智能電網(wǎng)的探索之路

　　自2003年起，美國多個(gè)政府和民間組織就對(duì)智能電網(wǎng)愿景進(jìn)行了分析，提出了各自的定義和行動(dòng)計(jì)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(huì)啟動(dòng)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(yàn)“智能電網(wǎng)”以提高風(fēng)電使用率。目前正在試驗(yàn)一種動(dòng)態(tài)能源儲(chǔ)存系統(tǒng)，有助于電網(wǎng)協(xié)調(diào)來自北海的間歇性風(fēng)電。

　　2006年，美國IBM提出了“智能電網(wǎng)”解決方案，主要包括三個(gè)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(jìn)行分析能力。

　　2007年10月，華東電網(wǎng)公司正式啟動(dòng)智能電網(wǎng)可行性研究項(xiàng)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(jí)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(xiàng)目的啟動(dòng)標(biāo)志著中國開始進(jìn)入智能電網(wǎng)領(lǐng)域。

　　奧巴馬上任后提出的能源計(jì)劃，除了以公布的計(jì)劃，美國還將著重集中對(duì)每年要耗費(fèi)1200億美元的電路損耗和故障維修的電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)換代，建立美國橫跨四個(gè)時(shí)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(jià)值和效率，將逐步實(shí)現(xiàn)美國太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿慕y(tǒng)一入網(wǎng)管理；全面推進(jìn)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(dòng)電網(wǎng)。它將智能電網(wǎng)的含義涵蓋其中。互動(dòng)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(jí)電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網(wǎng)分級(jí)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(dòng)向，正在積極跟進(jìn)，助推“智能電網(wǎng)”的發(fā)展。

　　中國的堅(jiān)強(qiáng)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(shì)。智能電網(wǎng)首先應(yīng)當(dāng)是一個(gè)堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)。堅(jiān)強(qiáng)是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)基礎(chǔ)，智能是堅(jiān)強(qiáng)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(shí)踐，中國提出了堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，具有數(shù)字化、信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)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(jì)劃，其內(nèi)容有：以堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)以堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以通信信息平臺(tái)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(gè)環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級(jí)，實(shí)現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合，是堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動(dòng)的現(xiàn)代電網(wǎng)。具體分為三個(gè)階段：

　　2009年—2010年是規(guī)劃試點(diǎn)階段，重點(diǎn)開展堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，制定技術(shù)和管理標(biāo)準(zhǔn)，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(diǎn)；

　　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(yùn)行控制和互動(dòng)服務(wù)體系，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實(shí)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(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，技術(shù)和裝備達(dá)到國際先進(jìn)水平。屆時(shí)，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％，分布式電源實(shí)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(jiān)強(qiáng)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(jí)量測(cè)技術(shù)、高級(jí)配電運(yùn)行、高級(jí)輸電運(yùn)行和高級(jí)資產(chǎn)管理組成。高級(jí)量測(cè)技術(shù)（AMI），是一個(gè)用來測(cè)量、收集、儲(chǔ)存、分析和運(yùn)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(cè)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(dòng)化等智能電網(wǎng)功能的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。其實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)范圍的測(cè)量和可視性能夠大幅提升現(xiàn)有的電力公司的運(yùn)行機(jī)制和資產(chǎn)管理流程。

　　高級(jí)配電運(yùn)行（ADO）包括高級(jí)配電自動(dòng)化、高級(jí)保護(hù)與控制、配電快速仿真與模擬、新型電力電子裝置、DER運(yùn)行、AC/DC微網(wǎng)運(yùn)行和運(yùn)行管理系統(tǒng)組成。

　　高級(jí)輸電運(yùn)行（ATO）包括變電站自動(dòng)化、輸電地理信息系統(tǒng)、廣域量測(cè)系統(tǒng)、高速信息處理、高級(jí)保護(hù)與控制、模擬、仿真和可視化工具、高級(jí)輸電網(wǎng)絡(luò)元件及先進(jìn)區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行組成。

　　高級(jí)資產(chǎn)管理(AAM)由優(yōu)化資產(chǎn)使用運(yùn)行、輸配電網(wǎng)規(guī)劃、基于條件的維修、工程設(shè)計(jì)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(jí)量測(cè)體系（AMI）、高級(jí)配電運(yùn)行（ADO）、高級(jí)輸電運(yùn)行（ATO）和高級(jí)資產(chǎn)管理（AAM）之間的密切配合來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)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(jiān)強(qiáng)實(shí)體電網(wǎng)、智能電網(wǎng)裝備、信息交互平臺(tái)、電源電網(wǎng)協(xié)調(diào)及雙向互動(dòng)供電的研究。專家建議，智能電網(wǎng)作為目前的一個(gè)熱點(diǎn)，當(dāng)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(jí)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(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)體系的開發(fā)、研究手段的建設(shè)和國外的交流合作。