四川省能源互聯網發展路線研究

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四川省能源互聯網發展路線研究

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，因地制宜建設具有四川特色的能源互聯網，具有非常重要的現實意義。在分析能源互聯網層次架構的基礎上，結合四川各個區域的資源、經濟、消費等特點，提出了四川省各個區域能源互聯網的發展思路、發展重點和發展路線圖，以及在“十三五”期間建設實施的重點，為四川省能源發展提供了實際可行的建議。

能源互聯網；發展路線

0 引 言

在能源網絡創新、能源網絡革命的背景下，能源互聯網技術應運而生[1-3]。能源互聯網實現了“互聯網+”與“智慧能源”的結合，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略需求的新型能源網絡形態。

在經濟發展步入新常態的背景下，四川省傳統能源產業面臨著包括火力發電市場壓縮、水電發展與電力需求增長不匹配等諸多挑戰[6]。因地制宜發展具有四川特色的能源互聯網，打造國內領先的清潔能源生產基地和清潔能源交易市場，將為四川能源產業及其附屬產業的發展注入新的動力，對于推動四川省“互聯網+”總體戰略實施、優化四川省能源結構、推動綠色四川建設，具有非常重要的現實意義。

1 能源互聯網的層次架構

現階段能源互聯網的總體架構可以分為終端能源互聯網、區域能源互聯網、廣域能源互聯網3個層次，涵蓋能源傳輸、能源互補開發、能源互補消納、能源轉換、能源交易、能源綜合調度、信息網絡等不同的技術領域[5]，如圖1所示。

終端能源互聯網可以是一個微網系統，也可以是天然氣/沼氣/氫氣的分布式能源系統或是智能建筑，甚至可以是家庭的終端綜合用能系統[7]。適用于學校、醫院、機場、酒店、工廠等建筑或建筑群，是區域能源互聯網的重要組成部分。其投資建設主體主要是加入能源市場的企業、團體甚至個人，政府主要起到政策引導和監管的作用。

區域能源互聯網，主要適合城市園區、新區、城鎮示范區[8]等，可推廣至整個城市或城市群。因存在不同氣候環境、不同供用能關系、城市規模與定位的差異，涉及范圍較大，需要不同的部門和環節協調。

廣域能源互聯網則是數個區域能源互聯網的廣域集合[5]。其建設主要涉及到機制體制的建設、宏觀政策的協調以及區域能源互聯網之間信息網絡、能源傳輸管網的建設。

2 四川省能源經濟區域劃分

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

圖1 能源互聯網層次架構示意圖

圖2 四川省區域劃分圖

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

3 四川省能源互聯網發展思路

四川省建設能源互聯網的主要目的在于實現對四川清潔能源的充分消納，提升四川的能源利用效率，激發四川的總體創新活力。因此，研究四川省能源互聯網的總體發展思路，應從四川各區域特點出發，結合終端、區域、廣域能源互聯網性質上的差異，有針對性地進行分析。

終端能源互聯網規模較小，其建設應結合所在地的資源特點和消費特點，通過有效的監管進行合理的引導，更好地契合當地的能源利用思路。

廣域能源互聯網的建設則主要集中在宏觀協調和政策機制層面，建議按照“持續優化能源結構、積極實現信息互聯、統籌建設交易平臺、同步推進制度建設、協調帶動產業發展”的思路來開展工作[5]。

區域能源互聯網的建設應找準區域的發展定位，發揮區域資源優勢，因地制宜，實現區域能源生產與消費之間的協調發展。由于能源設施是城市最基礎的設施，因此區域能源互聯網將是未來智慧城市的真正核心；加之從規模體量、建設需求、建設模式等方面來說，都決定了區域能源互聯網是最適宜落地建設的，會具有較好的示范推廣效應，將成為能源互聯網開展試點落地的主要形式。因此，將重點對區域能源互聯網的發展路線展開分析。

4 四川省區域能源互聯網發展路線

4.1 成都經濟區能源互聯網發展路線

成都經濟區以成綿德為核心，是四川經濟最發達、人口密度最高、能源消費最集中的區域[9]。現階段該區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，建議將成都經濟區定位為綠色四川清潔能源的規模化消納基地、四川能源技術的創新基地和設備制造基地。成都經濟區區域能源互聯網建設的重點應集中在提高區域能源利用效率、提高清潔能源的消納能力以及對能源新技術的創新示范利用方面，形成以清潔電能消納為基礎、火電為備用、天然氣綜合利用為補充、生物質能和地熱利用作點綴的能源結構。

圖3 成都經濟區未來區域能源互聯網典型架構

作為四川省能源的主要消費區——成都經濟區，特別是成綿德地區以及天府新區將是“十三五”期間四川省能源互聯網和能源市場建設的核心地區。

“十三五”期間，建議在成德綿地區建設主動配電網，試點電氣互補需求側響應[5]，先行發展燃氣能源系統和分布式儲能，構建以成德綿為核心的電動汽車示范區[11]和能源信息網絡；同時著力打造示范性縣域能源互聯網，并在天府新區開展城市能源互聯網示范工程，為四川能源互聯網的發展進行引領示范。

4.2 川東北經濟區能源互聯網發展路線

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

結合區域資源特性，川東北區域建議作為四川的天然氣綜合供應基地。能源互聯網的建設應集中在天然氣綜合利用和多元化利用、天然氣儲氣調峰設施建設、天然氣管網建設以及進一步深化生物質能應用等方面。最終建成完善的天然氣配套產業和外送機制，形成以水電等清潔電能消納為主、天然氣發電為補充、火電利用為備用、生物質能示范利用的能源結構。

圖4 川東北未來區域能源互聯網典型架構

“十三五”期間，川東北經濟區建議結合現有燃氣發電進行熱電聯產綜合改造，推動CNG(壓縮天然氣)短途公共交通與LNG(液化天然氣)長途公共交通結合的天然氣公共交通體系的建設，同時開展風氣互補的前期研究，緊隨成德綿地區試點之后開展區域能源信息網絡的建設和能源市場化的試點，并推廣生物質能應用，示范性開展地級城市、高速路網電動汽車充電網絡建設。

4.3 川南經濟區能源互聯網發展路線

川南經濟區是四川火電站較為集中的區域和主要的貴煤、云煤入川通道，因此可以考慮將本地區打造成四川的電源后備和調峰基地。同時，本地區的高硫煤儲量較高，還可以考慮配合廣域能源網絡火電基地的建設，綜合發展煤氣化多聯產等煤化工產業，實現本地資源的高效利用和對煤炭資源的清潔利用。此外，頁巖氣開發也將成為川南地區能源發展的新思路[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構典型，構建起覆蓋區域縣級以上城市的智能電網、覆蓋區域核心城市的燃氣管網、結合煤炭運輸路網的多網互補的能源輸送網絡，發展“電煤氣冷熱”結合的能源供應和消費體系。

在“十三五”期間，建議本地區緊隨成都經濟區的發展腳步，積極推動區域能源互聯網的試點建設，與天府新區、川東北經濟區形成四川能源發展的新興增長極。建設重點方面，建議以四川廣域能源互聯網火電備用調峰基地為定位來開展區域火電的規劃和建設工作，試點煤基多聯產技術，利用本地高硫煤發展清潔煤化工產業；并根據成德綿試點經驗，開展區域信息網絡和能源市場化建設，以瀘州為試點建設電動汽車網絡[11]；同時規劃和建設四川火電備用燃料基地，推動頁巖氣勘測和開發。

圖5 川南未來區域能源互聯網典型架構

4.4 攀西經濟區能源互聯網發展路線

攀西經濟區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城市，能源消耗在全省地級市中位居第二。考慮到該區域豐富的能源資源種類和龐大的用能需求，可以考慮將攀西經濟區打造成四川能源綜合利用、復合利用的示范基地[5]。

圖6 攀西未來區域能源互聯網典型架構

區域能源互聯網的建設應集中在實現對能源的綜合利用、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、生物質能和氫能為補充、火電為備用的電源結構典型，發展“電氣冷熱氫”的多元化能源供應和消費體系。

“十三五”期間，建議在攀枝花和西昌開展智能配電網或主動配電網的建設，結合LNG、CNG、電能和氫能來建設綜合綠色公共交通體系，試點棄電制氫，加快風光和地熱能資源開發，促進民生利用；同時推廣風-光-水互補協調開發。此外，為將攀西、川西北地區豐富的風光資源輸送至省內的負荷中心，可以考慮開展連接成都經濟區與攀西、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。

4.5 川西北經濟區能源互聯網發展路線

川西北地區屬典型的地廣人稀區域，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和輸出基地[9]。

該區域能源互聯網的建設應集中在實現對清潔能源的集中開發與外送、清潔資源與旅游資源、生態農業協作開發、通過能源建設助力生態經濟區建設等方面。形成以風光綜合利用為主、地熱和氫能綜合利用為輔、實現清潔能源集中外送的能源結構；構建起以覆蓋區域重點縣城的智能電網為主、冷熱輸送網絡為補充、結合少量氫氣輸送網絡的區域能源網絡。

圖7 川西北未來區域能源互聯網典型架構

“十三五”期間，建議加強川西北邊遠地區的電網升級改造，配合風光水資源的協調開發，堅持“以能扶貧”的理念，結合幸福美麗新村建設，推廣儲能微網，促進生態旅游發展和能源基層民生開發；同時研究發展多端柔性直流輸電的可行性。

5 結 語

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

作為國內能源資源大省，四川省建設能源互聯網建議按照“堅持協調互補思路、合理轉變能源定位、開放促進服務創新、完善區域協調發展、統籌能源總體規劃、建設美麗綠色四川”的思路來開展工作，以充分發揮四川的區域資源優勢，實現對四川省豐富的清潔能源的高效開發和利用，實現四川省由清潔資源大省向國內領先的清潔能源生產基地、消費基地、交易基地的跨越式發展。

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[4] 國家發展改革委.關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見[R].發改能源〔2016〕392號，2016.

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[9] 四川省人民政府辦公廳關于印發五大經濟區“十三五”發展規劃的通知[R].川辦發〔2016〕62號，2016.

[10] 南充市人民政府.南充市環境保護“十三五”規劃 (2016—2020年)[Z].2017.

[11] 電動汽車充電基礎設施發展指南(2015-2020年)[Z]. 發改能源 〔2015〕1454號，2015.

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相關技術。

2017-06-27)