【文章內(nèi)容簡介】 網(wǎng)”革命性改造。 　　2009年2月4日，地中海島國馬耳他在周三公布了和IBM達(dá)成的協(xié)議，雙方同意建立一個“智能公用系統(tǒng)”，實現(xiàn)該國電網(wǎng)和供水系統(tǒng)數(shù)字化。IBM及其合作伙伴將會把馬耳他2萬個普通電表替換成互動式電表，這樣馬耳他的電廠就能實時監(jiān)控用電，并制定不同的電價來獎勵節(jié)約用電的用戶。這個工程價值高達(dá)9100萬美元（合7000萬歐元），其中包括在電網(wǎng)中建立一個傳感器網(wǎng)絡(luò)。這種傳感器網(wǎng)絡(luò)和輸電線、各發(fā)電站以及其他的基礎(chǔ)設(shè)施一起提供相關(guān)數(shù)據(jù)，讓電廠能更有效地進行電力分配并檢測到潛在問題。 IBM將會提供搜集分析數(shù)據(jù)的軟件，幫助電廠發(fā)現(xiàn)機會，降低成本以及該國碳密集型發(fā)電廠的排放量。 　　2009年2月10日，谷歌表示已開始測試名為谷歌電表﹙PowerMeter﹚的用電監(jiān)測軟件。這是一個測試版在線儀表盤，相當(dāng)于谷歌正在成為信息時代的公用基礎(chǔ)設(shè)施。 　　2009年2月28日，作為華北公司智能化電網(wǎng)建設(shè)的一部分——華北電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)三位一體安全防御及全過程發(fā)電控制系統(tǒng)在京通過專家組的驗收。這套系統(tǒng)首次將以往分散的能量管理系統(tǒng)、電網(wǎng)廣域動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、在線穩(wěn)定分析預(yù)警系統(tǒng)高度集成，調(diào)度人員無需在不同系統(tǒng)和平臺間頻繁切換，便可實現(xiàn)對電網(wǎng)綜合運行情況的全景監(jiān)視并獲取輔助決策支持。此外，該系統(tǒng)通過搭建并網(wǎng)電廠管理考核和輔助服務(wù)市場品質(zhì)分析平臺，能有效提升調(diào)度部門對并網(wǎng)電廠管理的標(biāo)準(zhǔn)化和流程化水平。 　　美國谷歌2009年3月3日向美國議會進言，要求在建設(shè)“智能電網(wǎng)（Smart Grid）”時采用非壟斷性標(biāo)準(zhǔn)。 2010年1月12日，國家電網(wǎng)公司制定了《關(guān)于加快推進堅強智能電網(wǎng)建設(shè)的意見》，確定了建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的基本原則和總體目標(biāo)。 　國內(nèi)外建設(shè)智能電網(wǎng)的差別　歐洲智能電網(wǎng)2005年歐洲首先提出看智能電網(wǎng)技術(shù)平臺。歐洲智能電網(wǎng)建設(shè)的驅(qū)動因素歸結(jié)為市場、安全與電能質(zhì)量、環(huán)境等三個方面。歐洲電力企業(yè)受到來自開放的電力市場的競爭壓力,亟須提高用戶滿意度,爭取更多用戶。因此,提高運營效率、降低電力價格、加強與各戶互動就成為了歐洲智能電網(wǎng)建設(shè)的重點之一。歐洲電力用戶也對電力供應(yīng)和電能質(zhì)量提出了更高的要求,對環(huán)境保護極度重視,造成歐洲在智能電網(wǎng)建設(shè)方面比美國更為關(guān)注可再生能源的接入,適應(yīng)可再生能源和分布式電源發(fā)展要求,實現(xiàn)電源“即插即用”的更友好更靈活的接入方式以及與用戶互動，提出智能電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)。由于歐洲是由眾多國家組成，地域特點決定了歐洲建設(shè)智能電網(wǎng)的目標(biāo)是：（１）以用戶為中心，提供高附加值的電力服務(wù)，靈活的能源需求；（２）歐洲各國電網(wǎng)的互操作性，支持內(nèi)部市場的實現(xiàn)，跨邊界的高效管理，提高長距離輸電和可再生能源的接入，通過提高輸送容量加強歐洲供電安全性；（３）將分布發(fā)電和可再生能源集成到電網(wǎng)中，進行本地能源管理，減少浪費和排放；（４）集中發(fā)電：改造現(xiàn)有電廠，開發(fā)提高效率，增加系統(tǒng)服務(wù)的靈活性，集成分布發(fā)電和可再生能源發(fā)電；（５）需求響應(yīng)和需求側(cè)管理：通過電子表計和自動電表管理系統(tǒng)實現(xiàn)當(dāng)?shù)匦枨笳{(diào)整和負(fù)荷控制；（６）市場自由化：通過開發(fā)和使用新產(chǎn)品和新服務(wù)實現(xiàn)對需求自由化的響應(yīng)，靈活的需求和可控的價格，靈活且可預(yù)測的費率，實現(xiàn)能量交易透明的市場和電網(wǎng)服務(wù)?！∶绹悄茈娋W(wǎng)美國是一個電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對成熟的國家，目前正面臨著電網(wǎng)規(guī)模增加和復(fù)雜性提高給供電安全帶來的挑戰(zhàn)。因此，美國發(fā)展智能電網(wǎng)主要是基于改善能源結(jié)構(gòu)的考慮，以求緩解電力需求的增長與日益老化的電網(wǎng)框架之間的矛盾、運行成本控制與相應(yīng)監(jiān)管政策的不確定性的矛盾?！≈袊悄茈娋W(wǎng)中國地域遼闊，是一個電力資源分配不平衡的國家，同時也是一個電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對薄弱的國家，因此中國建設(shè)智能電網(wǎng)的重點與歐美等國家是不同的，電網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)仍然是目前中國電網(wǎng)的重點工作。我國《國家電網(wǎng)公司2008社會責(zé)任報告》中指出：我國電網(wǎng)不僅是連接電源和用戶的電力輸送載體，而且的我國能源戰(zhàn)略布局的重要內(nèi)容、能源產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)和國家綜合運輸體系的重要部分。因此，積極轉(zhuǎn)變電網(wǎng)發(fā)展方式，加快建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強國家電網(wǎng)，充分發(fā)揮電網(wǎng)大范圍、大規(guī)模、高效率配置能源資源的強大功能，對于推進中國能源可持續(xù)發(fā)展，服務(wù)積極社會可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。中國進行智能電網(wǎng)建設(shè)的重點是研發(fā)新型電網(wǎng)控制技術(shù)、信息技術(shù)的管理技術(shù)，實現(xiàn)從發(fā)電到用電所有環(huán)節(jié)信息的智能交流，系統(tǒng)地優(yōu)化電力生產(chǎn)、輸送和使用，發(fā)掘電網(wǎng)資源配置潛力?！庵悄茈娋W(wǎng)發(fā)展的形勢和實踐　美國進行智能電網(wǎng)改造2006年，美國IBM公司曾與全球電力專業(yè)研究機構(gòu)、電力企業(yè)合作開發(fā)了“智能電網(wǎng)”解決方案。這一方案被形象地比喻為電力系統(tǒng)的“中樞神經(jīng)系統(tǒng)”，電力公司可以通過使用傳感器、計量表、數(shù)字控件和分析工具，自動監(jiān)控電網(wǎng)，優(yōu)化電網(wǎng)性能，防止斷電、更快地恢復(fù)供電，消費者對電力使用的管理也可細(xì)化到每個聯(lián)網(wǎng)的裝置。近年來，為振興經(jīng)濟，美國從節(jié)能減排、降低污染角度提出綠色能源環(huán)境氣候一體化振興經(jīng)濟計劃，智能電網(wǎng)是其中的重要組成部分。在經(jīng)濟刺激計劃中，有大約45億美元貸款用于智能電網(wǎng)投資和地區(qū)示范項目。智能電網(wǎng)采用數(shù)字技術(shù)收集、交流、處理數(shù)據(jù)，提高電網(wǎng)系統(tǒng)的效率和可靠性。智能電網(wǎng)的倡導(dǎo)者要讓客戶相信，智能電網(wǎng)將幫助客戶減少電費支出。經(jīng)濟刺激方案規(guī)定，獎勵高效率的電力公司。但是，地方電力監(jiān)管委員會必須改變規(guī)則，因為監(jiān)管委員會對仍然被看作風(fēng)險投資的智能電網(wǎng)可能還心有余悸。伊利諾斯電力監(jiān)管委員會批準(zhǔn)在2009年安裝20萬只智能電表，更大規(guī)模的投資則有待于未來兩年的成本—收益研究報告。此外，還需在全美制定標(biāo)準(zhǔn)，使創(chuàng)新實現(xiàn)無縫連接。據(jù)估計，美國商務(wù)部下屬的標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院會提出一個初步框架。2008年4月，美國科羅拉多州波爾得市已經(jīng)營建成為全美第一個智能電網(wǎng)城市，與此同時，美國還有10多個州正在開始推進智能電網(wǎng)發(fā)展計劃。2009年1月，美國政府發(fā)布了《經(jīng)濟復(fù)興計劃進度報告》，宣布將鋪設(shè)或更新約4800km輸電線路，并在未來三年內(nèi)為美國家庭安裝4萬多個智能電表。2009年4月，美國政府又宣布了一項約40億美元的用于開發(fā)新的電力傳輸技術(shù)計劃。此后，美國能源部長表示，政府向美國企業(yè)提供24億美元，用于制造混合動力車和車用電池，美國能源部也在加強車用電池的研究作為新型電網(wǎng)最重要的客戶工具，電池可以更大地創(chuàng)造智能電網(wǎng)的應(yīng)用運轉(zhuǎn)空間。這意味著美國政府能源計劃的下一步戰(zhàn)略將發(fā)展智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。目前位于科羅拉多州首府丹佛西北40km的小城波爾得(Boulder)，已經(jīng)成為全美第一個智能電網(wǎng)城市。2008年3月12日，美國科羅拉多州愛科塞爾能源公司（Xcel）宣布投資1億美元將科羅拉多州的Bould（波爾德）市建成全美第一個智能電網(wǎng)城市（SmartGridCity）。Boulder位于科羅拉多州首府丹佛西北40公里，是一個只有9萬多人口的小城，座落有科羅拉多大學(xué)等多所大專院校，居民素質(zhì)較高。項目實施過程中在城市里建立了新的電能測量系統(tǒng)；升級電網(wǎng)來支持獨立的發(fā)電和儲電設(shè)備接入，如家用太陽能電池板、電池、風(fēng)力渦輪機和混合動力車等設(shè)備；安裝了2萬5千只新的智能電能表，方便用戶根據(jù)實時電價合理安排電器使用。城市中很多交通工具使用電力能源，而風(fēng)能、水能和太陽能等清潔能源發(fā)電也可以通過智能電網(wǎng)輸送；通過對變壓器的及時監(jiān)控，自建成到2009年9月，已經(jīng)成功避免了4次長停電事故的發(fā)生。 　日本政府大力推動智能電網(wǎng)的發(fā)展針對美國提出的智能電網(wǎng)，日本將根據(jù)自身國情，主要圍繞大規(guī)模開發(fā)太陽能等新能源，確保電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定，構(gòu)建智能電網(wǎng)。日本政府計劃在與電力公司協(xié)商后，開始在孤島進行大規(guī)模的構(gòu)建智能電網(wǎng)試驗，主要驗證在大規(guī)模利用太陽能發(fā)電的情況下，如何統(tǒng)一控制剩余電力和頻率波動，以及蓄電池等課題。日本政府期待智能電網(wǎng)試驗獲得成功并大規(guī)模實施，這樣可以通過增加電力設(shè)備投資拉動內(nèi)需，創(chuàng)造更多就業(yè)機會。為配合企業(yè)技術(shù)研究，東京工業(yè)大學(xué)成立“綜合研究院”，其中，關(guān)于可再生能源如何與電力系統(tǒng)相融合的“智能電網(wǎng)項目”備受矚目。除東京電力公司外，東芝、日立等8家電力相關(guān)企業(yè)也積極參與到該項目研究中。該項目計劃用3年時間開發(fā)出高可靠性系統(tǒng)技術(shù)，使可再生能源與現(xiàn)有電力系統(tǒng)有機融合的智能電網(wǎng)模式得以實現(xiàn)。日本開始投資構(gòu)建第二代智能電網(wǎng)（SmartGrid），目標(biāo)除在所有家庭安裝智能電能表（SmartMeter）外，還計劃加強送變電設(shè)施及蓄電裝置建設(shè)。智能電能表作為第二代智能電網(wǎng)的核心設(shè)備，主要測量每個家庭電力消費情況及隨時掌握太陽能發(fā)電量等信息。東京電力2010年起主要面向家庭安裝2千萬部智能電能表。預(yù)計2020年前日本智能電能表需求量約5千萬部，每部成本近2 萬日元，共需投資1萬億日元。日本在智能電網(wǎng)建設(shè)中以家庭為單位進行太陽能發(fā)電，太陽能發(fā)電長期目標(biāo)是2020年發(fā)電2800萬千瓦，相當(dāng)于現(xiàn)在的20倍；2030年發(fā)電5300萬千瓦，相當(dāng)于現(xiàn)在的30倍。為此，需要增設(shè)電壓調(diào)整裝置和變壓器，預(yù)計2030年前追加投資6千億日元。 　韓國智能電網(wǎng)計劃韓國政府于2009年將地理位置較偏遠(yuǎn)的濟州島定為“智能電網(wǎng)試驗園”，與美國開展合作，計劃到2012 年投入2550億韓元進行“智能電網(wǎng)”相關(guān)研究開發(fā)。預(yù)計到2013年，政府將在濟州島投入810億韓元以在3000戶家庭安裝相關(guān)設(shè)備展開試驗，主要就智能儀表、電動汽車充電站建設(shè)、可再生能源發(fā)電技術(shù)、智能家電進行研究與實踐。韓國認(rèn)為智能電網(wǎng)最大的特征就是根據(jù)電能的供求情況隨時調(diào)整電能價格，在這項政府主導(dǎo)的項目中，濟州島東北部的6000戶居民將有機會體驗智能電網(wǎng)技術(shù)。 　法國、意大利智能電網(wǎng)實踐法國和意大利在智能電網(wǎng)方面的實踐主要著眼于自動抄表系統(tǒng)。根據(jù)法國能源監(jiān)管部門提出的10年計劃，從2012年1月開始，所有新裝電能表必須是智能電能表；到2014年底，50%的電表必須與自動抄表管理系統(tǒng)相連；到2016年底，95%的電表必須與自動抄表管理系統(tǒng)相連。法國配電公司計劃在全法國更新替換3500多萬只電能表，目前已啟動在兩年內(nèi)更換30萬只電能表的試驗工程。％。 意大利電力公司自動抄表管理系統(tǒng)，從2001年開始實施。至2008年已累計安裝了3180萬塊智能電能表，覆蓋面達(dá)到95%，其余部分計劃在2011年前完成。，1200萬次遠(yuǎn)程管理操作，大大提高電力公司計費管理工作的自動化水平。據(jù)工程估算，安裝一塊智能電表需要耗費70歐元（包含相關(guān)后臺系統(tǒng)和安裝調(diào)試費費），總計投入21億歐元。采用該系統(tǒng)后，實際管理線損由3%降至1％，電力公司每年即可因此節(jié)約5億歐元的運營成本。 　英國智能電網(wǎng)城市計劃英國在智能電網(wǎng)方面的實踐主要著眼于可再生能源發(fā)電和智能配電系統(tǒng)，以進一步降低碳排放，提高電網(wǎng)運行水平。（1）英國能源公司（EDF）開展了水利、波浪及潮汐發(fā)電研究，這將成為世界上最大的潮汐發(fā)電站。并計劃到2020 年在東海岸新建多端高壓直流線路將風(fēng)電場接入電網(wǎng)。（2）2009年9月，英國電力及天然氣管制局（Office of Gas and ElectricityMarkets，簡稱OFGEM）宣布將投資5億英鎊為4個城市安裝智能電表以建設(shè)“智能電網(wǎng)城市”，該計劃的資金來源并不是傳統(tǒng)的政府稅收，而是通過使電力系統(tǒng)變得更有效和智能后消費者節(jié)省出來的物業(yè)費支出。管制局要求公共服務(wù)公司選擇不同地點建設(shè)智能市政網(wǎng)，居民家中的設(shè)備安裝則由管制局支付。這些城鎮(zhèn)將作為在英國推廣前的試點，以推進英國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的更新。（3）蘇格蘭南方電力公司開發(fā)了風(fēng)電廠發(fā)電儲能裝置，其儲能元件體積不大，但能夠較好的消除風(fēng)力發(fā)電功率波動對電網(wǎng)的影響，緩解自然風(fēng)力變化引起的風(fēng)機輸出功率對電網(wǎng)安全的影響。該電力公司將在蘇格蘭南部建設(shè)歐洲最大陸地風(fēng)力發(fā)電廠，由152座風(fēng)力發(fā)電機組組成。動態(tài)儲能裝置的引入，可以降低風(fēng)電廠接入電網(wǎng)的難度。 　德國EEnergy 計劃2009年德國聯(lián)邦經(jīng)濟和技術(shù)部啟動了一項名為 “EEnergy”的技術(shù)促進計劃，名為“基于信息和通信技術(shù)的未來的能源系統(tǒng)”。計劃總投資1億4千萬歐元，用4年時間在全國6個地點進行智能電網(wǎng)實證實驗。該計劃的目標(biāo)是建立一個基本上實現(xiàn)自我調(diào)控的智能化電力系統(tǒng)，所有能源經(jīng)濟的流程在該系統(tǒng)中相互間可得到最佳協(xié)調(diào)。通過建立跨學(xué)科結(jié)構(gòu)加快創(chuàng)新與進步，打造更為高效的德國電網(wǎng)。 　丹麥試點工程系列（1）智能電能表實踐丹麥電力公司與日本松下和松下電工于2009年12月1日共同了一項啟動旨在實現(xiàn)智能電網(wǎng)的實證實驗。通過使用智能電能表，可實現(xiàn)用電量“可視化”及住宅內(nèi)照明設(shè)備遠(yuǎn)距離控制等的家庭能源管理系統(tǒng)（HEMS）。計劃2011年之前為洛蘭島的所有家庭（約35萬戶）配置這種電表。 （2）電動汽車與電網(wǎng)互動計劃在博恩霍爾姆島嘗試用電動汽車取代其所有的燃?xì)鈩恿ζ?，這使得小島成為實驗智能電網(wǎng)技術(shù)的絕佳場所。其原理是利用電動車的電池儲存風(fēng)電廠的富裕電能，當(dāng)風(fēng)力減弱時時可以將這部分能量反饋回電網(wǎng)。為此島上的電動車安裝了專門用于儲存風(fēng)力發(fā)電而不是驅(qū)動汽車用的電池。只要將電動車接入電網(wǎng)，電池會自動吸收電網(wǎng)無法消納的電能，之后這些電能可以被用于家庭或電網(wǎng)。這一概念可以幫助博恩霍爾姆島更好地利用其風(fēng)力發(fā)電資源。目前小島20%的電力來自于風(fēng)力發(fā)電機，經(jīng)過努力這一比例可以達(dá)到40%。 （3）燃料電池試點控制工程丹麥風(fēng)電比例很高，由于風(fēng)電的不可預(yù)測性，電網(wǎng)面臨著安全分析難度大、準(zhǔn)確度低的問題，同時容易出現(xiàn)高壓電網(wǎng)遠(yuǎn)端故障導(dǎo)致本地發(fā)電機跳閘等現(xiàn)象，故障后恢復(fù)過程復(fù)雜及恢復(fù)時間較長。為提高電網(wǎng)可靠性，2005年丹麥開展了“燃料電池試點控制工程”的研究，預(yù)計于2011年完成，以實驗燃料電池技術(shù)在電網(wǎng)可靠性提高方面的效果。 　國外各國的智能電網(wǎng)技術(shù)在分布式發(fā)電中的應(yīng)用分布式發(fā)電優(yōu)點在于能夠靈活接入配電網(wǎng)，由分布式發(fā)電機組構(gòu)成的微網(wǎng)，既可以與主網(wǎng)相連，也可以孤島模式自治運行，直接用戶控制啟停。智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的重要區(qū)別之一即智能電網(wǎng)能夠使分布式能源、可再生能源與現(xiàn)代電力系統(tǒng)有機結(jié)合。智能電網(wǎng)技術(shù)在分布式發(fā)電中的應(yīng)用：歐洲智能電網(wǎng)建設(shè)極為關(guān)注分布式能源的接入，如文獻(xiàn)（Degner T,Schrauss public report [R].Germary :ISET e V,2006）為歐洲電力系統(tǒng)向更加分散的發(fā)電方式機構(gòu)轉(zhuǎn)