智能電網(wǎng)全球發(fā)展概況

智能電網(wǎng)全球發(fā)展概況美國、歐洲、中國對智能電網(wǎng)的定義美國電科院的定義是：一個(gè)由眾多自動化的輸電和配電系統(tǒng)構(gòu)成的電力系統(tǒng)，以協(xié)調(diào)、有效和可靠的方式實(shí)現(xiàn)所有的電網(wǎng)運(yùn)行，具有自愈功能，快速響應(yīng)電力市場和企業(yè)業(yè)務(wù)需求，具有智能化的通信架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、安全和靈活的信息流，為用戶提供可靠、經(jīng)濟(jì)的電力服務(wù)。一般稱之為UnifiedSmartGrid,直譯為統(tǒng)一智能電網(wǎng)，是將局域分散的智能電網(wǎng)結(jié)合成全國性的網(wǎng)絡(luò)體系。歐洲技術(shù)論壇的定義是：一個(gè)可整合所有連接到電網(wǎng)用戶（發(fā)電機(jī)or/and電力用戶）所有行為的電力傳輸網(wǎng)絡(luò)，以有效提供持續(xù)、經(jīng)濟(jì)和安全的電能。一般常用的稱謂是SuperSmartGrid，直譯為超級智能電網(wǎng)，是將廣域電力輸送網(wǎng)絡(luò)同智能電網(wǎng)結(jié)合起來的廣域智能電網(wǎng)。其適用的范圍涉及到歐盟、北非、中東等國家。在中國，國家電網(wǎng)公司的定義是：以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的通信、信息和控制技術(shù)，構(gòu)建以信息化、自動化、數(shù)字化、互動化為特征的統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能化電網(wǎng)。通過電力流、業(yè)務(wù)流、信息流的一體化融合，實(shí)現(xiàn)多元化電源和不同特征電力用戶的靈活接入和方便使用，極大提高電網(wǎng)的資源優(yōu)化配置能力，大幅提升電網(wǎng)的服務(wù)能力，帶動電力行業(yè)及其他產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級，滿足我國經(jīng)濟(jì)社會全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展要求涉及到電網(wǎng)發(fā)、輸、配、售、用的各個(gè)環(huán)節(jié)。常用稱謂是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，統(tǒng)一性、堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架、智能化的高度融合。美國智能電網(wǎng)的發(fā)展情況從美國智能電網(wǎng)的發(fā)展歷程來看，從2001年到今天，美國智能電網(wǎng)經(jīng)歷了概念提出、基礎(chǔ)研究、方案實(shí)踐、到政策法規(guī)等一系列建設(shè)過程。到今天，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為美國的國家戰(zhàn)略。2001年，EPRI開始“Intelligrid”（智能電網(wǎng)）研究；2003年，布什總統(tǒng)要求美國能源部（D0E）致力于電網(wǎng)現(xiàn)代化，DOE發(fā)布“Grid2030”；EPRI-IECSA發(fā)布；2004年，DOE與NETL合作發(fā)起了“現(xiàn)代電網(wǎng)（MGI）”研究；2005年之后，研究機(jī)構(gòu)、信息服務(wù)商和設(shè)備制造商與電力企業(yè)合作，紛紛推出自己的智能電網(wǎng)方案和實(shí)踐；2007年，美國布什政府簽署了名為《能源獨(dú)立和安全法》，法案的第XIII部分明確規(guī)定智能電網(wǎng)的相關(guān)問題；2008年，GWAC（DoE）發(fā)布智能電網(wǎng)互操作白皮書，NIST進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)制定，Xcel智能城市建設(shè)2009年，奧巴馬將智能電網(wǎng)提升為美國國家戰(zhàn)略；FERC正式公布智能電網(wǎng)政策。美國發(fā)展智能電網(wǎng)的驅(qū)動力主要是改造老化的電網(wǎng)設(shè)備，提高供電的可靠性和安全性、提高能源的利用效率和技術(shù)的先進(jìn)性、提高用戶對電價(jià)的可承受能力、適用環(huán)境和氣候的變化，適用可再生能源的接入，降低排放水平、提高在全球的競爭性等方面，因而其關(guān)注重點(diǎn)集中于電力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)的升級更新，同時(shí)最大限度地利用信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能對人工的替代。主要實(shí)施項(xiàng)目有美國能源部和電網(wǎng)智能化聯(lián)盟主導(dǎo)的GridWise項(xiàng)目和EPRI發(fā)起的Intelligrid項(xiàng)目。IntelliGrid綜合應(yīng)用現(xiàn)代通訊、計(jì)算、控制等技術(shù)的電網(wǎng)能夠持續(xù)不斷地適應(yīng)各種正常操作、運(yùn)行方式調(diào)整的優(yōu)化運(yùn)行，并能主動預(yù)測和應(yīng)對電網(wǎng)擾動。適應(yīng)電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、配、用的全部環(huán)節(jié)，包括：分布式發(fā)電；可再生能源等；電力電子應(yīng)用；電力市場；大系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析、控制；大系統(tǒng)優(yōu)化；配網(wǎng)自動化；廣域信息量測、傳輸?shù)?。核心新?qū)動力：可再生（間歇性）能源的集成、分布式能源、微電網(wǎng)、市場用戶參與、新技術(shù)（PHEV,新電池，智能負(fù)荷）等。2008年3月?2009年12月，美國Boulder城市展開綜合的智能電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。采用合作伙伴模式，多個(gè)技術(shù)支持單位參與其中，其實(shí)驗(yàn)范圍包括：15萬個(gè)可應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù)的試點(diǎn)場所；2萬5千只新電表；5座變電站配備了相應(yīng)饋線；多種智能家庭內(nèi)部解決方案；涉及居民和小型工商業(yè)用戶；該實(shí)驗(yàn)涉及并使用技術(shù)有：先進(jìn)信息技術(shù)；高速、實(shí)時(shí)、雙向通信；遍布全網(wǎng)的傳感器能夠進(jìn)行快速診斷并采取行動；提高高峰時(shí)段效率的決策數(shù)據(jù)和支持；分布式發(fā)電技術(shù)（例如風(fēng)電、太陽能和PHEV）；智能變電站；家用能源控制裝置等。歐洲智能電網(wǎng)的研究與實(shí)踐2005年，成立“智能電網(wǎng)（SmartGrids）歐洲技術(shù)論壇”，作為歐洲智能電網(wǎng)技術(shù)平臺，發(fā)布《歐洲未來電網(wǎng)的遠(yuǎn)景和策略》；2006年，提出智能電網(wǎng)愿景，能源綠皮書《歐洲可持續(xù)的、競爭的和安全的電能策略》發(fā)布，宣布智能電網(wǎng)技術(shù)是保證歐盟電網(wǎng)電能質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展方向。2008年，意大利啟動ADRESS項(xiàng)目，開發(fā)互動式配電能源網(wǎng)絡(luò)，同年ENDESA公司啟動第一批電表更換項(xiàng)目；2009年，歐盟有關(guān)圓桌會議明確要依靠智能電網(wǎng)技術(shù)將北海和大西洋的海上風(fēng)電、歐洲南部和北非的太陽能融入歐洲電網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)可再生能源大規(guī)模集成的跳躍式發(fā)展，與此同時(shí)，西班牙ENDESA公司在PuertoReal開展智能城市項(xiàng)目試點(diǎn)。意大利的ADRESS項(xiàng)目于2008年7月1日啟動，到2012年結(jié)束。項(xiàng)目總預(yù)算1600萬歐元，其中歐盟資助900萬歐元。該項(xiàng)目由歐洲11個(gè)國家的25個(gè)合作伙伴聯(lián)合承擔(dān)，涵蓋大學(xué)、電力公司、電力/通信及家電設(shè)備制造商及供應(yīng)商。目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)主動式需求，即居民及小商業(yè)用戶主動參與到電力市場以及電力服務(wù)。應(yīng)該說，給項(xiàng)目前期從2001年開始實(shí)施。至2008年累計(jì)安裝了3180萬塊智能電表，覆蓋面已達(dá)95%，其余部分2011年前完成。該系統(tǒng)2008年進(jìn)行了2.6億次遠(yuǎn)程抄表，1200萬次遠(yuǎn)程管理操作。每塊智能電表費(fèi)用70歐元（包含相關(guān)后臺系統(tǒng)和安裝調(diào)試費(fèi)費(fèi)）。項(xiàng)目投入21億歐元。采用該系統(tǒng)后，每年節(jié)約5億歐元，實(shí)際管理線損由3%降至1%。在法國，法國配電公司（ERDF）是EDF的子公司，負(fù)責(zé)法國的配電業(yè)務(wù)。ERDF在智能電網(wǎng)方面的工作主要集中在自動抄表系統(tǒng)（AMM）。AMMLINKY項(xiàng)目是ERDF公司AMM項(xiàng)目的一部分。整個(gè)系統(tǒng)由電表測量端、局域網(wǎng)/PLC、數(shù)據(jù)匯聚層、廣域網(wǎng)、AMM核心信息系統(tǒng)五大部分組成。采用智能電表，進(jìn)行用戶信息采集以及接收用戶信息反饋及請求，用戶信息通過局域網(wǎng)/PLC傳輸?shù)綌?shù)據(jù)匯聚層，然后通過廣域網(wǎng)傳輸?shù)紸MM核心信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)的廣域網(wǎng)部分采用移動GPRS網(wǎng)絡(luò)。AMM核心信息系統(tǒng)基于現(xiàn)有信息系統(tǒng)，可以擴(kuò)展支持3500萬塊智能電表，具備測量資產(chǎn)管理功能，同時(shí)具備對整套系統(tǒng)的監(jiān)測功能。西門子在丹麥參與了智能電網(wǎng)的時(shí)間。西門子認(rèn)為智能電網(wǎng)不應(yīng)局限在清潔能源接入和用電等局部領(lǐng)域。智能電網(wǎng)需要涵蓋發(fā)電、輸電、配電、調(diào)度、變電、用電等各個(gè)環(huán)節(jié)，是一個(gè)完整的體系。丹麥的風(fēng)電接入可以被有效控制，參與電網(wǎng)的調(diào)頻，對電網(wǎng)的影響從負(fù)面轉(zhuǎn)向正面。風(fēng)電是可控的，可以調(diào)節(jié)的，不是發(fā)多少就接入多少，需要按照電網(wǎng)運(yùn)行的要求來進(jìn)行發(fā)電，不能僅考慮風(fēng)機(jī)的最大效益，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)網(wǎng)的最大程度協(xié)調(diào)。西門子智能電網(wǎng)構(gòu)想的特性：一是柔性的，滿足用戶需要；二是易接入的，保證所有用戶的連接通暢，尤其對于可再生能源和高效、零或低CO2排放的本地發(fā)電；三是可靠的，保障和提高供電的安全性和質(zhì)量；四是經(jīng)濟(jì)的。歐洲發(fā)展智能電網(wǎng)的驅(qū)動力集中在新能源（環(huán)境）+可靠高質(zhì)量電能（安全）兩個(gè)方面。供電的安全性問題，如一次能源的缺乏、供電可靠性和電能質(zhì)量，環(huán)境問題，如京都協(xié)議、氣候變化等，為國際電力市場提供低廉的電價(jià)、進(jìn)行創(chuàng)新和提高競爭能力等都是歐洲智能電網(wǎng)發(fā)展驅(qū)動力。歐洲則重點(diǎn)關(guān)注可再生能源和分布式能源的發(fā)展，并帶動整個(gè)行業(yè)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變。中國智能電網(wǎng)的發(fā)展實(shí)踐國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設(shè)總體目標(biāo)：以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的通信、信息和控制技術(shù)，構(gòu)建以信息化、數(shù)字化、自動化、互動化為特征的國際領(lǐng)先、自主創(chuàng)新、中國特色的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。通過電力流、信息流、業(yè)務(wù)流的一體化融合，實(shí)現(xiàn)多元化電源和不同特征電力用戶的靈活接入和方便使用，極大提高電網(wǎng)的資源優(yōu)化配置能力，大幅提升電網(wǎng)的服務(wù)能力，帶

動電力行業(yè)及其它產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級，滿足我國經(jīng)濟(jì)社會全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展要求。中國堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略框架是“一個(gè)目標(biāo)、兩條主線、三個(gè)階段、四個(gè)體系、五個(gè)內(nèi)涵、六個(gè)環(huán)節(jié)”?！耙粋€(gè)目標(biāo)”即構(gòu)建以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)；“兩條主線”即技術(shù)上實(shí)現(xiàn)信息化、自動化、互動化，管理上實(shí)現(xiàn)集團(tuán)化、集約化、精益化、標(biāo)準(zhǔn)化；“三個(gè)階段”即2009-2010年為研究試點(diǎn)階段、2011-2015年為全面建設(shè)階段、2016-2020年為完善提升階段；電網(wǎng)基礎(chǔ)體系、技術(shù)支撐體系、智能應(yīng)用體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系為“四個(gè)體系”；“五個(gè)內(nèi)涵”即堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動；涉及發(fā)電、線路、變電、配電、用戶、調(diào)度“六個(gè)環(huán)節(jié)”。從中國智能電網(wǎng)架構(gòu)的四個(gè)體系來說，智能應(yīng)用體系包括電源側(cè)業(yè)務(wù)、電網(wǎng)側(cè)業(yè)務(wù)和用戶側(cè)業(yè)務(wù)；技術(shù)支撐體系包括綜合知識支撐、統(tǒng)一信息支撐、復(fù)合通訊支撐；電網(wǎng)基礎(chǔ)體系包含堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)實(shí)體和智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；這三大體系都離不開統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，從而實(shí)現(xiàn)電力流、信息流、業(yè)務(wù)流的高度一體化?？偨Y(jié)歸結(jié)來說，智能電網(wǎng)是一個(gè)覆蓋電網(wǎng)全過程的智能化。它的本質(zhì)就是能源替代和兼容利用，表現(xiàn)在以下五個(gè)方面：1．在創(chuàng)建開放的系統(tǒng)和建立共享的信息模式的基礎(chǔ)上，整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行和管理。2．通過終端傳感器將用戶之間、用戶和電網(wǎng)公司之間形成即時(shí)連接的網(wǎng)絡(luò)互動，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取的實(shí)時(shí)、高速、雙向的效果，整體性地提高電網(wǎng)的綜合效率。3．利用傳感器對發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)整合，遇到電力供應(yīng)的高峰期之時(shí)，能夠在不同區(qū)域間進(jìn)行及時(shí)調(diào)度，平衡電力供應(yīng)缺口，從而達(dá)到對整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化管理。4．通過對用戶側(cè)和需求側(cè)的隨需訪問和智能分析，從而實(shí)現(xiàn)更智慧、更科學(xué)、更優(yōu)化的電網(wǎng)運(yùn)營管理，以實(shí)現(xiàn)更高的安全保障、更可控的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。5．智能電表也可以作為互聯(lián)網(wǎng)路由器，推動電力部門以其終端用戶為基礎(chǔ)，進(jìn)行通信、運(yùn)行寬帶業(yè)務(wù)或傳播電視