智能電網(wǎng)的探索之路

　　自2003年起，美國多個政府和民間組織就對智能電網(wǎng)愿景進行了分析，提出了各自的定義和行動計劃建議，其中最有典型意義的是美國電力科學(xué)研究院提出的智能電網(wǎng)。

　　2004年，歐盟委員會啟動了相關(guān)的研究與建設(shè)工作，提出了要在歐洲建設(shè)智能電網(wǎng)。法國電力公司試驗“智能電網(wǎng)”以提高風電使用率。目前正在試驗一種動態(tài)能源儲存系統(tǒng)，有助于電網(wǎng)協(xié)調(diào)來自北海的間歇性風電。

　　2006年，美國IBM提出了“智能電網(wǎng)”解決方案，主要包括三個方面：一是通過傳感器連接資產(chǎn)和設(shè)備提高數(shù)字化程度；二是數(shù)據(jù)的整合體系和收集體系；三是進行分析能力。

　　2007年10月，華東電網(wǎng)公司正式啟動智能電網(wǎng)可行性研究項目，并規(guī)劃了從2008年至2030年的“三步走”戰(zhàn)略，即：在2010年初步建成電網(wǎng)高級調(diào)度中心，2020年全面建成具有初步智能特性的數(shù)字化電網(wǎng)，2030年真正建成具有自愈能力的智能電網(wǎng)。該項目的啟動標志著中國開始進入智能電網(wǎng)領(lǐng)域。

　　奧巴馬上任后提出的能源計劃，除了以公布的計劃，美國還將著重集中對每年要耗費1200億美元的電路損耗和故障維修的電網(wǎng)系統(tǒng)進行升級換代，建立美國橫跨四個時區(qū)的統(tǒng)一電網(wǎng)；發(fā)展智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，最大限度發(fā)揮美國國家電網(wǎng)的價值和效率，將逐步實現(xiàn)美國太陽能、風能、地熱能的統(tǒng)一入網(wǎng)管理；全面推進分布式能源管理，創(chuàng)造世界上最高的能源使用效率。

　　中國能源專家武建東提出的“互動電網(wǎng)。它將智能電網(wǎng)的含義涵蓋其中。互動電網(wǎng)集合了產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和管理革命的綜合性的效率變革，在開放和互聯(lián)的信息模式基礎(chǔ)上，通過加載系統(tǒng)數(shù)字設(shè)備和升級電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網(wǎng)分級調(diào)度、綜合服務(wù)等多種用途開發(fā)。

　　日本、加拿大、澳大利亞等國也開始注意到電網(wǎng)的這一新動向，正在積極跟進，助推“智能電網(wǎng)”的發(fā)展。

　　中國的堅強智能電網(wǎng)

　　國家電網(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞說：“積極發(fā)展智能電網(wǎng)已成為世界電力發(fā)展的新趨勢。智能電網(wǎng)首先應(yīng)當是一個堅強的電網(wǎng)。堅強是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)基礎(chǔ)，智能是堅強智能電網(wǎng)充分發(fā)揮作用的關(guān)鍵，兩者相輔相成、協(xié)調(diào)統(tǒng)一。”結(jié)合我國的基本國情和特高壓實踐，中國提出了堅強智能電網(wǎng)，具有數(shù)字化、信息化、自動化、互動化的特征。

　　2009年5月21日國家電網(wǎng)首次公布了智能電網(wǎng)計劃，其內(nèi)容有：以堅強智能電網(wǎng)以堅強網(wǎng)架為基礎(chǔ)，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(diào)度各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合，是堅強可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現(xiàn)代電網(wǎng)。具體分為三個階段：

　　2009年—2010年是規(guī)劃試點階段，重點開展堅強智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，制定技術(shù)和管理標準，開展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備研制，開展各環(huán)節(jié)的試點；

　　2011年—2015年是全面建設(shè)階段，將加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)，初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動服務(wù)體系，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用。

　　2016年—2020年是引領(lǐng)提升階段，將全面建成統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)，技術(shù)和裝備達到國際先進水平。屆時，電網(wǎng)優(yōu)化配置資源能力將大幅提升，清潔能源裝機比例達到35％，分布式電源實現(xiàn)“即插即用”，智能電表普及應(yīng)用。到2020年，可全面建成統(tǒng)一的“堅強智能電網(wǎng)”。

　　智能電網(wǎng)建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)

　　智能電網(wǎng)技術(shù)是由高級量測技術(shù)、高級配電運行、高級輸電運行和高級資產(chǎn)管理組成。高級量測技術(shù)（AMI），是一個用來測量、收集、儲存、分析和運用用戶用電信息的完整的網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)，由智能電表、廣域通信網(wǎng)絡(luò)、量測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和用戶戶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)等四部分構(gòu)成。通過廣域通信網(wǎng)絡(luò),AMI把用戶和電力公司緊密相連,為將來配電自動化等智能電網(wǎng)功能的實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。其實現(xiàn)的系統(tǒng)范圍的測量和可視性能夠大幅提升現(xiàn)有的電力公司的運行機制和資產(chǎn)管理流程。

　　高級配電運行（ADO）包括高級配電自動化、高級保護與控制、配電快速仿真與模擬、新型電力電子裝置、DER運行、AC/DC微網(wǎng)運行和運行管理系統(tǒng)組成。

　　高級輸電運行（ATO）包括變電站自動化、輸電地理信息系統(tǒng)、廣域量測系統(tǒng)、高速信息處理、高級保護與控制、模擬、仿真和可視化工具、高級輸電網(wǎng)絡(luò)元件及先進區(qū)域電網(wǎng)運行組成。

　　高級資產(chǎn)管理(AAM)由優(yōu)化資產(chǎn)使用運行、輸配電網(wǎng)規(guī)劃、基于條件的維修、工程設(shè)計與建造、顧客服務(wù)、工作于資產(chǎn)管理及模擬仿真組成。

　　智能電網(wǎng)通過高級量測體系（AMI）、高級配電運行（ADO）、高級輸電運行（ATO）和高級資產(chǎn)管理（AAM）之間的密切配合來實現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行；使分布式電源得到有效的利用；提高電網(wǎng)資產(chǎn)的利用率；提高用戶用電的效率、可靠性和電能質(zhì)量。

　　在建設(shè)智能電網(wǎng)中需要關(guān)注堅強實體電網(wǎng)、智能電網(wǎng)裝備、信息交互平臺、電源電網(wǎng)協(xié)調(diào)及雙向互動供電的研究。專家建議，智能電網(wǎng)作為目前的一個熱點，當前要密切跟蹤和深入研究未來智能電網(wǎng)技術(shù)，大力發(fā)展特高壓電網(wǎng)及其他各級電網(wǎng)，高度關(guān)注配電、用電側(cè)的智能電網(wǎng)技術(shù)，加強互聯(lián)網(wǎng)安全防護體系的開發(fā)、研究手段的建設(shè)和國外的交流合作。