我国可再生能源利用规模世界第一，可再生资源是如何实现再利用的

为何保护能源？

世界经济的现代化，得益于化石能源，如石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛的投入应用。因而它是建筑在化石能源基础之上的一种经济。 然而，由于这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭。 石油储量的综合估算，可支配的化石能源的极限，大约为1180~1510亿吨，以1995年世界石油的年开采量33.2亿吨计算，石油储量大约在2050年左右宣告枯竭。 天然气储备估计在131800~152900兆立方米。年开采量维持在2300兆立方米，将在57~65年内枯竭。 煤的储量约为5600亿吨。1995年煤炭开采量为33亿吨，可以供应169年。 铀的年开采量目前为每年6万吨，根据1993年世界能源委员会的估计可维持到21世纪30年代中期。 核聚变到2050年还没有实现的希望。 化石能源与原料链条的中断，必将导致世界经济危机和冲突的加剧，最终葬送现代市场经济。 事实上，近10年来，中东及海湾地区与非洲的战争都是由化石能源的重新配置与分配而引发。这种军事冲突，今后还将更猛烈、更频繁；在国内，也可能出现由于能源基地工人下岗而引发的许多新的矛盾和冲突。 总之，能源危机迟早会爆发；它的爆发将具有爆炸性！

如何保护能源?

坚持能源可持续发展

1.依靠科技进步和政策引导，提高能源效率，走高效、清洁化的能源利用道路。

2.大力发展可再生能源 用可再生能源和原料全面取代生化资源，进行一场新的工业革命，不仅是出于生存的原因；与之相连的是世界经济可获得持续的发展。在这种世界经济中，高科技术和生态可以承载的区域性经济形式将得以发展。 可再生能源主要有如下方面： 以太阳能的利用为主的可再生能源潜力极大，据天文物理学家的计算表明，太阳系还能存在45亿年，每年太阳提供的能量是世界人口商品消费量的1.5万倍。 光伏电力的应用 如在德国每平方米每年的平均日照量为1100千瓦时。电力的总需求量约为5000千瓦时，光伏技术的年平均功率约为太阳辐射量的10%。依*光伏设备生产5000亿千瓦时的电力，需要5000平方公里的光伏转化模板面积。明智的做法是用相关设备安装在建筑物的表面，在德国，这一做法意味着只需不到10%的建筑物顶部。 光热利用 在中欧和北欧等缺少阳光的地区，已经出现了一些完全依赖阳光供暖的建筑物（应用比较理想的热与热交换系统）。 生物质燃料能源 目前全球农用面积约为1000平方公里。约有4000万平方公里的土地为森林覆盖，荒漠地区的面积约为4900万平方公里。光合作用的年产量（包括自然生长的植物和粮食生产）目前大约是2200亿吨干坏料，这大约相当于每年80亿吨生化资料所提供的能量，只需不到1200平方公里的可耕地和林地面积（不计沼气的能力）。 氢能源 利用自然界大量存在的水，由电解水产生氢或由太阳能光催化水分解氢。 小水电与潮汐发电 也可提供可观的电力。 风力发电 丹麦是风力发电大国，现有6300座风力发电机，提供13%的电力需求。 总之，可再生能源的利用潜力很大，完全可满足人类社会可持续发展的能源的需求。

在过去的8年时间中，美的集团的营收从2011年的1341亿达到2019年的2794亿，净利润从2011年67亿增加到2019年253亿，营收、利润稳步提升的同时，经营效率、自有资金和资产状况也显著改善。这些成果的取得除了战略的决策正确以外，在方法和手段层面，美的工业互联网1.0时代起到的作用也是不可磨灭的。

与1.0相比，全新发布的美的工业互联网2.0有着怎样的魔力?我们从三个方面，即内涵、价值和终极目标来全面解读美的工业互联网2.0。

首先在内涵上，美的工业互联网2.0相比1.0更为丰富，其整合了美的集团多个产业单元的软件、硬件、技术和服务能力，整体分为四层：

第一层能力层，细化为设备层(库卡机器人提供的机器人本体和自动化解决方案)、边缘层、I层(美的云提供的云基础设施)和P层(工业AI、工业大数据、工业物联网等)。

第二层应用层，包括营销领域、研发领域、智能制造领域、管理领域等美的工业互联网的传统优势层，同时又新增了SCP的物料计划的优化算法，攻克了世界级的核心技术难题，可以将物料组件化的计算时间缩短90%。

第三层商业层，原来的商业层是安得智联物流、库卡机器人两个核心成员的能力输出 ，这次又增加了产业链金融服务、核心零部件、精密模具、智慧楼宇、集采等服务。其中，美的集团旗下美易单能为产业链的众多中小微企业提供金融服务，帮助他们渡过难关目前已经累计放出贷款超过300亿人民币。核心零部件除了GMCC、WELLing的既有优势外，又多了一个新的身影就是合康新能公司，2020年4月美的集团控股了合康新能后将带来高端驱动技术和新能源 汽车 新业务的拓展。

第四层是产业层，美的已经完成家电工业互联网的打造，过去这些年同时还服务了 汽车 制造、食品加工、酒行业等领域的企业，形成了不同产业领域的工业互联网。

此次发布会上，同步发布了美的工业互联网门户网站即官方交互平台miot.midea.com和美的工业互联网品牌——美擎

据悉，门户网站第一个重要作用是向用户集中展示美的工业能力，第二个重要作用是在内部形成机制，支撑平台上的所有业务能力的信息分发、数据统计、在线客服、客户接入转化和交易流程等等。

有了内涵更丰富的各种能力，外界更关心的是美的工业互联网2.0平台上每一种能力和服务会为企业数字化转型带来哪些实际的业务价值?

具象的看，以安得智联的物流服务为例，在2.0的平台上，安得针对toB市场推出了智能物流服务产品——一盘货，通过渠道优化、统仓统配、线上线下一盘货，实现供应链的效率驱动。

据美的集团安得智联产品中心总监张亚明介绍，在推出一盘货之前，美的整个销售渠道各层级代理商和分销商库存各自为战，货物从美的工厂送到代理商仓库，之后的库存状态以及代理商的销售流向如何，在原来的美的体系里很难从全局了解到相应数据。实施一盘货后，将全国销售渠道的库存进行了统一管理，在集团层面和各事业部层面，对渠道库存精准数据更了解，这样能指导制定一些前端的商务策略和产品生产设计决策。同时还有效减少了串货问题，提高物流效率的同时降低了物流成本，库存共享让库存周转更快，提高了从前端到营销端的全价值链的效率。

再来看美的新控股的合康新能对智能大家电和工业设备赋能的“驱动力”。根据美的集团机电事业群合康新能总经理宁裕的介绍，合康的高压变频器目前国内的运行量在15000台以上，我们通过智能化的升级以及通过美的工业互联网对于工业客户的精益生产的提效升级，我们可以为我们的工业客户节约每年90亿度点，未来合康每年投放的高低压设备包括其他的应用，我们的总功率将达到6000兆瓦，我们通过智能化的升级和IOT的赋能，我们每年可以节约53.64亿度电，这样一共可以每年减少1441万吨碳排放量，节约143亿度电，相当于三峡电站发电量的1/7，是实实在在的节能数据。

在美的工业互联网2.0的平台上值得一提的还有智慧楼宇的能力输出，美的将暖通和智慧楼宇整合成一个事业部，据美的集团暖通与楼宇事业部智慧楼宇总经理梁锐介绍，暖通与楼宇事业部业务板块不仅包括中央空调，还包括电梯、智慧楼宇、能源管理等围绕着楼宇的一系列业务，智慧楼宇现在作为创新单位，以研究楼宇的集中控制管理、智慧控制管理、节能、高效的建筑为方向去开展业务。

人们熟悉的北京大兴国际机场，就应用了美的暖通及智慧控制方案，实现了可再生能源高效利用，达到绿色节能的目标。

模具是工业之母，在2.0的平台上，精密模具快速交付的全流程解决方案也是值得一提的能力，根据美的集团家用空调事业部模具技术专家李建的介绍，通过智能化设计、数字化排产以及项目全流程管理，美的帮助客户大幅缩短模具项目开发周期，助力客户的产品提前上市、抢占先机，而且交付的模具品质可靠，注塑成型周期大幅缩短，也帮助客户大幅降低了制件库存。

2017年11月27日，国务院正式印发了《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，时隔三年，美的工业互联网由1.0升级迭代为2.0，这背后有怎样深层次的原因，在美的集团今年全面数字化和全面智能化的战略背景下，美的工业互联网2.0会为美的实现怎样的终极目标?

美的集团美云智数总裁金江表示，国家提出到2020年末初步建成低时延、高可靠、广覆盖的工业互联网基础平台，美的在这个时间段里发布美的工业互联网2.0，希望为工业互联网的国家战略贡献美的的力量。

另外在工业互联网的需求侧，也就是中国的制造业很多企业仍然没有结束大规模生产和大规模分销的传统模式，传统土地+劳动力成本这种非常低效的组合会越来越受到挑战，这些企业想转型升级，想变换赛道，就需要工业互联网的迭代升级来给他更多能力的支撑。

还有一个重要的原因是美的2020年初提出两个全面的集团战略，全面数字化和全面智能化，这两个战略的提出将会加速美的集团与三个重要平台的快速发展。第一个平台以美云销为代表的商业平台，第二以美居为代表的互联网平台，第三是工业互联网，工业互联网对内承载着强化产业运营能力的责任，对外要输出更多to B的能力，从美的自身战略的角度，美的的工业互联网也需要不断的进行升级和迭代。

金江表示，未来美的工业互联网对产业层的规划是希望对整个 社会 足够开放，能够吸入更多的能力来丰富美的工业互联网2.0，能力的选择是两个方向，“第一个方向是强化我们的能力，有些领域我们虽然有这个能力，但是别人比我们更强，要吸纳进来，第二弥补我们的不足，有些领域我们没有这个能力，有其他的互联网平台有这个能力，这些我们也是欢迎加入进来”。金江说，互联网开放一定是个大趋势，封闭肯定不可以。

就像中国工程院院士李培根所言：美的显然认识到不是一个家电企业与另一个家电企业的竞争，而是需要形成一个生态系统，跟另外一个生态系统竞争。

美的集团副总裁张小懿表示，随着M.IoT工业互联网应用，全面数字化、智能化，使得美的整个价值链变革更快、更柔性，在疫情影响下保持了强劲的韧性和竞争力。希望未来工业互联网的“美的经验”，能帮助各行各业不同企业应对各种“不确定性”。

在光伏产业因为新政策而动荡不安的近日，储能却忽然间铺天盖地的大放异彩。这世上，好的搭档不是用来互相拆台的，而是互相成就的，就比如光伏和储能。近年来，正是由于光伏、风电等清洁能源的蓬勃发展，储能在整个能源行业中的关键地位才越加凸显。光储充示范项目的成功让行业人士看到了储能与光伏发电结合的潜力，毫无疑问，未来的“光伏+储能”将带给人们更大的惊喜。而对于储能产业的深耕，一批极具远见的企业早已参与其中，并且取得了良好的成绩，北京能高就是我国储能行业的先行者之一。

在此前举办的SNEC2018展会期间， OFweek太阳能光伏网 采访了 北京能高副总经理李岩 先生。针对储能行业的发展难题，以及“光伏+储能”的未来前景等问题进行了深入交流。

北京能高副总经理李岩

储能的三大应用端

李岩分析认为，储能的三大应用端， 第一是电网侧调峰、调频等辅助服务 。目前火电储能联合调频是一种主要表现形式，作为一种新的尝试，虽然现在包含已建、在建的项目仅仅20个左右，但是区域市场已经从华北电网向蒙西电网、南方电网扩散，依据能源局公布的《并网发电厂辅助服务管理实施细则》及《发电厂并网运行管理实施细则》，三大电网对火电储能联合调频已给出较为清晰的补偿机制，投资主体和利益分成模式日趋多元，市场模式正在趋于成形。

第二是电源侧新能源高比例接入电网。 风能和太阳能发电的功率输出具有波动性和随机性的特点，通过分布式发电的方式并网会引起电压波动和闪变、电网频率波动等电能质量问题，也可能改变系统的潮流分布和线路传输的功率，给各级配电网带来诸多问题。储能平滑功率波动的特性可以降低新能源间歇性、波动性对电网造成的影响。同时，在多能源电力系统电源互补协调控制方面，北京能高提供系统的解决方案具备先进的集群控制策略，可合理分配出力，最大化减少新能源消纳出现的“弃风弃光”现象，提高经济效益。所以新能源的高比例接入，是储能应用的巨大市场。

第三是用户侧工商业应用。 城市工商业存在较大的峰谷电价差，削峰填谷促进源网荷平衡，降低用电成本；局部地区的配网容量不满足负荷需求，接入储能系统，起到电力增容的作用，解决这些电力需求都需要储能的参与和改善。运用价格信号引导电力削峰填谷，合理制定储能控制策略，提高系统经济性；利用峰谷电价差、辅助服务补偿等市场化机制，提高投资回报率。同时，这种稳定控制性，也可以提高电网荷载能力，改善电能质量。

比政策支持更重要的是技术和经验

北京能高很早就进入了储能领域，从2007年开始储能变流器的研发、制造及应用，2010年开始承建我国首批光储互补微电网项目。目前，能高公司承建的湖北枣阳10MW全钒液流储能电站示范项目具有十分重要的示范意义，李岩介绍道，“能高这个项目的意义不仅是国内首个最大的全钒液流电池储能项目，更多的是对大规模储能技术的验证，对经济运行模式以及投资等方面的探索”。

实际上，在这次展会上，记者也了解到当储能“忽如一夜春风来”的时候，提出储能“概念”的企业也忽然间呈现出“千树万树梨花开”的现象，但大多数企业还处于摸索阶段。不仅仅是企业，也是在2017年10月份，才出台了《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》，正式打响了我国储能产业快速发展“第一枪”，显示了层面对储能产业明确的支持态度。2018年7月2日，发改委网站正式发布《关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》。这份文件中关于“完善峰谷电价形成机制”的一段表述，对于储能行业来说，意义非凡。该文件鼓励储能项目开发商自行寻找盈利方式，比如利用一些现有电力市场机制，如提供辅助服务；以及未来可能出台的机制等。随后，各地方政府也开始发布相关支持政策。

尽管储能产业已经面临风口，但是成本降低依旧是横亘在眼前的难题。能高作为储能行业内的先行者，李岩对此表示，“储能电池的价格已经在逐年下调了；另一方面，储能技术仍有很大进步空间，这一点与项目经验的积累有很大的关系，因为储能不是一种固定的模式，只有通过对多种应用场景多种系统解决方案做过验证，才能定制出成本低、收益高的系统集成服务。未来，随着技术进步及应用案例的更多实施，我们相信储能系统的成本肯定会降低。”

变流设备在储能系统的重要地位

储能变流器(PCS)是储能系统中的重要装置，接受能量管理系统的指令，实现系统的主要功能，主要包括削峰填谷、平抑功率波动、电能质量治理、储能电池的充放电管理等。

李岩结合公司发展，发表他个人的看法，他说道，“能高从07年成立以后，在无电区域和电网末端做光储互补微网系统积累了很多经验，光伏逆变器、储能变流器（PCS）设备功率等级也从25kW到1.5MW全部涵盖，可应用于各种场景。2017年能高自主研发的储能变流器、双向直流变换器应用于世界首个柔性直流变电站项目。智能电网系统的运行离不开关键的变流、控制设备，对能高而言，都是基于技术基础，去定制开发不同系列的产品而已。”

“储能+”模式演绎能源行业更多可能

能高储能设施通过风、光等新能源发电单元、电动汽车、智能用电设施等用电单元及输配网的智能化结合，运用大数据能源管理等互联网技术，构建智能电网配送平台，演绎出能源行业的多种组合模式。从基本的“光储”模式到“风光储柴燃充车”多能混合智能交互模式，实现了分布式可再生能源电力的高效利用。

能高在建项目：拉萨兴业银行光储互补项目

李岩预测，随着储能技术的快速发展，储能装备性能不断提升、成本不断下降，在电网中的安装容量将大幅增加。预计到2030年，参与电网大规模可再生能源消纳、削峰填谷、调频调峰、电能实时交易等辅助服务功能的各层级储能存量资源将到达20-30亿千瓦时，同时数以千万计的电动汽车以V2G方式形成泛在储能充放电网络形态，也将构成巨大储能资源。通过有序聚合电网各层级储能资源，实现高效、规模化利用，将极大提升电网对电力和电量平衡调控能力，有效缓解电力供需实时平衡的约束限制，对电力系统带来革命性影响。

今天的世界人口已经突破60亿，比上个世纪末期增加了2倍多，而能源消费据统计却增加了16倍多。随着全球范围内能源危机的冲击和环境保护及经济持续发展的要求，开发利用新能源(可再生)成为发达国家和部分发展中国家21世纪能源发展战略的基本选择。2009年7月13日召开的国际海事组织(IMO)59次环保会(MEPC59)上，通过了关于新船能效设计指数(EEDI)，要求各国政府采取相应的行动。EEDI是衡量船舶能效水平的一个指标，简单地说，EEDI公式是根据CO2排放量和货运能力的比值来表示船舶的能效。其分母表示船舶在规定的船速下与载货量之乘积，而分子可概括为两部分，第一部分为主辅机的功率与所消耗燃油之乘积，第二部分为采用新的节能技术减少燃油消耗所带来的船舶能效的提高部分 [1] 。由此可见，采用新节能技术是优化EEDI指数的一种措施。然而作为一个全球性的研究课题，航运业的节能减排技术已经引起了国际社会的高度重视。针对节能减排技术领域的研究、开发和利用，各国在给予政策扶持的同时，更投入了大量的人力、物力和财力以期能着实有效地实现节能减排这一根本性的目标 [2] 。随着科学技术的不断进步，以风能、太阳能、核能、生物质能和潮汐能等为典型代表的新能源在节能减排方面所具有的独特优势和所能产生的效益已经越来越显著， 其在船舶交通运输行业的应用和推广已呈潮涌之势。

1.1. 风能的应用

源于地球表面大量空气流动所产生的动能——风能，是一种无污染且无限可再生资源。人类对风能的利用历史可以追述到公元前，随着科学技术水平的不断进步，工业社会对于风能的利用有着丰富的经验，配套产业和基础设施也较为成熟。但是，风能利用存在着间歇性、噪音大、受地形影响和干扰雷达信号等难以彻底消除的缺点。当前，风能利用主要以风能作动力(风帆助航)和风力发电两种形式为主，在船舶上的应用形式偏重于作为航行的主动力或辅助动力，只在少数船舶上应用风力发电技术  。

1.2. 太阳能的应用

太阳能的利用主要有两个方面的技术，即光热技术和光伏技术。光热技术是利用太阳光的热辐射，其应用最为成功的领域是太阳能热水器。该项技术的进一步延伸是太阳能热发电，即利用集热器把太阳辐射热能集中起来给水加热产生蒸汽，再通过汽轮机、发电机来发电。考虑到船舶运行过程中对于热水的需求量不高，进行热电转换在有限的船。空间内难以实施，故而光热利用的可行性不是很高。但是应用光热技术代替常用的蒸汽盘管和电加热盘管对船舶所使用的重油进行预加热，是一个值得关注的方向。光伏技术是对太阳光中的短波辐射能照射于硅质半导体上所产生的电能进行调制后加以利用，亦称为光生伏打效应  。随着太阳能光伏技术的不断深入发展，其效率、可靠性和稳定性均有了很大的提升，因而从最初的单纯技术研究逐渐转向实际应用领域。太阳能光伏发电应用于船舶是目前绿色船舶发展的一个重要方向。

1.3. 生物质能的应用

生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等三种途径。船舶属于一个相对独立且空间区域较为有限的结构体。机舱内电、气、热设备和系统高度集成，考虑在船舶内附加安装生物质能转换装置有着不可避免的局限性，故而可行性不高  。就船舶现有设备条件出发，直接或间接使用由生物质能转换而成的替代燃料(例如生物柴油等)是主要的应用模式。

1.4. 核能的应用

核能作为一种能源，特别是一种动力能源，其优越性相当明显。核动力反应堆可以用来发电、供热和推动船舰。在作为船舶动力源方面，核动力装置首先是被应用于潜艇和航空母舰等军用舰艇，而后建造核动力舰艇的一些国家也将船用核动力堆用于推动民用水面船舶，如核动力客船、散货船和破冰船等 。

1.5. 海洋能的应用

海洋能是一种蕴藏丰富、分布广、清洁无污染，但能量密度低、地域性强的能源形式， 通常指目前，利用海洋能的主要发展方向是将海浪、海流等短周期波所具有的动能和势能转换为电能。在船舶上进行海洋能的利用受到多方面条件的制约：其一，海水能量密度不高造成机械能转换为电能的设备过于庞大；其二，船舶在运营中是一个移动平台，在其自身运动过程中同时利用海洋能，将蕴藏于海洋中的可再生能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能，等。对其自身造成不可避免的负面影响，如船舶流阻增大和动力性降低等问题。故而直接在航运船舶上应用海洋能不是首推的研究方向 。但是根据波浪能和水流能的特点，波浪能发电可应用于航标或者小型灯船。水流能可在趸船和航标船上得到应用。

是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源，具有取之不尽，用之不竭的特点，主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。可再生能源对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。相对于可能穷尽的化石能源来说，可再生能源在自然界中可以循环再生。可再生能源属于能源开发利用过程中的一次能源。可再生能源不包含化石燃料和核能。

用“爆发性增长”这个词来形容中国当前的风电行业再恰当不过了，从2004年到2008年，中国风电装机容量连续3年增长超过100%。2008年，中国的风电装机容量首次超过500万千瓦，提前完成了国家发改委提出的，要在2010年实现全国1000万千瓦风电装机容量的预期目标。从新增的风机容量的角度看，中国目前在全球排名第二，按照总装机容量计算，中国在全球排名第四。

但是，风作为一种不受人控制的自然资源，它时有时无、忽大忽小。当它作为一种电源接入到电力系统当中时，它的间歇性和随机性增大了电力系统的调峰难度，也给整个系统带来了新的不稳定因素，使得风电的大规模发展面临瓶颈。而以风电功率预测系统为基础的风电调度管理技术、智能电网等为代表的技术手段，正在尝试让风电像传统电源那样可观、可控。

调峰——制约风电最大障碍

电力系统最大的特点是实时动态平衡，也就是要保证每一个时刻所发出来的电与所消耗的电刚好平衡，才能保证电力系统的稳定和安全。在风力发电接入电力系统之前，电力系统面对的是可以预测的负荷和可以控制的电源，在负荷预测的基础上，通过对发电的调度控制来保证电力系统的实时动态平衡。

而作为一种自然资源的风，本身具有间歇性和随机性，当风电作为一种电源接入到电力系统的时候，如果不做预测和调度管理，就需要在电力系统当中留有与风电容量相等的备用容量。这也就是要保证，当无风或者少风的时候，电力系统中的其他电源能够“顶”上来，保证电力系统的正常运行；当有风的时候，其他电源能够“让”下去，使风电接入电网。

这其实造成了很大的浪费，“留备用的方式使其他的火电机组平均负荷率、平均出力下降，从而使得火电厂效率下降、煤耗上升，那么风电省下来的煤，可能由于其他火电厂的效率下降而又消耗掉了。”中国电力科学研究院新能源研究所副总工程师刘纯说。随着我国风电产业发展正在进入快速发展的阶段，按照2007年9月我国发布的《可再生能源中长期发展规划》，到2010年我国风电总装机容量为500万千瓦，2020年达到3000万千瓦。并且由于近几年，中国政府出台了一系列鼓励政策和战略举措，使风电进入了规模发展阶段。

但是，随着风电在电源中比例的增加，电力系统的峰谷差进一步变大，这就需要进行更大幅度的调峰，如果仍然采用电力系统留全部风电容量备用的方式，电力系统将无法正常运行。

“中国的电源结构与国外有非常大的区别。”刘纯说。在欧洲风电发达国家，例如西班牙、德国，它的燃气装机和水电装机容量一直都是大于风电的，这就使得调峰变得更容易，因为燃气、水电机组能够做到百分之百调峰，同时调节速度很快。但是在中国，80%以上是火电机组，其最低调峰极限大致在50%~60%，也就是说如果电力系统的峰谷差大于系统最低调峰极限的时候，如果不对风电进行控制，风电就不能接入到电力系统中来。

因此，电力系统的调峰是制约风电发展最大的问题之一，但是“电力系统的调峰特性是由负荷特性和电源结构决定的，调峰问题虽然反应在电网部门的调度运行上，然而它却不是电网的问题，而是整个电力系统的问题，主要是我国的电源结构问题。”刘纯说。

“预知”风的波动

要解决风电发展的问题，需要改善电源结构，“这是解决问题的根本措施”，增加调峰电源的数量，比如多一些水电的开发，建设一些抽水蓄能电站，每建设一个千瓦的抽水蓄能电站，能够为电力系统提供两个千瓦的调峰能力。在电力系统低谷的时候，抽水蓄能电站可以吸收电力，在高峰的时候放出电力，建设一部分抽水电站可以极大地改善电力系统的调峰能力。

另外，还需要从政策上给予补偿，不仅是对风电产业，还包括其他参与调峰的发电厂，需要建立一种补偿的机制，对为风电调峰的其他发电厂，包括常规火电厂和抽水蓄能电站给予一定的补偿，激励火电厂参与调峰，同时也引导加快抽水蓄能电站的建设，改善电源结构。

但是不管是改变电源结构，还是制定一系列的政策，目前还很难一蹴而就。因此目前以风电功率预测为基础的风电调度管理是“目前投入最少、能够解决问题的方法”，虽然这些技术手段不能从根本上解决风电调峰问题，但在现阶段可以有效缓解风电对电力系统调峰的影响。

其中的一项基础性的技术就是风电功率预测系统。中国的第一个风电功率预测系统是由中国电力科学研究院新能源研究所研发的。国内第一套用于电网调度的风电功率预测系统已经在吉林电网投入运行，这一开发研究项目2008年4月正式启动，2008年9月投入试运行，并于2009年3月19日通过专家验收。

风电功率预测系统是利用由气象部门提供的数值天气预报，作为系统的输入，通过建立风电预测模型，用物理方法和统计方法的预测模型来预测未来某一个时刻、某一片区域的风电场输出的功率。

2008年9月，风电功率预测系统已经在吉林电网投入试运行，到2008年11月全面交由吉林调度中心运行，通过历史数据的不断积累，到2009年3月，整个系统已经进入到了比较稳定的运行状态。“目前整个吉林省预测的平均绝对误差大概在9%左右，效果还是不错的。”刘纯评价道。

未来，这套系统将在黑龙江、辽宁、甘肃、新疆、江苏、河北等省推广应用，“预计到2009年年末2010年年初，这8套系统就能够投入运行。”刘纯说。

当然，风电功率预测系统的应用目前还需要解决一定的政策支持问题。由于电网调度部门面临着风电调峰带来的巨大压力，因此他们对于预测有强烈需求，首先开发了风电功率预测系统并投入运行，“其实整个系统应该从电场做起，因为电场本身有更多的信息，更好的方法应该是由风电场来预测的。”刘纯说。

其实进行风电功率预测不仅会给整个电力系统带来价值，也会给单一的风电场带来效益。首先，对于整个电力系统来说，可以通过预测合理地安排第二天的火电和其他常规发电机组的发电计划，合理安排备用容量，使火电机组负荷率提高，煤耗下降，以提高整个电力系统的运行效益。其次，通过合理安排电网的运行方式，可以保证整个电力系统和风电场的安全运行。第三，风电场可以根据预测的结果来合理安排检修的时间，减少风机检修损失电量，提高经济效益。

在西班牙，风电场的风电功率预测是强制执行的，它与电价挂钩，如果风电场希望获得更高的上网电价，那么它就必须进行预测。同时风电预测的结果对电价也有影响，如果预测超过一定的偏差，将面临着高额的罚款。“所以我们也希望国家能够出台有关政策规定，要求风电场进行风电功率预测，并参与考核。只有通过政策的激励机制，调动风电场参与预测的积极性，这项技术才能有更好的应用效果”。

除了风电功率预测系统之外，“风能实时监测也是非常重要的”，风能的实时监测是风电功率超短期预测的基础，应用这个系统首先就要建一些实时测风塔。以风能实时监测和风电功率预测为基础，开发风电的调度管理和风电的区域控制系统，“这些系统构成了风电调度支撑系统，目前我们正在研发。”刘纯说。

风电的“救命稻草”

2009年5月21日，国家电网公司首次向社会公布了智能电网的发展计划，并初步披露了其建设的时间表。根据此项计划，智能电网在中国的发展将分为3个阶段，最终的目标是到2020年，全面建成统一的坚强智能电网。

之所以说智能电网是风电发展的“救命稻草”，是因为它能够解决风电并网的远距离传输，以及调度控制问题，这两点目前都是制约风电发展的瓶颈。

通过建设坚强智能电网，实现可再生能源集约化开发、大规模、远距离输送和高效利用，改善能源结构，促进资源节约型、环境友好型社会建设。通过建设坚强智能电网，实现各类集中/分布式电源、储能装置和用电设施并网接入标准化和电网运行控制智能化，提高电力系统资产的运营效益和全社会的能源效率，促进经济社会的可持续发展。

“我国统一的坚强智能电网具有‘坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动’的特点，与欧美等国的智能电网一样，我国统一的坚强智能电网建设也充分考虑了对可再生能源和新能源的支撑作用。”刘纯说，“通过建设坚强智能电网，实现可再生能源集约化开发、大规模、远距离输送和高效利用，实现各类集中/分布式电源、储能装置和用电设施并网接入标准化和电网运行控制智能化，能够为包括风电在内的可再生能源发展提供强大的支撑。”

欧美等国的可再生能源开发模式大多数是分散式开发，因此他们的智能电网更多考虑的是配电网，以方便各类分散式电源的灵活接入。

我国的可再生能源开发模式与欧美等国不同，由于资源中心与负荷中心的严重偏离，未来将在新疆、甘肃、内蒙等西部地区建设若干个千万千瓦级风电基地，将电能转输到华北、华东、华中电网等负荷中心消纳。因此我国的智能电网就必须有一个可以跨区域优化配置的特高压的网架，才能支持风电的大规模开发。同时，还需要通过智能电网的智能调度，来解决风电接入后的电力系统调频和调峰问题。因此“只有当电网足够坚强、灵活时，才能够支撑可再生能源规模化、可持续发展。”刘纯强调。

智能电网也并不像它的字面含义看起来只涉及到电网，实际上，它包含着发电、输电、变电、配电、用电、调度等几大环节，其中不仅涉及到电网公司，也涉及到发电企业和用户。需要智能电网发电环节的风电，也是智能电网的一部分，其自身在调节控制性能、信息传输和互动等方面也要满足智能电网的要求。