中國智能電網(wǎng)建設與市場機會

　　2009年5月22日，中國國家電網(wǎng)首次公布了智能電網(wǎng)計劃，表明中國的電力改革已經(jīng)步上正軌。

　　什么是智能電網(wǎng)，智能電網(wǎng)和普通電網(wǎng)有什么不同?

　　所謂智能電網(wǎng)即以物理電網(wǎng)為基礎，將現(xiàn)代先進的傳感測量技術、通訊技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的核心內涵是實現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動化和互動化。

　　智能電網(wǎng)技術有哪些優(yōu)點呢?

　　可靠性——在電網(wǎng)發(fā)生大擾動和故障時，智能電網(wǎng)仍能保持對用戶的供電能力，而不發(fā)生大面積的停電事故;在自然災害和極端氣候條件下、或人為的外力破壞下仍能保證電網(wǎng)的安全運行;具有確保信息安全的能力和防計算機病毒破壞的能力。

　　自愈性——因為使用實時傳感器和自動化的控制設備，智能電網(wǎng)可以對電力系統(tǒng)的故障進行預測和檢測，進而做出反應，自動的避免停電和電力質量惡化。在智能電網(wǎng)里面，停電的事故永遠不會發(fā)生，系統(tǒng)的局部故障并不會導致某些地區(qū)的停電。

　　互動性——智能電網(wǎng)一個非常核心的理念就是試圖通過雙向的信息傳遞和分時電價，改變電力用戶的用電行為，以削峰填谷，降低系統(tǒng)對電源容量的需求。實時、雙向通訊的智能電網(wǎng)能鼓勵用戶節(jié)約能源，同時允許用戶向電網(wǎng)賣電。家庭太陽能板、小型風電和電動汽車都可以接入電網(wǎng)，普通家庭和小型商業(yè)用戶可以把他們富余的電能通過智能電網(wǎng)賣給鄰居或是電網(wǎng)的其他用電方。

　　兼容性——國內風電場開發(fā)地區(qū)一般都集中在邊遠地區(qū)，這恰恰是電網(wǎng)比較薄弱的地方，承受能力有限。并且，邊遠地區(qū)負荷相對較小，使得發(fā)出的電很難在當?shù)乇幌{。風電密度低、不穩(wěn)定、不連續(xù)性使得發(fā)電量忽上忽下，對我國尚不堅強的電網(wǎng)構成沖擊，電網(wǎng)不愿接入，使風電場利用小時數(shù)過低，無法形成規(guī)模效應，導致風電項目內部投資回報率低于8%的社會平均水平，缺乏投資吸引力。智能電網(wǎng)建成后除了能夠輸送傳統(tǒng)煤電外，還能夠輸送可再生能源，比如風電和太陽能。我國之所以高調提出大力建設智能電網(wǎng)，主要原因是支持風電、太陽能等新能源接入，支持需求側管理。

　　節(jié)能環(huán)保——智能電網(wǎng)的首要作用是節(jié)能，我國一年社會用電總量近35000億千瓦時，實現(xiàn)電網(wǎng)信息化之后，每年在配電輸電用電等環(huán)節(jié)即可節(jié)約5%至10%的電力資源，節(jié)省價值近2000億元人民幣。建造智能電網(wǎng)還助于城市減排溫室氣體。

　　智能電網(wǎng)發(fā)展歷程

　　2005年，坎貝爾發(fā)明了一種技術，利用的是(Swarm群體行為)原理，讓大樓里的電器互相協(xié)調，減少大樓在用電高峰期的用電量。坎貝爾發(fā)明了一種無線控制器，與大樓的各個電器相連，并實現(xiàn)有效控制。比如，一臺空調運轉15分鐘，以把室內溫度維持在24℃;而另外兩臺空調可能會在保證室內溫度的前提下，停運15分鐘。這樣，在不犧牲每個個體的前提下，整個大樓的節(jié)能目標便可以實現(xiàn)。這個技術賦予電器于智能，提高能源的利用效率。

　　2006年歐盟理事會的能源綠皮書《歐洲可持續(xù)的、競爭的和安全的電能策略》(A European Strategy forSustainable，Competitive and SecureEnergy)強調智能電網(wǎng)技術是保證歐盟電網(wǎng)電能質量的一個關鍵技術和發(fā)展方向。這時候的智能電網(wǎng)應該是指輸配電過程中的自動化技術。

　　2006年中期，一家名叫“網(wǎng)點“(GridPoint)的公司最近開始出售一種可用于監(jiān)測家用電路耗電量的電子產(chǎn)品，可以通過互聯(lián)網(wǎng)通信技術調整家用電器的用電量。這個電子產(chǎn)品具有了一部分交互能夠，可以看作智能電網(wǎng)中的一個基礎設施。

　　2006 年，美國IBM公司曾與全球電力專業(yè)研究機構、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、更快地恢復供電，消費者對電力使用的管理也可細化到每個聯(lián)網(wǎng)的裝置。這個可以看作智能電網(wǎng)最完整的一個解決方案，標志著智能電網(wǎng)概念的正式誕生。

　　2007年10月，華東電網(wǎng)正式啟動了智能電網(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)領域。

　　2008年美國科羅拉多州的波爾得(Boulder)已經(jīng)成為了全美第一個智能電網(wǎng)城市，每戶家庭都安裝了智能電表，人們可以很直觀地了解當時的電價，從而把一些事情，比如洗衣服、燙衣服等安排在電價低的時間段。電表還可以幫助人們優(yōu)先使用風電和太陽能等清潔能源。同時，變電站可以收集到每家每戶的用電情況。一旦有問題出現(xiàn)，可以重新配備電力。

　　2008年9月 Google與通用電氣聯(lián)合發(fā)表聲明對外宣布，他們正在共同開發(fā)清潔能源業(yè)務，核心是為美國打造國家智能電網(wǎng)。

　　2009年1月25日美國白宮最新發(fā)布的《復蘇計劃尺度報告》宣布：將鋪設或更新3000英里輸電線路，并為4000萬美國家庭安裝智能電表——美國行將推動互動電網(wǎng)的整體革命。2月2 日能源問題專家武建東在《全面推動互動電網(wǎng)革命拉動經(jīng)濟創(chuàng)新轉型》的文章中，明確提出中國電網(wǎng)亟須實施“互動電網(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。這種傳感器網(wǎng)絡和輸電線、各發(fā)電站以及其他的基礎設施一起提供相關數(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。