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1、欧美智能电网及中国智能电网创新发展分析比较来源：南方电网技术原创 作者： 武建东 时间：2009-08-21 点击： 811摘要：分析了欧美电网智能化创新发展的趋势，提出了互动电网的概念、本质、功效和洲际能源互动网络计划构想，阐述了中国发展互动电网的优势和战略重点，给出了推进中国互动电网战略创新发展的具体建议。 引言 工业革命最伟大的成就之一就是以化石能源建造了人类能源的生产方式和消费方式，而信息革命面临的最深刻挑战就是转变这种能源利用方式，以可再生能源建造人类使用能源的创新体系。人类能源发展目前面临的第一挑战，是以信息技术彻底改造我们现在利用的能源体系，将我们拥有的传统电网体系升级为信息社会
2、的水平 最大限度地开发这个电网体系的能源效率，它有可能造就一个与传统电网体系规模相当的创新架构。电网的信息化革命升级将把中国电力生产水平提升到世界新技术革命高端水平。提高能源效率，再造人类能源。 国内外电力科技 1.欧美电网创新方向 2009年2月10日，谷歌再次表示，公司内部已开始测试名为谷歌电表(Power Meter)的用电监测软件。这是一个测试版在线仪表盘，相当于谷歌正在成为信息时代的公用基础设施，其运行流程是:Power Meter将对用户家中电器和照明设备进行智能分析，然后把相应结果返回到客户家用电脑当中，客户便可即时查看到相应耗电数据，获取电力消费的实时信息，谷歌电表将成为一个免
3、费、开源的应用程序。谷歌同时表示，客户如果能够及时了解家用电器的耗电数据，可能导致自身电费开支下降5%至10%左右。若如此，美国每年可节省电费500亿美元以上的开支。 谷歌电表用电监测软件应运而生的本质是谷歌公司探索以互联网为基础，将美国电网、客户用电消费分级捆绑运行的战略开拓，这不过是谷歌公司开拓美国智能电网的其中一个路径，其核心是将美国电网提升为智能电网，分享智能电网市场的宏大利益，嗣后美国将进入智能电网技术大发现的时代。正如谷歌公司的公用事业委员会的资料所显示，“谷歌工具只是为消费者提供该信息的方法之一。我们主要的宗旨是让消费者获取信息，不管是用我们的工具还是通过其它的渠道。”实际上，T
4、endril,Green box等公司也在开发类似的软件和服务。谷歌智能电网技术的底牌目前还有正在与美国太平洋燃气和电力公司(PG & E)的车辆充电网技术(Vehicle-To-Grid)的开发。智能电网技术的重大突破，将使谷歌成为一个更为伟大的公司。 2009年2月中旬，IBM总裁兼首席执行官彭明盛(Samuel Palmisano)也向奥巴马提出了发展高科技与增加知识型就业的战略建议。他认为，美国应该集中发展医疗信息化、智能电网、教育和宽带等领域，建造起更为先进、更具竞争力、而对未来的基础设施，再次打开美国的增长引擎。为此需要偏重能实质上创造就业的项目投资，为了21世纪而创造工作机会。I
5、BM目前也被视作美国智能电网的开拓者和领先公司。 日前智能电网的产生不但源于新技术革命的推动，其应运而生的另一个原因就是美国产业转变造就的巨大需求。奥巴马政府上任伊始已经宣布到2015年美国国内混合动力汽车的销量达到100万辆，随着电动车市场的不断壮大，电网系统必须满足车辆电池有效充电的问题，由此意味美国国内用电量将迅猛增加，也必须通过智能电网技术解决用户与电网的即时互动。而且，不论混合动力车在何处充电，智能电网都应该能够识别其身份，类似手机开机时，电信网络能识别其一样。由此，智能电网也应该是电动车大规模推广的理想触媒和保障前提。 美国目前拥有电表1.5亿块左右，倘若包括计算机、变压器、传感器
6、和网络系统等的投资，实现智能电网的市场转型， 将拉动超过1万亿美元以上的投资、倘若续后加上超导电网的改造和可再生能源领域的变革，美国的能源变革将衍生成为一场跨行业、跨越式的新技术革命，它将引起电力、IT等行业的深度裂变，同时导致建筑业、汽车业、新材料行业、通讯行业等多个产业的重大变革，并催生出一系列新兴产业。这个能源产业革命未来58年内可能会形成20万至30万亿美元的产业规模，这对美国的信息产业是一个巨大的机会。 此外，2006年欧盟理事会的能源绿皮书欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略(A Europe an Strategy for Sustainable，Competitive and
7、Secure Energy)明确强调，欧洲已经进入一个新能源时代，智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。目前英、法、意等都在加快推动智能电网的应用和变革，意大利的有关电网2001年已经率先实现了智能化。 2 互动电网的本质和功效 信息化电网或说智能电网，实际上是商业流行语，英语为Smart Grid，原意为智能网格或智能网，这个概念又包括智能电子网格、智能电力网格、聪明网格和未来网格等涵义。准确地说，智能电网实际上就是智能电力网格，即Smart Power Grid。此外，美国也将智能电网称为Unified Smart Grid,可直译为统一智能电网，它是将局域分散的智能
8、电网结合成全国性的网络体系。欧洲也有人将其称之为Super Smart Grid,可直译为超级智能电力网格或超级智能电网，它是将广域电力输送网络同智能电网结合起来的广域智能网格，其可能适用的范围涉及到欧盟、北非、中东等国家。 美国和欧洲的电网缆线不少是一网(电力网)一线(电力线)，目前解决的主要主题是构建互联数据网。中国不是联邦制，电网主要在中央手里，应该发展一网(电力网)多线(添附光纤线)，需要解决的主题包括数据网、通讯网、视频网等多目标的合成。它不但需要推进电网消费者和消费者之间的互动，也需要推进消费者和电网管理者之间大规模的互动。 从中国电网的实际情况看，我们可以将之称为互动电力网格，简
9、称互动电网，英文为Interactive Smart Grid，它是指在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上，以智能电网技术为基础，通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电视、远程家电控制和电池集成充电等的多用途开发。它可以整合系统中的数据，优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，形成电网全新的服务功能，提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。实际上，正是由于缺乏互动电网系统，导致中国区域性、季节性电力的短缺及局部地区电力过剩与局部地区电力短缺的情况不时出现。因此，互动电网的本质就是能源替代、兼
10、容利用和互动经济。从技术上讲，互动电网应是最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成，也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成，对于推动新技术革命具有直接的综合效果。由此，互动电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。 互动电网学说的本质，就是以信息革命的标准和技术手段大规模推动工业革命最重要财产 电网体系的革新和升级，建立消费者和电网管理者之间的互动。建造互动的电网，将推进IT革命进入创新阶段;将为消费者提供更好的减少能源消耗的路径;将为整个社会节约成本、降低温室气体排放，并促进绿色经济占统治地位。 3 中国应该成为电网革命的主力国家 面
11、对国际电网业如此之大的变革，应该说，我们还没有确定将现有的国有电网升级为智能电网的总体战略和推进超导电网商业化的试点安排，而且，国内智能电网的技术发展基本上还属于国际上的较低水平，也没有一个城市全面运营智能电网。 2008年全国社会用电总量近3.51012kWh，倘若实现电网信息化的体系创新，我们每年可以节省其中5%至10%左右的电力资源，接近2000亿元人民币的水平，相当于营建一组半2009年开工的、投资1 200亿元的福建福清、浙江方家山、广东阳江3个核电站;如果推行更大规模的信息化电网改造工程，我们的电网体系可以创造更加巨大的市场价值。 “十一五”期间，中国电力信息化每年约有超过l00亿
12、元的投资，如果从现在开始就着眼于智能电网的建设，效益将是巨大的;如果扩大这个投资规模，中国将可能成为主导全球智能电网变革的领先国家。 为了推行国家互动电网的战略改造，我们初步估算，2009年中国需要更新百万个以上变电站，将3 000万至5 000万块电表更改为智能电表，推动世界上最大的统一电网体系，分期实现互动电网技术的升级，由此可以全面开发4105km输电线路蕴含的有效财富。而且根据政策开放程度，电网还可以开放宽带、电视和通讯等业务，这将是一个比3G业务更加宏大的产业空间，比3G业务更能够推动内需体系发展的战略力量，这是一个比3G业务更应该迅速投入应用的国家创新业务。倘若2009年就启动国家
13、互动电网的改造，每年至少可拉升国民经济一到两个百分点。因此，互动电网改造应该成为拉动中国内需的先头部队，我们也可以将这个计划称为神州互动电网国家行动计划。 互动电网技术的推广将彻底提高我国输电、智能变电站、电脑、智能终端、电子传感器、智能电表和互动电网管理技术的综合制造水平，拉动中国制造业升级转型。目前中国拥有2亿多块电表，大体上未来5年将有一半以上面临升级，电力内需市场潜力巨大，是中国应对国际危机的理想支撑，也应该成为我国可以向全球扩张业务的拿手本钱。 4 洲际能源互动网络计划构想 面对欧美加快发展智能电力网这个残酷的竞争现实，我们应该集一切可能的力量，充分利用我们的需求和资源，加快启动国际
14、电网的互动大转型战略。我们可以将这个计划称为“洲际能源与互动网10 国内外电力科技络”。这个计划体系框架包括如下:以一个全球电网互动升级标准为基础，革命性实现中国互动电网大踏步的转型，同时这个体系包括洲际互动电网体系的革命，将东亚、东南亚、中亚、非洲、大洋洲和俄罗斯等地的发电、输电、供电、用电的电力产业互联集成起来，重组全球能源体系。这个体系也有必要与北美、欧盟的智能电力网建立体系通道，实现电力能源的全球化互动整合。这个体系也应该因应全球气候、环境、社会和能源的变化，不断择优化升级。这个转变有3个使命:其一，就是要以信息技术改造和提升现有的能源体系，特别提高集能源大成的传统电网体系的能源效率;
15、其二，就是要逐步建立以可再生能源替代化石能源的创新能源利用体系;其三，就是要建造消费者和生产者互动的精巧、智慧和专家服务化的能源运转体系。 这个历史转型经百年难见的金融危机而尤显珍贵。根据2009年1月25日美国白宫最新发布的复兴计划进度报告，美国政府宣布未来几年内将为美国家庭安装4107块智能电表，它预示着美国已经强行启动了智能电网改造计划，美国行将推动智能电网的整体革命。 为此，建议国家投入1000亿至2000亿美元，以内地需求为基本，联合韩国、朝鲜、蒙古、中亚诸国、泰国、缅甸、越南、柬埔寨等东南亚国家，以及俄罗斯、日本诸国建立区域互动电网标准，大力推动电力体系最大的联通和电力国际化交易、
16、这个体系的搭建将使中国的电网体系尤同中国通讯系统国际化一般，实现国际化、商业化和现代化的创新运转。 5 中国发展互动电网的优势和战略重点 中国发展互动电网这个改革最大的难度就是必须开放电网的通讯、宽带、电视等综合业务经营，当此正值危机重建与全球新技术革命时代，我们必须跨越国内产业保护主义的羁绊。有鉴于10年前我国电信网、计算机互联网和有线电视网“三网合一”的失败，如果延缓此次互动电网技术革命举措，将使中国在新的全球产业革命中再次落伍，直接损失将超过万亿人民币。 中国的互动电网行动计划应优先改造学校、医院以及其他公共机构的互动电网系统，并使之成为具有国际水平的宽带速度。其中尤应以60多万学校、3
17、亿多学生和1 600万教职工分享有互动电网的创新机遇为重点。同时，互动电网也应该使我国农村更快的整体进入网络世界，此举也将成为世界上最大规模的智能体系的扩张。自2009年的5年内，将我国电网彻底改造 升级为互动网络是可行的，开辟世界上最大的互动网络综合市场也是必然的，我国中小学校直接借助电网实现宽带教学，发展为21世纪学校是可以预期的。 6 推进中国互动电网战略创新发展的建议 1) 尽快制定国家互动电网改造的发展战略和长期规划，优先确定互动电网的试点计划、试点城市和试点评价。即:如果2009年中国互动电网整体转变战略难以实现，应最低限度建立中国互动电网的试点标准、试点城市和试点局网。 2) 建
18、议成立国家互动电网发展领导小组，分析国内外的智能电网的实际情况，推进广州、上海等地成为互动电网试点城市，大力推动以互动电网为主的产业集群的建设和发展，规划和设计中国互动电网的主要投资运转。 3) 加快建立兼容集成的电网升级的国际新标准(Standards)，特别是互动电网的通信系统标准。国际电工委员会IEC已有了智能网格的一些初步标准，它包括变电站自动化系统和通用信息模型可作为参考，也有其他一些洲际标准在设计和推行，为此，中国互动电网革命的关键就应该是拥有一部互动电网的“宪法”。与此同时，这个标准也应该为人类今后推进更大规模的物理互动网建设预留衔接通道。 4) 中国发展互动电网应制定以可再生能
19、源和低碳能源作为主力能源的电网的转型战略;应确立发展超导电网解决中国城市电网增容和电网改造的战略;应立足大规模发展电动车辆，确立5至10年内中国发电能力需要翻番的需求变革战略;应立足逐步将电力地上网改造为地下网的战略转变;应立足从电力一网送电一线的传统制式提升为电力一网兼容多线的运转模式，大力推进电网实施兼容转型，替代提升的发展战略。 5) 加快推进互动电网设施的全面升级，解决建立新的测量系统、安装新型传感器、升级变电站、完善电网接入设施，适应新的市场需要等基础建设。 6) 加快推进互动电网技术的集成，例如:储能技术、广域测量系统、高速传感器、自动抄表、智能电表、微电网、电力路由器等创新技术的
20、研发、换代和应用。实际上2006年4月国家电网公司提出的SG186工程”的规划，南方电网包括信息工程、电力综合宽带数据网、电力电视会议系统、95598客户服务系统、办公自动化系统、电力市场支持系统等的IT系统管理，都为中国实现互动电网打下了坚实基础。这两个公司都是世界电网界的伟大公司，具有快速实现中国互动电网运转的强大力量。 7) 建议开展互动电网改造工程，应以自主发展为主，应以支持内需为主，同时要加强对有关技术的吸收和引进。 8) 应将发展互动电网的产业变革主题，列入中国与其他国家或国际组织的战略对话和有关双边、多边协议框架之中。 9) 投入12千亿美元建立商业化的洲际互动能源网络计划。 10) 推进将能量本位制作为基本的国际通货制度，使之成为与纸币体系并列的通货本位制。