發布日期：2022-07-14 點擊率：95
2006年，美國IBM公司與全球電力專業研究機構、電力企業合作開發了智能電網解決方案，使電力公司可以自動監控電網、優化電網性能、防止斷電、更快地恢復供電，消費者也能參與電力使用的管理，標志著智能電網的正式誕生。
今年5月21日，國家電網公司首次向社會公布了我國智能電網的發展計劃，并初步披露了建設時間表。根據這項計劃，智能電網在中國的發展將分三個階段逐步推進，到2020年建成統一的堅強智能電網。
《科學時報》記者在采訪中發現，無論從什么角度看智能電網，從什么途徑實現智能電網，以及從哪些領域分切這塊蛋糕，各界頗費思量。目前能夠明確的是，智能電網的誕生，預示著一場巨大的電力革命、技術革命、產業革命的來臨。
國網頻動
智能電網一出，標明中國電網現代化的新方向。
自5月推出堅強智能電網規劃，7月予以細化并進一步明確為統一堅強智能電網，國家電網公司（下稱國網）沒有急于統一概念、平息爭論，而是在技術標準及業務市場方面積極籌備、穩步推進。
據稱，備受關注的智能電網技術標準計劃最快將于今年底出臺，相關后續規劃出臺時間尚不明朗，但技術標準體系的建設已展開。
根據國網統一堅強智能電網建設的時間表，發展規劃將于2010年前完成制定，并開展關鍵技術設備的研發和試點工作；到2015年在關鍵技術和設備上實現重大突破和廣泛應用；到2020年全面建成堅強智能電網。
此前，國網兩大科研院已迅速啟動相關標準的制定工作。國網電科院有關人士介紹，院里已牽頭完成了智能電網調度技術支持系統總體設計以及《智能變電站技術導則》。國網將加大南京電網建設和改造的投資力度，并把南京作為其重要的智能電網科研和產業基地。
中國電科院則成立了智能電網研究開發中心，著手編制《智能電網的運行與控制關鍵技術研究框架》。
同時，國網在建的國家電網計量中心，將在電能質量及節能領域開展研究及檢測。籌建中的上海世博園智能電網綜合示范工程，也以宣傳智能電網的新理念為主，起試點先行的作用。
在業務市場層面，國家電網公司收購國內重要電力設備企業——平高電氣與許繼電氣幾成定局。此舉被視為國網延伸產業鏈、為智能電網提供優質輸變電設備所采取的重要步驟。
這一切都可看作國網為智能電網建設先期鋪路之舉。
統一堅強智能電網，以統一規劃、統一標準、統一建設為原則，以特高壓電網為主干網架，強調各級電網協調發展，以信息化、數字化、自動化、互動化為特征。對此，國家層面已明確表態：支持探索符合國情的智能電網發展道路。
中國科學院院士、清華大學教授盧強表示，智能電網是世界電網發展的趨勢，中國具有后發優勢和強大的電力工業基礎，在智能電網建設上有理由走在世界的前列。
著力清潔能源
建設統一堅強智能電網，必須與清潔能源發展緊密結合。以清潔能源或者可再生能源利用為著力點，這也是此前美國及歐洲國家發展各自智能電網的重要內容和方向。
對此，國網大膽預測，到2020年，我國風電、太陽能發電、核電、生物質能發電裝機將占電力總裝機的17%左右，而清潔能源總裝機將達35%。
專家分析，17%的新能源裝機比例與尚未出臺的新能源振興規劃中的目標數據大體一致。
清華大學電力系統研究所副教授何光宇介紹，我國智能電網比其他國家發展得晚，模式上也有所不同，但目標一致，都是為了節能減排、利用新能源、提高能源使用效率。“電網作為能源基礎設施，應該為國家的可持續發展、為節能減排作出貢獻。”他強調說。
中國科學院電工研究所所長肖立業研究員認為，在我國能源資源和負荷資源分布不均衡的格局不發生重大變化的前提下，全國電網聯網的格局將長期存在，因此智能電網的著眼點應放在可再生能源發電的大規模利用上，電網該考慮大規模接入新能源發電的問題了。
記者采訪發現，雖然目前受國內電網發展滯后的影響，新能源發電上網瓶頸短期內不會有大的突破，但各界對智能電網的發展必將推動新能源大規模利用均持肯定態度。
我國電網發展戰略以“一特四大”為內容，即以1000千伏交流和±800千伏直流構成的特高壓電網為主干網，主要用于大水電、大煤電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發和資源的優化配置。
統一堅強智能電網，融合了輸電側依托特高壓的“集中式”能源供給和配電側依托終端用戶的“分布式”能源接入為主，而分布式能源建設將更方便新能源電力的接入。
何光宇指出，我國電力能源分布不均衡的趨勢將長期存在，東部地區的負荷還會繼續增長，但沿海城市有一個好處，有風能資源，可以發展海上風電。海上風電的發展對當地電能建設將有很大的幫助。
智能電網計劃的推出，再度激發了新能源企業對行業發展的熱情。
華銳風電科技有限公司駐包頭的項目經理邵華告訴《科學時報》記者，國家能源整體發展一直向新能源傾斜，智能電網必然會推動風電上網的步伐，雖然在技術層面仍有一些問題沒有解決，但“技術問題總會得到解決的”。
他介紹，作為國內最大的風機整機生產商，華銳正在積極拓展海上風電項目，僅在江蘇鹽城建設的國家級海上風電裝備研發中心即投入20億元，位于鹽城風電產業基地的研發大樓即將竣工。公司對未來風電產業的發展滿懷信心。
“堅強”不容易
無論何種形式的電網，“清潔”只是其基本要素之一，更為關鍵的要素還包括安全和高效。目前國內外對如何建成智能電網并沒有明確而完善的思路，主要還是看技術手段以及政策、市場的情況，但最終的檢驗標準仍是能否使整個電網運行得更加安全、高效、清潔。
“包括特高壓、新能源、電動汽車、超導電纜等，各種節能減排技術運用到電網之后，一個主要問題就是如何保持電網運行得平衡穩定。這就需要是一張‘堅強’的電網，即不論什么技術接進來，電網依舊能夠保持安全可靠優質的運行；還有就是靈活，就是各種技術都能‘即插即用’接入進來。”何光宇說。
事關我國未來電力發展方向，國家電監會有關人士曾多次強調：電監會最關心電網安全可靠性是否加強了，建設成本和輸電效益能否得到應有的體現。
該人士在談及智能電網未來實現途徑特別是針對本報首席經濟學家武建東提出“互動電網”模式時更持謹慎態度，因為發展智能互動電網將涉及現有管理體制、價格機制、定價方式等的重大變革，實現起來必將困難重重。
國網中國電力科學研究院有關專家也認為，中國的統一堅強智能電網以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎，將融合現代化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等尖端技術，實現起來并不容易。
中國的智能電網主要包括發電、輸電、變電、配電、用戶、調度等環節。其中發電涉及風電、光伏接入、分布式電源建設等技術領域，輸電涉及互濟、超導、特高壓、網架等，配電涉及微網、虛擬電廠、先進電表網絡設施、需求側響應等，用電涉及智能電器、用電自動控制、電動汽車、儲能技術。
最具前景的產業是電動汽車及儲能技術，最具難度的部分則是如何實現電網的最優控制。
因此，對于到2020年建成中國的智能電網，不少專家也持觀望態度。
中科院院士、清華大學教授盧強則擔心，盲目跟從國外的智能電網發展模式，沒有落實到我國的支撐產業和支柱技術上，將造成與國情不符、多走彎路。所以，從國家層面考慮，提發展“智能電力系統”要比提“智能電網”更符合中國國情。
我國智能電網建設以特高壓電網為骨干網，雖然特高壓在國外并不成為發展主流，但我國現實條件決定了走特高壓輸電的道路勢在必行，而且我國在特高壓輸電技術方面已有較成熟的積累。
即便如此，僅在技術層面智能電網仍有許多障礙需要破除。
肖立業表示，現在我們對智能電網的基本情況大體上有了共識，但未來可再生能源大規模利用時，可再生能源發電電站和電網的統一規劃建設及儲能系統等還有待于進一步研究和確定。
何光宇認為，技術層面的困難主要有兩點：一是新能源的接入，新能源發電功率變化快、不可控因素多，對電網運行的實時平衡帶來巨大壓力；二是電源種類多，存在各種電源上網后的多目標協同優化控制問題。此外，缺乏可供借鑒的商業模式也將成為阻力之一，因為這會使各方“看不到明確的利益所在”。
肖立業則進一步指出，目前亟待解決大規模儲能技術以及電動汽車電池技術等關鍵技術，以及基于可再生能源的分布式電網及其并網技術。此外，智能電網要知道實時發電量和用電量，因此對可再生能源資源的短期預測技術和實現電網各環節實時互動的時間同步技術也很關鍵。
備戰智能電網
目前，業界對于智能電網建設及其將帶動的產業群規模已有輪廓，而且總體趨于樂觀。根據國網公布的智能電網建設三階段實施計劃，僅用于智能電網建設部分投資保守估計將超過萬億元。
從實施階段來看，初期智能電網的建設主要體現在特高壓建設的推進、用電端采集系統的鋪開以及智能化、新能源并網技術的應用、數字化變電站試點的建設方面。因此，各個階段布局重點的不同，將導致各行業投資機會也會有所不同。
國電南瑞科技股份有限公司（下稱國電南瑞）證券投資部有關人士告訴記者，智能電網的建設內容還不明朗，無從知道具體需求，但自動化控制肯定是核心內容之一，而且會對輸變電設備形成巨大需求，包括國電南瑞在內的二次設備企業將受益。
國電南瑞作為國家電網旗下唯一的上市公司，有機會參與了智能電網規劃的研討和技術標準的制訂，并已開始進行資產整合與戰略布局調整。
該人士表示，目前談主營業務調整還為時過早，公司主要業務包括電網調度自動化、數字化變電站、農村電網自動化等，都與智能電網有關。比如傳統變電站向數字化變電站發展，公司會在既有技術及產品優勢的基礎上加快更新及升級步伐。
另一家上市公司東方電子集團有限公司（下稱東方電子）宣傳處負責人告訴記者，東方電子也在積極備戰智能電網建設，研究對策并分析市場變化。但因其產品包括電子式電能表、低壓集抄系統等用電端，智能電網建設影響波及較慢，因此目前仍以觀望為主。
8月初，IBM在中國設立分析決策創新中心，這個旨在以海量的數據分析和優化，通過數學模型幫助客戶作出清楚、智慧的決策的智力機構，把智慧電網列為重點服務領域。
IBM中國分析決策創新中心主任董進博士向記者介紹，IBM在發電側、輸配電側、新能源等領域都有項目進行。其中輸配電側主要與省級電網合作，進行生產、維修等環節的智能排程與優化，并已獲得顯著成效——使該企業計劃優化時間從15天降到1天，使輸變電網絡的安全隱患下降了1/5，意味著每年減少1500萬元的輸電損失。
美國IBM公司堪稱美國智能電網建設的最早實踐者，在電網的自動控制、優化方面積累了豐富的經驗。近幾年，IBM在全球的智能電網領域投入都很大，對發展中的區域——中國的投入也呈兩位數的增長。
“IBM在美國已進行下一代智能電網的標準研究與制訂，我們希望把這些知識和信息與國內輸變電內企業進行合作分享。”董進說。同時IBM希望找到中國智能電網客戶現在最主要的“病痛”，并通過整合各行業優秀的智慧資源，幫助客戶解決這些問題。
