(fā)揮區(qū)域資源優(yōu)勢，因地制宜，實現(xiàn)區(qū)域能源生產(chǎn)與消費之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。由于能源設(shè)施是城市最基礎(chǔ)的設(shè)施，因此區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)將是未來智慧城市的真正核心；加之從規(guī)模體量、建設(shè)需求、建設(shè)模式等方面來說，都決定了區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)是最適宜落地建設(shè)的，會具有較好的示范推廣效應(yīng)，將成為能源互聯(lián)網(wǎng)開展試點落地的主要形式。因此，將重點對區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展路線展開分析。

4 四川省區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路線

4.1 成都經(jīng)濟區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路線

成都經(jīng)濟區(qū)以成綿德為核心，是四川經(jīng)濟最發(fā)達(dá)、人口密度最高、能源消費最集中的區(qū)域[9]?，F(xiàn)階段該區(qū)域一次能源消費以煤炭、燃油、天然氣為主，主要依靠外來輸入。

因此，建議將成都經(jīng)濟區(qū)定位為綠色四川清潔能源的規(guī)?；{基地、四川能源技術(shù)的創(chuàng)新基地和設(shè)備制造基地。成都經(jīng)濟區(qū)區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重點應(yīng)集中在提高區(qū)域能源利用效率、提高清潔能源的消納能力以及對能源新技術(shù)的創(chuàng)新示范利用方面，形成以清潔電能消納為基礎(chǔ)、火電為備用、天然氣綜合利用為補充、生物質(zhì)能和地?zé)崂米鼽c綴的能源結(jié)構(gòu)。

圖3 成都經(jīng)濟區(qū)未來區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)典型架構(gòu)

作為四川省能源的主要消費區(qū)——成都經(jīng)濟區(qū)，特別是成綿德地區(qū)以及天府新區(qū)將是“十三五”期間四川省能源互聯(lián)網(wǎng)和能源市場建設(shè)的核心地區(qū)。

“十三五”期間，建議在成德綿地區(qū)建設(shè)主動配電網(wǎng)，試點電氣互補需求側(cè)響應(yīng)[5]，先行發(fā)展燃?xì)饽茉聪到y(tǒng)和分布式儲能，構(gòu)建以成德綿為核心的電動汽車示范區(qū)[11]和能源信息網(wǎng)絡(luò)；同時著力打造示范性縣域能源互聯(lián)網(wǎng)，并在天府新區(qū)開展城市能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程，為四川能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進行引領(lǐng)示范。

4.2 川東北經(jīng)濟區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路線

川東北經(jīng)濟區(qū)將是四川未來一段時間最主要的天然氣產(chǎn)地。此外，該區(qū)域內(nèi)還有部分水能資源和風(fēng)能資源可供開發(fā)[9]，而南充市也是四川生物質(zhì)能應(yīng)用最成功的地區(qū)，并提出在“十三五”期間將進一步加強生物質(zhì)能的利用[10]。

結(jié)合區(qū)域資源特性，川東北區(qū)域建議作為四川的天然氣綜合供應(yīng)基地。能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)集中在天然氣綜合利用和多元化利用、天然氣儲氣調(diào)峰設(shè)施建設(shè)、天然氣管網(wǎng)建設(shè)以及進一步深化生物質(zhì)能應(yīng)用等方面。最終建成完善的天然氣配套產(chǎn)業(yè)和外送機制，形成以水電等清潔電能消納為主、天然氣發(fā)電為補充、火電利用為備用、生物質(zhì)能示范利用的能源結(jié)構(gòu)。

圖4 川東北未來區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)典型架構(gòu)

“十三五”期間，川東北經(jīng)濟區(qū)建議結(jié)合現(xiàn)有燃?xì)獍l(fā)電進行熱電聯(lián)產(chǎn)綜合改造，推動CNG(壓縮天然氣)短途公共交通與LNG(液化天然氣)長途公共交通結(jié)合的天然氣公共交通體系的建設(shè)，同時開展風(fēng)氣互補的前期研究，緊隨成德綿地區(qū)試點之后開展區(qū)域能源信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和能源市場化的試點，并推廣生物質(zhì)能應(yīng)用，示范性開展地級城市、高速路網(wǎng)電動汽車充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

4.3 川南經(jīng)濟區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路線

川南經(jīng)濟區(qū)是四川火電站較為集中的區(qū)域和主要的貴煤、云煤入川通道，因此可以考慮將本地區(qū)打造成四川的電源后備和調(diào)峰基地。同時，本地區(qū)的高硫煤儲量較高，還可以考慮配合廣域能源網(wǎng)絡(luò)火電基地的建設(shè)，綜合發(fā)展煤氣化多聯(lián)產(chǎn)等煤化工產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)本地資源的高效利用和對煤炭資源的清潔利用。此外，頁巖氣開發(fā)也將成為川南地區(qū)能源發(fā)展的新思路[9]。

最終形成以清潔電能消納為主、火電作為主要備用的電源結(jié)構(gòu)典型，構(gòu)建起覆蓋區(qū)域縣級以上城市的智能電網(wǎng)、覆蓋區(qū)域核心城市的燃?xì)夤芫W(wǎng)、結(jié)合煤炭運輸路網(wǎng)的多網(wǎng)互補的能源輸送網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展“電煤氣冷熱”結(jié)合的能源供應(yīng)和消費體系。

在“十三五”期間，建議本地區(qū)緊隨成都經(jīng)濟區(qū)的發(fā)展腳步，積極推動區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的試點建設(shè)，與天府新區(qū)、川東北經(jīng)濟區(qū)形成四川能源發(fā)展的新興增長極。建設(shè)重點方面，建議以四川廣域能源互聯(lián)網(wǎng)火電備用調(diào)峰基地為定位來開展區(qū)域火電的規(guī)劃和建設(shè)工作，試點煤基多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，利用本地高硫煤發(fā)展清潔煤化工產(chǎn)業(yè)；并根據(jù)成德綿試點經(jīng)驗，開展區(qū)域信息網(wǎng)絡(luò)和能源市場化建設(shè)，以瀘州為試點建設(shè)電動汽車網(wǎng)絡(luò)[11]；同時規(guī)劃和建設(shè)四川火電備用燃料基地，推動頁巖氣勘測和開發(fā)。

圖5 川南未來區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)典型架構(gòu)

4.4 攀西經(jīng)濟區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路線

攀西經(jīng)濟區(qū)包含攀枝花市和涼山州，其中攀枝花市是四川的鋼鐵、釩鈦、能源基地和新興工業(yè)城市，能源消耗在全省地級市中位居第二?？紤]到該區(qū)域豐富的能源資源種類和龐大的用能需求，可以考慮將攀西經(jīng)濟區(qū)打造成四川能源綜合利用、復(fù)合利用的示范基地[5]。

圖6 攀西未來區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)典型架構(gòu)

區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)集中在實現(xiàn)對能源的綜合利用、互補利用和示范利用方面。形成以清潔電能消納為主、天然氣(緬氣入川)和分布式能源綜合利用為輔、生物質(zhì)能和氫能為補充、火電為備用的電源結(jié)構(gòu)典型，發(fā)展“電氣冷熱氫”的多元化能源供應(yīng)和消費體系。

“十三五”期間，建議在攀枝花和西昌開展智能配電網(wǎng)或主動配電網(wǎng)的建設(shè)，結(jié)合LNG、CNG、電能和氫能來建設(shè)綜合綠色公共交通體系，試點棄電制氫，加快風(fēng)光和地?zé)崮苜Y源開發(fā)，促進民生利用；同時推廣風(fēng)-光-水互補協(xié)調(diào)開發(fā)。此外，為將攀西、川西北地區(qū)豐富的風(fēng)光資源輸送至省內(nèi)的負(fù)荷中心，可以考慮開展連接成都經(jīng)濟區(qū)與攀西、川西北的多端柔性直流輸電工程的可行性論證，視情況開展工程建設(shè)。

4.5 川西北經(jīng)濟區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路線

川西北地區(qū)屬典型的地廣人稀區(qū)域，特點是清潔能源資源豐富，但能源需求并不旺盛，因此可以考慮打造成四川清潔能源的生產(chǎn)和輸出基地[9]。

該區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)集中在實現(xiàn)對清潔能源的集中開發(fā)與外送、清潔資源與旅游資源、生態(tài)農(nóng)業(yè)協(xié)作開發(fā)、通過能源建設(shè)助力生態(tài)經(jīng)濟區(qū)建設(shè)等方面。形成以風(fēng)光綜合利用為主、地?zé)岷蜌淠芫C合利用為輔、實現(xiàn)清潔能源集中外送的能源結(jié)構(gòu)；構(gòu)建起以覆蓋區(qū)域重點縣城的智能電網(wǎng)為主、冷熱輸送網(wǎng)絡(luò)為補充、結(jié)合少量氫氣輸送網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域能源網(wǎng)絡(luò)。

圖7 川西北未來區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)典型架構(gòu)

“十三五”期間，建議加強川西北邊遠(yuǎn)地區(qū)的電網(wǎng)升級改造，配合風(fēng)光水資源的協(xié)調(diào)開發(fā)，堅持“以能扶貧”的理念，結(jié)合幸福美麗新村建設(shè)，推廣儲能微網(wǎng)，促進生態(tài)旅游發(fā)展和能源基層民生開發(fā)；同時研究發(fā)展多端柔性直流輸電的可行性。

5 結(jié) 語

結(jié)合四川省的行政區(qū)域劃分、能源資源以及經(jīng)濟發(fā)展的地域分布特征，將四川省劃分為成都、川東北、川南、攀西、川西北5大經(jīng)濟區(qū)和城市群；結(jié)合能源互聯(lián)網(wǎng)的層次架構(gòu)，分析了四川省能源互聯(lián)網(wǎng)的多層次發(fā)展思路，并結(jié)合各地資源和經(jīng)濟特點，提出了具有地域特色的區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路線。

作為國內(nèi)能源資源大省，四川省建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)建議按照“堅持協(xié)調(diào)互補思路、合理轉(zhuǎn)變能源定位、開放促進服務(wù)創(chuàng)新、完善區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、統(tǒng)籌能源總體規(guī)劃、建設(shè)美麗綠色四川”的思路來開展工作，以充分發(fā)揮四川的區(qū)域資源優(yōu)勢，實現(xiàn)對四川省豐富的清潔能源的高效開發(fā)和利用，實現(xiàn)四川省由清潔資源大省向國內(nèi)領(lǐng)先的清潔能源生產(chǎn)基地、消費基地、交易基地的跨越式發(fā)展。

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As the major resource province of China, it is of important practical meanings to develop energy internet with local characteristics for Sichuan province. Based on the analysis of energy internet structure, and combining with the features of resource, economy and consumption of different regions in Sichuan province, the development idea, priorities, route and the key implementations during 13th Five-Year of Sichuan energy internet are proposed, which offers practical suggestions for the energy development of Sichuan province.

energy internet; development route

F426.61

A

1003-6954(2017)05-0073-05

夏 雪(1980)，碩士、高級工程師，研究方向為智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)。

2017-06-27)