智能电网：世界新能源起跑线

电力18讯：    ◎ 本刊记者 王伟 程洪瑾 发自北京 长治

如果把智能电网看作一场比IT革命还具深意的变革，那么背后的原因一定和新能源有关――

  全球经济复苏和可持续发展必须倚重新能源，而新能源绝大多数要化为电能注入电网才能为人类所用。世界各国在“绿色增长”的新一轮竞逐中，需要一张更绿的电网，需要一个在软、硬件方面都能发力的引擎。

  于是人们开始关注“智能电网”。与许多系统工程一样，智能电网涉及多方利益和多重因素，人们的诉求点各有不同，政策制定者希望由它带来经济增长，电力公司希望加快产业的信息化升级，消费者们急于看到缩减电费的实效。

IT+标准：

美国智能电网发力

  自今年初智能电网被奥巴马提升为美国国家战略，智能电网似乎成了美国金融危机的救生筏。大规模新能源发电面临的并网尴尬，无疑成为智能电网走上前台的最有力的动因。从世界范围看，各地的智能电网实践都是结合本国本地区优势发展密切结合，美国因为IT互联网+技术领先而强调数字化、信息化，欧洲在可再生能源领域发展占优而看中分布式电源的作用。

  2003年，美国能源部发布Grid2030计划，次年，启动电网智能化项目，并与美国国家能源技术实验室NETL合作发起了“现代电网”研究。美国电科院EPRI发布综合能源及通信系统体系结构报告，次年发布分布式自治实时架构。

  而欧洲，则于2005年成立“智能电网欧洲技术论坛”，并于2006年至2007年发布《欧洲智能电网技术平台：欧洲未来电网的远景和策略》《欧洲未来电网的战略研究议程》《欧洲未来电网发展策略》三个重要文件，打开了智能电网路线图。

  目前，在输电领域，ABB、PJM等机构和企业正开展相关研究。而在配用电领域，则出现了许多智能化实践，包括智能表计、用户电压控制、动态储能等。

  美国商务部长骆家辉与能源部长朱棣文5月18日联合宣布了美国智能电网建设的第一批标准，其抢占智能电网制高点的思路可见一斑。

  美国数据显示，目前美国电网的利用系数只有55%，只有少数时间电网资产被完全利用。而采用智能电网，未来20年内将可节省价值800亿美元的电能，特别是在高峰期，用电量将至少节省50%。智能电网作为可以充分发挥用户端需求侧与电网互动功能的基础平台，被寄予厚望。目前，科罗拉多州玻尔德市智能电网工程目前处于项目前期阶段，2009年下半年才开始正式实施。迈阿密智能能源项目还处于研究设计阶段。美国纽约长岛电力局和美国超导公司2008年联合研制了世界上第一条商业运行的高温超导电缆，总长610米，运行电压138千伏。

  美国政府日前宣布，智能电网投资项目资助最多可达两亿美元，玻尔德市智能电网示范项目获得了一亿美元资助。

  智能电网这项新技术，给全球电力、电信产业、信息产业及所有相关产业带来了巨大的商机。美国思科公司认为，智能电网将为美国带来1000亿美元商机，其中仅通信部分就为200亿美元，

  智能电网的大蛋糕吸引了众多信息技术企业参与。固有的技术优势、经验和巨大市场价值的诱惑，使得诸如GE、IBM、西门子、Google、Intel等信息产业巨头在智能电网时代全面到来之前排兵布阵：去年4月，IBM和全美第三大能源制造和输送公司Center Point Energy宣布将联合创建一个联盟，对电力供应网络进行数字化。而Google也于日前宣布与太平洋煤气和电力公司进行测试项目。

  在去年11月份IBM公司提交的一份关于科技投资对就业增长影响的分析报告中，IBM推算，投资100亿美元建设智能电网，可创造23.9万个岗位。

智能+坚强：

特高压先行一步

  “到2020年，将全面建成统一的坚强智能电网――电网优化配置资源能力大幅提升，清洁能源装机比例达到35%，分布式电源实现即插即用，智能电表普及应用。”5月21日，中国国家电网公司首度公开阐释智能电网愿景。并对“中国式智能电网”作出清晰界定：立足自主创新，加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网。

  “坚强智能电网”包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现了“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。

  多年来，以数字化、自动化为特征的各类应用覆盖了中国电网规划、设计、建设、运行、调度和维护等各个方面，信息技术深入到电网生产运行、经营和管理的各个环节。

  2005年以来，国家电网公司重点组织开展了新型能源接入、特高压输电、大电网运行控制、数字化变电站与数字化电网、灵活交直流输电及储能、电网防灾减灾与城乡电网安全可靠供电、电网环保与节能等方面的研究，在特高压输电技术、电网广域监测分析保护控制技术、电网频率质量控制技术、稳态/暂态/动态三位一体安全防御技术和自动电压控制技术等方面处于国际领先地位。

  在最近公布的中国企业信息化500强榜单中，国家电网名列第三，上海、华东、浙江、江苏等网省公司则进入前30强。

  特高压电网建设、一体化调度支持系统、资产全寿命周期管理、电力用户用电信息采集系统和电力通信建设，为坚强智能电网建设奠定了基础。在日前举行的2009特高压国际输电技术会议上，国际大电网会议与国际电工委员会均表示，将把中国的特高压标准推荐为国际标准。

  特高压延伸的是一个能源资源优化配置的路线图。比如说，来自甘肃风电三峡的风能，无论是甘肃电网，还是西北电网，都缺乏足够的消纳能力，必须注入华北―华中―华东电网。我国未来形成的“三华”同步电网将成为世界上最大、最复杂的交直流混联同步电网，其特点是地域跨度大，电压等级多，电网运行方式、动态行为复杂多变，技术创新空间很大，成为智能输电领域的引领者的可能性也更大。

  5月23日，在1000千伏长治变电站，工作人员告诉《能源评论》，目前山西境内的特高压输电线路上共设置了46个监测点，分别可对煤矿采空区杆塔状况、微气象环境状况、覆冰以及导线抖动情况进行监测，以保证特高压线路的适应性。

  IBM公司中国区高级电力专家Martin Hauske认为，与美国相比，中国电力行业的基础建设要先进得多，中国电网起点高，实现智能化更容易。他还表示，中国特别专注科技发展，而美国更注重如何创造更高的商业价值，他认为中国在构建智能电网时要把商业因素加进来，只有把科技与商业结合起来，才能把电网建好和用好。

  业内专家测算，中国实施智能电网改造初期投资需要3000亿元至5000亿元，但是其对变压器、智能终端、网络管理技术等行业拉动巨大。

以新能源的名义起跑

  智能电网编织起来的，是世界新能源的未来。而新能源所带动的技术、装备、就业，以及对环境、国际竞争力的贡献，则是一连串的惊喜和无限的想象空间。

       “逆向分布”，这是专家们对中国一次能源与负荷中心分布格局的基本判断。在中国，水能、风能、太阳能等可再生能源资源由于其有规模大、分布集中的特点，需要走集中开发、规模外送、大范围消纳的发展道路。同时，风电、太阳能发电具有随机性和间歇性的特征，水电具有明显的季节性特征，客观上要求电网大幅提高安全稳定水平，适应各类电源接入和送出的需要。“坚强智能电网”是解决能源外送问题的必经之路。

       美国政府近日正在制订首个利用近海风能和潮汐能发电的计划。奥巴马表示，如果美国陆地和近海的风能潜力被充分挖掘，到2030年，风力发电将满足美国电力需求的20％，而据美国风能协会的数据显示，美国目前的风力发电在电力来源中的比例不到2％。

       而欧盟委员会近期宣布，欧盟将在2013年之前投资1050亿欧元支持欧盟地区的“绿色经济”，促进就业和经济增长，保持欧盟在“绿色技术”领域的世界领先地位。法国电网公司近日计划将风电装机容量由目前的256万千瓦，提高到2020年的2000万千瓦。英国规划到2020年将500万千瓦的电能从近海风电厂输入东部地区，通过在东海岸新建多端高压直流线路将风电场接入电网。

       2008年世界风电发展的三大区域分别是欧洲、北美和亚洲。新增风电装机最多的国家分别是美国和中国。我国风电目前容量已达1000万千瓦，全球排名第四。而根据即将出台的新能源振兴规划，中国在新能源领域的总投资可能超过3万亿元，到2020年，风能发电容量将达1亿千瓦。

       在世界经济发展史上，大国经济的崛起无不伴随着能源产业及相关科技的重大变革。作为引领了上一波IT互联网潮流的美国，奥巴马的“绿色能源新政”剑指新能源，除了提振信心、刺激经济，试图抢占下一波经济发展的制高点无疑是更为深远的目的。

       而站在特高压电网这个巨人的肩膀上，中国智能电网将在自主创新方面引领潮流。而我国潜能巨大的新能源资源，将从智能电网这一崭新起跑线上出发，赢得一个可预见的未来。