中國智能電網(wǎng)建設(shè)與市場機(jī)會(huì)

　　新型的儲(chǔ)能技術(shù)將被應(yīng)用為分布式能源或大型的集中式電廠。大型發(fā)電廠和分布式電源都有其不同的特性，它們必須協(xié)調(diào)有機(jī)地結(jié)合，以優(yōu)化成本，提高效率和可靠性，減少環(huán)境影響。

　　控制技術(shù)——先進(jìn)的控制技術(shù)是指智能電網(wǎng)中分析、診斷和預(yù)測狀態(tài)并確定和采取適當(dāng)?shù)拇胧┮韵?、減輕和防止供電中斷和電能質(zhì)量擾動(dòng)的裝置和算法。這些技術(shù)將提供對(duì)輸電、配電和用戶側(cè)的控制方法并且可以管理整個(gè)電網(wǎng)的有功和無功。從某種程度上說，先進(jìn)控制技術(shù)緊密依靠并服務(wù)于其他四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，如先進(jìn)控制技術(shù)監(jiān)測基本的元件(參數(shù)量測技術(shù))，提供及時(shí)和適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)(集成通信技術(shù);先進(jìn)設(shè)備技術(shù))并且對(duì)任何事件進(jìn)行快速的診斷(先進(jìn)決策技術(shù))。另外，先進(jìn)控制技術(shù)支持市場報(bào)價(jià)技術(shù)以及提高資產(chǎn)的管理水平。

　　未來先進(jìn)控制技術(shù)的分析和診斷功能將引進(jìn)預(yù)設(shè)的專家系統(tǒng)，在專家系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)，采取自動(dòng)的控制行動(dòng)。這樣所執(zhí)行的行動(dòng)將在秒一級(jí)水平上，這一自愈電網(wǎng)的特性將極大地提高電網(wǎng)的可靠性。當(dāng)然先進(jìn)控制技術(shù)需要一個(gè)集成的高速通信系統(tǒng)以及對(duì)應(yīng)的通信標(biāo)準(zhǔn)，以處理大量的數(shù)據(jù)。先進(jìn)控制技術(shù)將支持分布式智能代理軟件、分析工具以及其它應(yīng)用軟件。

　　(1)收集數(shù)據(jù)和監(jiān)測電網(wǎng)元件

　　先進(jìn)控制技術(shù)將使用智能傳感器、智能電子設(shè)備以及其他分析工具測量的系統(tǒng)和用戶參數(shù)以及電網(wǎng)元件的狀態(tài)情況，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，這些數(shù)據(jù)都是準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)掌握電網(wǎng)整體的運(yùn)行狀況具有重要的意義，同時(shí)還要利用向量測量單元以及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的時(shí)間信號(hào)，來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)早期的預(yù)警。

　　(2)分析數(shù)據(jù)

　　準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)處理能力為軟件分析工具提供了快速擴(kuò)展和進(jìn)步的能力。狀態(tài)估計(jì)和應(yīng)急分析將在秒級(jí)而不是分鐘級(jí)水平上完成分析，這給先進(jìn)控制技術(shù)和系統(tǒng)運(yùn)行人員足夠的時(shí)間來響應(yīng)緊急問題;專家系統(tǒng)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成信息用于快速?zèng)Q策;負(fù)荷預(yù)測將應(yīng)用這些準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及改進(jìn)的天氣預(yù)報(bào)技術(shù)來準(zhǔn)確預(yù)測負(fù)荷;概率風(fēng)險(xiǎn)分析將成為例行工作，確定電網(wǎng)在設(shè)備檢修期間、系統(tǒng)壓力較大期間以及不希望的供電中斷時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)的水平;電網(wǎng)建模和仿真使運(yùn)行人員認(rèn)識(shí)準(zhǔn)確的電網(wǎng)可能的場景。

　　(3)診斷和解決問題

　　由高速計(jì)算機(jī)處理的準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)使得專家診斷來確定現(xiàn)有的、正在發(fā)展的和潛在的問題的解決方案，并提交給系統(tǒng)運(yùn)行人員進(jìn)行判斷。

　　(4)執(zhí)行自動(dòng)控制的行動(dòng)

　　智能電網(wǎng)通過實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)和高級(jí)分析技術(shù)的結(jié)合使得執(zhí)行問題檢測和響應(yīng)的自動(dòng)控制行動(dòng)成為可能，它還可以降低已經(jīng)存在問題的擴(kuò)展，防止緊急問題的發(fā)生，修改系統(tǒng)設(shè)置、狀態(tài)和潮流以防止預(yù)測問題的發(fā)生。

　　(5)為運(yùn)行人員提供信息和選擇

　　先進(jìn)控制技術(shù)不僅給控制裝置提供動(dòng)作信號(hào)，而且也為運(yùn)行人員提供信息。控制系統(tǒng)收集的大量數(shù)據(jù)不僅對(duì)自身有用，而且對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行人員也有很大的應(yīng)用價(jià)值，而且這些數(shù)據(jù)輔助運(yùn)行人員進(jìn)行決策。

　　支持技術(shù)

　　決策支持技術(shù)將復(fù)雜的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)運(yùn)行人員一目了然的可理解的信息，因此動(dòng)畫技術(shù)、動(dòng)態(tài)著色技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及其他數(shù)據(jù)展示技術(shù)用來幫助系統(tǒng)運(yùn)行人員認(rèn)識(shí)、分析和處理緊急問題。

　　在許多情況下，系統(tǒng)運(yùn)行人員做出決策的時(shí)間從小時(shí)縮短到分鐘，甚至到秒，這樣智能電網(wǎng)需要一個(gè)廣闊的、無縫的、實(shí)時(shí)的應(yīng)用系統(tǒng)、工具和培訓(xùn)，以使電網(wǎng)運(yùn)行人員和管理者能夠快速的做出決策。

　　(1)可視化—決策支持技術(shù)利用大量的數(shù)據(jù)并將其裁剪成格式化的、時(shí)間段和按技術(shù)分類的最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)給電網(wǎng)運(yùn)行人員，可視化技術(shù)將這些數(shù)據(jù)展示為運(yùn)行人員可以迅速掌握的可視的格式，以便運(yùn)行人員分析和決策。

　　(2)決策支持—決策支持技術(shù)確定了現(xiàn)有的、正在發(fā)展的以及預(yù)測的問題，提供決策支持的分析，并展示系統(tǒng)運(yùn)行人員需要的各種情況、多種的選擇以及每一種選擇成功和失敗的可能性。

　　(3)調(diào)度員培訓(xùn)—利用決策支持技術(shù)工具以及行業(yè)內(nèi)認(rèn)證的軟件的動(dòng)態(tài)仿真器將顯著的提高系統(tǒng)調(diào)度員的技能和水平。

　　(4)用戶決策—需求響應(yīng)(DR)系統(tǒng)以很容易理解的方式為用戶提供信息，使他們能夠決定如何以及何時(shí)購買、儲(chǔ)存或生產(chǎn)電力。

　　(5)提高運(yùn)行效率—當(dāng)決策支持技術(shù)與現(xiàn)有的資產(chǎn)管理過程集成后，管理者和用戶就能夠提高電網(wǎng)運(yùn)行、維修和規(guī)劃的效率和有效性。

　　標(biāo)準(zhǔn)體系——目前IEEE致力于制定一套智能電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和互通原則(IEEE P2030)，主要內(nèi)容在于以下三個(gè)方面：電力工程(power engineering)，信息技術(shù)(information technology)和互通協(xié)議(communications)等方面標(biāo)準(zhǔn)和原則。

　　除IEEE外，國際電工委員會(huì)(IEC)也在發(fā)揮重要作用，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院NIST(National Institute of Standards and Technology)協(xié)調(diào)各部門之間的合作。參與標(biāo)準(zhǔn)制定的15家機(jī)構(gòu)分別負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)制定的不同環(huán)節(jié)。

　　IEEE主要致力于互通入網(wǎng)過程的標(biāo)準(zhǔn)，如各個(gè)能量源頭如何與整個(gè)智能電網(wǎng)鏈接，計(jì)量設(shè)備的接入(如電表)和時(shí)間同步性的標(biāo)準(zhǔn)等。美國機(jī)動(dòng)車工程師學(xué)會(huì)(SAE)則主要關(guān)注機(jī)動(dòng)車接入網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)，IEC則負(fù)責(zé)信息自動(dòng)化的模式和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

　　2009年5月18日，美國商務(wù)部長駱家輝和能源部長朱棣文聯(lián)合宣布了美國智能電網(wǎng)建設(shè)的第一批標(biāo)準(zhǔn)(見表1)

　　表1 首批16個(gè)智能電網(wǎng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

　　發(fā)展一種新的模式，一定要立足于實(shí)際，要比過去更好用，更便捷，更高效，立足于發(fā)展中國自已的標(biāo)準(zhǔn)。絕不能為了概念的嘩眾取寵，取個(gè)新名詞，弄幾個(gè)功能拼湊一下，這不叫新技術(shù)。

　　目前由于智能電網(wǎng)包含內(nèi)容較多，各電網(wǎng)和設(shè)備廠家都要根據(jù)實(shí)際情況，采用總體規(guī)劃、分步實(shí)施的策略，逐步實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)。

　　智能電網(wǎng)將會(huì)帶來哪些市場機(jī)會(huì)?

　　思科曾說過，美國的智能電網(wǎng)將帶來1000億美元的商機(jī)，其中僅通訊部分就高達(dá)200億美元。智能電網(wǎng)的規(guī)模將比互聯(lián)網(wǎng)大100或1000倍。那中國的智能電網(wǎng)建設(shè)將會(huì)給我們帶來哪些市場機(jī)會(huì)呢?

　　按照我國國家電網(wǎng)公布的我國智能電網(wǎng)三個(gè)階段發(fā)展目標(biāo)，預(yù)計(jì)第一階段，全數(shù)字化變電站大面積試點(diǎn)，數(shù)字化開關(guān)、互感器等元器件的試用，用電管理系統(tǒng)開發(fā)，分布式電源接入方案等。這一階段僅特高壓電網(wǎng)投資就達(dá)到830億元左右。

　　第二階段，高級(jí)調(diào)度系統(tǒng)全面推廣，原有系統(tǒng)更新、升級(jí)。配電自動(dòng)化管理、分布式電源接入開始試點(diǎn)。這一階段預(yù)計(jì)總投資約2萬億元。

　　第三階段，全數(shù)字變電站全面普及，柔性輸電技術(shù)全面應(yīng)用，智能電表進(jìn)一步推廣。這一階段預(yù)計(jì)投資達(dá)到1.7萬億元。

　　由于智能電網(wǎng)具有極強(qiáng)的兼容性，因此還會(huì)帶動(dòng)太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿刃履茉串a(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。屆時(shí)，國家電網(wǎng)優(yōu)化配置資源能力將大幅提升，清潔能源裝機(jī)比例達(dá)到35%。