【文章內容簡介】 上變電設備容量達到138714萬千伏安。這個龐大的輸電系統(tǒng)是世界上最“沉睡”的財富，也是最浪費的網絡資源，其已利用的輸電、變電和供電的功能僅相當于開發(fā)了整個網絡功能的一半而已。這就需要對中國電網進行信息化升級，智能電網是自蒸汽機使用以來最偉大的工業(yè)革命成就之一，也是可再生能源替代化石能源作為主力能源的必然選擇。現在這個革命已經在歐美展開，中國迫切需要調整國家能源戰(zhàn)略，成為電網革命的主力國家。如果我們現在不推進智能電網的整體改造，中國能源生產體系將再次落后美歐等先進國家10年，這個失著也相當于在能源革命中的戰(zhàn)敗。面對國際電網業(yè)如此之大的變革，應該說，我們還沒有確定將現有的國有電網升級為智能電網的總體戰(zhàn)略和推進超導電網商業(yè)化的試點安排，而且，國內智能電網的技術發(fā)展基本上還屬于國際上的較低水平，也沒有一個城市全面運營智能電網。2007年10月，中國的華東電網等正式啟動了智能電網的可行性研究項目，這是中國目前推進的最大的智能電網技術開發(fā)項目。2009年1月20日，華東電網公司又進一步強調：“聚焦高級調度中心項目群建設，開展智能電網前瞻性研究，開展企業(yè)一體化信息平臺建設，全面推進創(chuàng)新型企業(yè)建設，提升公司引領發(fā)展的能力?！庇纱苏f明華東電網的智能電網技術也只處于起步狀態(tài)，還沒有深入到國際智能電網技術的核心體系。“十一五”期間，中國電力信息化每年約有超過100億元的投資，如果從現在開始就著眼于智能電網的建設，效益將是巨大的；如果擴大這個投資規(guī)模，中國將可能成為主導全球智能電網變革的領先國家。應該說，我們正有可能與主導國際電網革命的主力國家的身份擦肩而過，也極有可能失去自工業(yè)革命以來唯一一次中國在生產方式方面領先革命的機遇。為此，必須加快制定中國電網體系變革的轉型戰(zhàn)略。 與歐美電網發(fā)展的區(qū)別按照國網，“統(tǒng)一堅強智能電網”是以特高壓電網為骨干網架、各級電網協(xié)調發(fā)展的、具有“四化”功能的堅強電網?！八幕钡母拍罹褪侵鸽娋W的數字化、信息化、自動化、互動化，這是一個比較大的概念和框架。歐美智能電網的概念與此有一定區(qū)別，像美國GRID2030計劃，其主要的目標是要建設一個堅強的電網，提高服務水平。GRID2030計劃從三個方面來達到目標，一是提高電網的可靠性，二是降低電網運行的損耗，三是充分利用可再生能源。大規(guī)?？稍偕茉慈顼L電、太陽能發(fā)電等的接入會對電網穩(wěn)定運行造成一定沖擊，這就需要提高電網的抗沖擊能力和應對新能源接入的可靠性水平。從配電網的角度來講，要提高用戶的用電質量，必須實現電網和用戶之間的互動。美國在主干電網建設的發(fā)展方向上強調了超導輸電技術的應用，該計劃預計在未來二、三十年內超導技術能夠獲得突破性進展，在美國建成實用化的超導電網。當然建設超導電網的主要目的是節(jié)能，其可行性還值得研究。 我國發(fā)展電網所要突破的難點從長遠的目標來看，分布式電源一定要解決儲能問題，大容量的儲能關鍵技術若不能得到解決的話，對可再生能源的利用會有較大影響。國家支持的基礎研究中，儲能技術是非常重要的一環(huán)。要妥善解決風電、光伏發(fā)電的波動性和隨機性對電網運行造成的影響，使可再生能源順利接入電網，儲能技術是必須克服的難點。在主干電網的智能化方面，需要深入開展廣域測量技術的應用研究，實現對電網安全穩(wěn)定運行工況進行實時的動態(tài)監(jiān)控。在柔性輸電方面，電力電子技術的應用可以大幅度提高電網的控制水平和安全穩(wěn)定運行水平。國內目前在進行這些靈活交直流輸電裝置的研發(fā)工作，還沒有大規(guī)模的應用，而且設備也比較昂貴?？偟膩碚f，智能電網規(guī)劃將涉及到以下幾個問題：一是調整原來電網的網架結構，新的規(guī)劃要充分論證網架結構的合理性。過去我們的一些電網網架結構不太合理，如供電范圍、供電半徑、設備選型等都沒有考慮到未來20～30年負荷的發(fā)展，這些問題在規(guī)劃時將充分考慮；二是分布式電源的接入問題，分布式電源是歐美智能電網發(fā)展的一個重要；三是全面提升配電網監(jiān)測和控制的智能化水平。目前主電網的監(jiān)控手段已經非常先進，如光纖通信、無人值守變電站、數據自動采集等，但是配電網的監(jiān)測控制水平還較差。配電網通信的重要性在于，它能采集到配電網末端的信息，從而使配電網達到可觀可控的狀態(tài)。美國目前在底特律等三個城市進行“百萬級節(jié)點”配電網監(jiān)測系統(tǒng)的試點工作，該系統(tǒng)能夠使處于配電網末梢的每個用戶信息都處于“可觀”狀態(tài)。我國目前尚不能達到這種水平，一般配電網信息的監(jiān)測只能達到變電站的10kV出線側，在10kV的末端只有計量電費的電表，不具備實時反饋功能。因此智能電網建設的很大一部分工作將是搭建配電網的通信網絡，完善數據的監(jiān)測，實現實時監(jiān)控。從技術上來講這并不難實現，但由于配電網點多面廣，所需要的資金投入是非常巨大的。因此只有在資金允許的情況下，才能全面解決配電網的通信和數據采集等問題。 智能電網的技術支持 通信技術建立高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)是實現智能電網的基礎，沒有這樣的通信系統(tǒng)，任何智能電網的特征都無法實現，因為智能電網的數據獲取、保護和控制都需要這樣的通信系統(tǒng)的支持，因此建立這樣的通信系統(tǒng)是邁向智能電網的第一步。同時通信系統(tǒng)要和電網一樣深入到千家萬戶，這樣就形成了兩張緊密聯(lián)系的網絡—電網和通信網絡，只有這樣才能實現智能電網的目標和主要特征。 量測技術參數量測技術是智能電網基本的組成部件，先進的參數量測技術獲得數據并將其轉換成數據信息，以供智能電網的各個方面使用。它們評估電網設備的健康狀況和電網的完整性，進行表計的讀取、消除電費估計以及防止竊電、緩減電網阻塞以及與用戶的溝通。 設備技術智能電網要廣泛應用先進的設備技術，極大地提高輸配電系統(tǒng)的性能。未來的智能電網中的設備將充分應用在材料、超導、儲能、電力電子和微電子技術方面的最新研究成果，從而提高功率密度、供電可靠性和電能質量以及電力生產的效率。未來智能電網將主要應用三個方面的先進技術：電力電子技術、超導技術以及大容量儲能技術。 控制技術先進的控制技術是指智能電網中分析、診斷和預測狀態(tài)并確定和采取適當的措施以消除、減輕和防止供電中斷和電能質量擾動的裝置和算法。這些技術將提供對輸電、配電和用戶側的控制方法并且可以管理整個電網的有功和無功。從某種程度上說，先進控制技術緊密依靠并服務于其他四個關鍵技術領域，如先進控制技術監(jiān)測基本的元件（參數量測技術），提供及時和適當的響應（集成通信技術；先進設備技術）并且對任何事件進行快速的診斷（先進決策技術）。另外，先進控制技術支持市場報價技術以及提高資產的管理水平。（1）收集數據和監(jiān)測電網元件（2）分析數據（3）診斷和解決問題（4）執(zhí)行自動控制的行動（5）為運行人員提供信息和選擇 支持技術決策支持技術將復雜的電力系統(tǒng)數據轉化為系統(tǒng)運行人員一目了然的可理解的信息，因此動畫技術、動態(tài)著色技術、虛擬現實技術以及其他數據展示技術用來幫助系統(tǒng)運行人員認識、分析和處理緊急問題。第四章 中國智能電網計劃 中國智能電網的構架特征中國式智能電網將以特高壓電網為主干網架，利用先進的通信信息和控制技術，構建以信息化、數字化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領先的智能電網。其特征將包括在技術上實現信息化、數字化、自動化和互動化，同時在管理上實現集團化、集約化、精益化、標準化。中國智能電網主要包括發(fā)電、線路、變電、配電、用戶、調度等環(huán)節(jié)。其中（一）發(fā)電側將側重發(fā)展清潔能源接入和諧波控制技術；（二）輸配電側將涵蓋：（1）智能調度與分析系統(tǒng)、（2）柔性輸電系統(tǒng)、（3）大容量儲能裝置、（4）智能化變電站和（5）配電自動化多個領域。其中變電站狀態(tài)檢測和全壽命管理將是智能化變電站的重要特征；（三）用戶側的重點則在：（1）營銷系統(tǒng)、（2）用戶信息采集與互動、（3）智能化用電裝置研發(fā)與應用方面。我國智能電網的優(yōu)點主要有：（一）減少電網固定資產投資支出；（二）減少電網運行費用；（三）提高供電可靠性；（四）提高運營和資產管理水平。對于中國而言，建設以堅強可靠、經濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的智能電網為核心的高效能源體系，有利于發(fā)展低碳經濟，促進節(jié)能減排，應對氣候變化，是解決中國電網自身問題以及低碳經濟發(fā)展的必然選擇。 智能電網計劃智能電網計劃（Smart grid plan；Intelligent electrical network plan）是中國國家電網公司2009年5月21日首次公布的，其內容有：以堅強智能電網以堅強網架為基礎，以通信信息平臺為支撐，以智能控制為手段，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現“電力流、信息流、業(yè)務流”的高度一體化融合，是堅強可靠、經濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現代電網。智能電網首先應該是堅強的電網，能夠實現能源資源的大范圍優(yōu)化配置，保障安全可靠的電力供應。預計到2020年，發(fā)電裝機將達到16億千瓦左右，其中風電裝機將達到1億千瓦以上，由于風能和太陽能發(fā)電本身具有穩(wěn)定性差的特點，只有堅強的電網，才能夠實現能源資源的大范圍配置。并且中國的風能和太陽能等可再生能源發(fā)電主要是采取大規(guī)模、集約化開發(fā)方式，根據規(guī)劃，將在甘肅河西走廊、蘇北沿海和內蒙古重點建設三個千萬千瓦級風電基地，打造“風電三峽工程”；在西北部地區(qū)建設大規(guī)模太陽能光伏發(fā)電場，這些地區(qū)遠離負荷中心，對遠距離、大容量輸電提出了更高的要求。國家電網公司從滿足經濟社會發(fā)展對電力的需求出發(fā)，結合中國經濟發(fā)展布局和能源稟賦特點，提出了“一特四大”戰(zhàn)略，即以大型能源基地為依托，建設由1000千伏交流和177。800千伏、177。1000千伏直流構成的特高壓電網，形成電力“高速公路”，促進大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發(fā)，在全國范圍內實現資源優(yōu)化配置。國家電網公司對堅強電網的建設目標是，建設以特高壓電網為骨干網架、各級電網協(xié)調發(fā)展的堅強電網。 信息化平臺信息化平臺的建設大約是從90年代中期開始，以前的名稱叫MIS系統(tǒng)，當時的功能主要實現無紙化辦公。目前的功能已經不局限于辦公無紙化，通過與調度系統(tǒng)、用戶信息管理系統(tǒng)的對接，現場的很多實時信息都可以得到，目前的功能至少還包含電力交易、設備管理和自動化運營管理功能。2006年4月29日，國家電網公司提出了在全系統(tǒng)實施“SG186工程”的規(guī)劃?！癝G186工程”是指國家電網公司構筑由數據交換、數據中心、應用集成、企業(yè)門戶五個部分組成的一體化企業(yè)級信息集成平臺。依托公司企業(yè)信息集成平臺，在公司總部和公司系統(tǒng)，建設財務（資金）管理、營銷管理、安全生產管理、協(xié)同辦公管理、人力資源管理、物資管理、項目管理、綜合管理等八大業(yè)務應用。建立健全六個信息化保障體系。重點建設“一個系統(tǒng)、二級中心、三層應用”。一個系統(tǒng)就是構筑一體化企業(yè)級信息系統(tǒng)，實