印度智能電網(wǎng)用戶端發(fā)展?fàn)顩r

文／印度電器電子協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng) Anil Nagrani

機(jī)械工業(yè)北京電工技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所 國(guó)際合作部 張爽 譯／

截至2013年4月30日印度總裝機(jī)容量為223625 兆瓦(含可再生能源27542兆瓦，約占12%)；到印度的第十三計(jì)劃(2022)末期，計(jì)劃新增發(fā)電容量為218185兆瓦(包括增加可再生能源49000兆瓦 (約占25%) ；印度是世界上僅次于美國(guó)、中國(guó)、日本和俄羅斯的第五大電力生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)；目前印度的輸電線路長(zhǎng)度為274588 公里；變電站的轉(zhuǎn)換能力為：473216兆伏安。

智能電網(wǎng)（smart grid）是以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，將現(xiàn)代先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。它用先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，容許各種不同發(fā)電形式的接入,激勵(lì)和包括用戶、實(shí)時(shí)或接近實(shí)時(shí)的從發(fā)電環(huán)節(jié)到用電環(huán)節(jié)控制電流,保證資產(chǎn)的優(yōu)化高效運(yùn)行。它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過(guò)先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)，其主要特征包括自愈、激勵(lì)和包括用戶、抵御攻擊、容許各種不同發(fā)電形式的接入等等。

印度智能電網(wǎng)論壇(ISGF)由印度政府、電力部倡導(dǎo)組織。隨著政府工作組智能電網(wǎng)工作組(ISGTF)的啟動(dòng)，印度智能電網(wǎng)論壇也正式成立，由印度總理顧問(wèn)Sam Pitroda負(fù)責(zé)，目的是加速開(kāi)發(fā)和部署印度電力行業(yè)的智能電網(wǎng)技術(shù)；印度電氣電子制造商協(xié)會(huì)（IEEMA）及其會(huì)員積極參與到論壇的各工作小組。其他的參與者包括一些IT界人士、電力部門及輸電公司等。

印度各方對(duì)智能電網(wǎng)期望及路線圖

客戶： 可以擴(kuò)大獲得電能的途徑——實(shí)現(xiàn)“電力為人人” 這一目標(biāo)；為所有客戶提高可靠性供電——沒(méi)有停電，沒(méi)有更多發(fā)電裝置與逆變器； 提高電力質(zhì)量供應(yīng)-無(wú)需更多的電壓穩(wěn)定器；用戶友好，接口透明。

電力部門：所有電力部門輸配電損耗減少15%或更低，峰值負(fù)荷管理可以有多種選項(xiàng)；采購(gòu)成本降低、更好的資產(chǎn)管理、增加電網(wǎng)透明度；電網(wǎng)自愈、再生能源整合。

政府與監(jiān)管機(jī)構(gòu)：客戶滿意、電力部門財(cái)務(wù)狀況良好，稅收中立系統(tǒng)升級(jí)，現(xiàn)代化，減少排放強(qiáng)度。

圖1

變革中的能源系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn) 智能電網(wǎng)提供解決方案

桔色:可再生及分布式發(fā)電 平衡發(fā)電與需求,新商務(wù)模板

紫色: 有限電及電網(wǎng)能力 負(fù)載管理,避免高峰

藍(lán)色:老化的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 自動(dòng)停電干預(yù)與恢復(fù),提高可靠性

綠色:能源供應(yīng)成本及排放 有效的發(fā)電、輸配電及用電

灰色:稅收損失,如非科技損失 分配完全透明，自動(dòng)損失干預(yù)

印度國(guó)家智能電網(wǎng)任務(wù)

1 智能電網(wǎng)用戶

1）到2015年適當(dāng)?shù)恼吆鸵?guī)劃實(shí)現(xiàn)為所有人供電，到2020年100%家庭實(shí)現(xiàn)電氣化，到2027為所有的公民提供24×7 全天候高質(zhì)量供電；

2）到2022年，為所有用戶推出智能電表；

3）全新的稅收機(jī)制、新能源產(chǎn)品、能源選擇和規(guī)劃,鼓勵(lì)客戶參與到能源市場(chǎng)中來(lái)；

4）制定有效的用戶拓展和溝通計(jì)劃，讓消費(fèi)者積極參與到智能電網(wǎng)的實(shí)施過(guò)程；

2 智能電力部門

1）到2017年線損率降到15%以下, 到2022年降到12%以下,2027年降到10%以下；到2017年輸電損耗降到3%以下,到2022年輸電損耗降到2%以下。

2) 到2027年，在各種發(fā)電方式與用電之間發(fā)展由先進(jìn)的通信基礎(chǔ)設(shè)施支持的、可靠的、安全的和彈性電網(wǎng)，讓電網(wǎng)更加透明，控制有效電流。

3) 發(fā)展具體的戰(zhàn)略路線圖，到2013年實(shí)施智能電網(wǎng)技術(shù)。需要業(yè)務(wù)流程再造，改變管理方式及2014年開(kāi)始的電能建設(shè)項(xiàng)目。

4) 到2015年通過(guò)一組智能電網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行集成技術(shù)試驗(yàn), 2020年到2027在全國(guó)所有城市和地區(qū)推廣智能電網(wǎng)。

5）創(chuàng)造有效的信息交流平臺(tái)，所有市場(chǎng)參與者均可共享，包括引導(dǎo)能源市場(chǎng)發(fā)展的生產(chǎn)者即消費(fèi)者（產(chǎn)銷合一）。

3 智能發(fā)電與輸電

1) 通過(guò)有效的調(diào)度分布式能源，使資源優(yōu)化，平衡不同種類的發(fā)電，目標(biāo)是使能源長(zhǎng)期可持續(xù)性發(fā)展。

2) 增強(qiáng)電力系統(tǒng)，到2017年促進(jìn)整合30GW可再生發(fā)電, 2022年70GW可再生發(fā)電，2027年120GW可再生發(fā)電。

3) 發(fā)展微電網(wǎng)、儲(chǔ)電、虛擬發(fā)電廠(VPP)、電動(dòng)汽車-電網(wǎng)(V2G)、太陽(yáng)能-電網(wǎng)(PV2G)，智能樓宇-電網(wǎng)（B2G）技術(shù)管理峰值需求，優(yōu)化使用裝機(jī)容量，減少負(fù)荷與停電。

相關(guān)政策支持

1）2013年制定政策和規(guī)劃,為負(fù)荷高于1000千瓦的所有客戶建立強(qiáng)制性需求響應(yīng)(DR)設(shè)施, 2015年為超過(guò)500千瓦的客戶建立需求響應(yīng), 2017年為超過(guò)100千瓦的客戶建立需求響應(yīng)，2020年為超過(guò)20千瓦的客戶建立強(qiáng)制性需求響應(yīng)(DR)設(shè)施。

2）為技術(shù)上可行的消費(fèi)者發(fā)電設(shè)施并網(wǎng)(包括可再生能源) 制定政策;為屋頂太陽(yáng)能及電站制定政策。

3) 2014年為電動(dòng)汽車充電設(shè)施等基礎(chǔ)設(shè)施制定政策。

4）為智能電網(wǎng)的研發(fā)、培訓(xùn)、骨干人才培養(yǎng)等項(xiàng)目進(jìn)行投資，為印度開(kāi)發(fā)和實(shí)施智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)造足夠的資源庫(kù)，同時(shí)關(guān)注智能電網(wǎng)技術(shù)的出口，產(chǎn)品和服務(wù)。

5) 為印度的智能電網(wǎng)研發(fā)制定標(biāo)準(zhǔn)，積極參與到國(guó)際組織制定智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中來(lái)。

印度智能電網(wǎng)項(xiàng)目

圖2

?Abbreviations縮寫AMI R Advanced Metering Infrastructure for Residential Consumers先進(jìn)的住宅消費(fèi)者計(jì)量構(gòu)架AMI I Advanced Metering Infrastructure for Industrial Consumers先進(jìn)的工業(yè)消費(fèi)者計(jì)量構(gòu)架OM Outage Management 中斷管理LM Peak Load Management 峰值負(fù)荷管理PQM Power Quality Management 電力質(zhì)量管理MG Micro Grid 微電網(wǎng)DG Distributed Generation 分布式發(fā)電

印度電工行業(yè)第十二個(gè)五年計(jì)劃（2012-2017）

1.實(shí)現(xiàn)為所有人發(fā)電目標(biāo)

2.輸電損耗（66KV）降到3%以下

3.線損率降到15%以下

4.減少停電，到2015年實(shí)現(xiàn)生命線供給，為所有可行的客戶端發(fā)電設(shè)施并網(wǎng)

5.30GW可再生資源資源整合，試行電動(dòng)汽車

6.電力質(zhì)量與可靠性提升

7.ToU使用時(shí)間收費(fèi)

8.節(jié)能項(xiàng)目

9.智能電網(wǎng)包括電動(dòng)汽車的標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)

10.加強(qiáng)特高壓發(fā)電系統(tǒng)

11.有效電力交換

12.研發(fā)、培訓(xùn)和能力建設(shè)

13.客戶拓展&參與

14.倡議可持續(xù)發(fā)展

15.各大城市展開(kāi)智能電網(wǎng)示范網(wǎng)點(diǎn)

印度電工行業(yè)第十三個(gè)五年計(jì)劃（2017-2022）

1.輸電損耗(>66KV)降到2%以下

2.所有電力部門的線損率降到12%以下

3.電力質(zhì)量得到改善

4.結(jié)束斷電，為所有人供電

5.全國(guó)范圍普及智能電表

6.可再生資源入網(wǎng)70GW

7.智能設(shè)施（建筑、道路、橋、停車場(chǎng)、商場(chǎng)）及智能城市制定標(biāo)準(zhǔn)

8.加強(qiáng)超高壓、特高壓發(fā)電系統(tǒng)

9.研發(fā)、培訓(xùn)和能力建設(shè)

10.智能電網(wǎng)產(chǎn)品出口、解決方案及服務(wù)

11.客戶拓展&參與

12.倡議可持續(xù)發(fā)展&公共安全

印度電工行業(yè)第十四個(gè)五年計(jì)劃 （2022-2027）

1.所有電力部門的線損率降到10%以下

2.電力部門財(cái)務(wù)盈利

3.為全國(guó)各類用戶提供穩(wěn)定的24?7全天候供電

4.可再生資源入網(wǎng)120GW；實(shí)現(xiàn)10%電動(dòng)汽車占有量

圖3

5.智能城市與智能設(shè)施

6.出口智能電網(wǎng)產(chǎn)品；解決方案及服務(wù)

7.生產(chǎn)者即消費(fèi)者主動(dòng)參與

8.倡議可持續(xù)發(fā)展&公共安全

印度智能電網(wǎng)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)

Open Geospatial Consortium Geography Markup Language (GML)開(kāi)放式地理標(biāo)記語(yǔ)言(GML)、IEC 62351 Parts 1-8、IEC 61851、IEEE 1686-2007、SAE J2836/1、IEEE 1815 (DNP3)、IEC 60870-6、IEC 61850 Suite、GREEN BUTTON Standards (美國(guó)商務(wù)部國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院支持企業(yè)合作開(kāi)發(fā)的一個(gè)常規(guī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),用戶可得到能源使用數(shù)據(jù),更好管理能源.數(shù)據(jù))、IEC 60870-6、IEC 61850 Suite、IEEE C37.118-2005、IEEE 1547 Suite、IEEE 1588、IEEE C37.238、Internet Protocol Suite互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議組、Inter-System Protocol內(nèi)部系統(tǒng)協(xié)議(ISP) (Portion of) 、IEEE 1901-2010 (ISP) &標(biāo)準(zhǔn)部 (ITU-T)G.9972 (06/2010)、MultiSpeak（ 操作范圍的應(yīng)用程序，企業(yè)服務(wù)器備選方案）、 NEMA 智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)行 SG-AMI 1-2009、NAESB WEQ19,REQ18, 能源應(yīng)用信息、NISTIR 7761,NIST、OASIS開(kāi)放式通道同時(shí)信息系統(tǒng) 、EMIX (Energy Market Information exchange能源市場(chǎng)信息交換)、OPC-UA Industrial。

先進(jìn)計(jì)量架構(gòu)（Advanced Metering Infrastructure,以下簡(jiǎn)稱AMI）是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分，由智能儀表、計(jì)量通信架構(gòu)（MCI）和儀表數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（MDMS）組成的先進(jìn)計(jì)量架構(gòu)。AMI應(yīng)當(dāng)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的先決條件。先進(jìn)計(jì)量架構(gòu)在印度會(huì)提高印度電網(wǎng)系統(tǒng)三個(gè)主要特征: 系統(tǒng)可靠性、能源耗費(fèi)、防止竊電。

需求側(cè)管理(DSM) 是智能電網(wǎng)的一項(xiàng)重要的功能,是指對(duì)用電一方實(shí)施的管理,這種管理是電力部門通過(guò)政策措施引導(dǎo)用戶改變能源消費(fèi),用戶對(duì)自己能源消耗做出決定, 高峰時(shí)少用電，低谷時(shí)多用電，以降低高峰負(fù)荷需求,提高供電效率、優(yōu)化用電方式的辦法。這樣可以在完成同樣用電功能的情況下減少電量消耗和電力需求，從而緩解缺電壓力，降低供電成本和用電成本。使供電和用電雙方得到實(shí)惠。達(dá)到節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的長(zhǎng)遠(yuǎn)目的。

印度有三種主要類型的需求反應(yīng)：緊急需求響應(yīng)、經(jīng)濟(jì)需求響應(yīng)、輔助服務(wù)需求響應(yīng)。適當(dāng)實(shí)施需求響應(yīng)會(huì)在許多方面大大提高了系統(tǒng)的有效性——例如：早期檢測(cè)，改善溝通，準(zhǔn)確驗(yàn)證，自動(dòng)化系統(tǒng)，需求響應(yīng)市場(chǎng)等等。

需求響應(yīng)策略

印度電力部門實(shí)施的需求反應(yīng)兩種常見(jiàn)的方式包括：

直接負(fù)荷控制：需求響應(yīng)事件包括遠(yuǎn)程中斷客戶的能源使用,電力分銷商一天不同時(shí)段間隔循環(huán)開(kāi)關(guān)加熱、制冷、電梯、洗滌等負(fù)荷。

動(dòng)態(tài)電價(jià)：電力公司使用可變電價(jià)鼓勵(lì)客戶在需求反應(yīng)時(shí)自愿削減用電。電力部門使用峰值時(shí)間退稅、臨界峰值定價(jià),以及使用時(shí)間定價(jià)等各種定價(jià)方案以減少用電

家庭局域網(wǎng)絡(luò)(HAN)

家庭局域網(wǎng)絡(luò)是家庭專用的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備如顯示器、負(fù)荷控制設(shè)備以及“智能家電”，無(wú)縫整合到整個(gè)智能計(jì)量系統(tǒng)，還包含軟件應(yīng)用來(lái)監(jiān)控這些網(wǎng)絡(luò)。

家庭局域網(wǎng)絡(luò)對(duì)房主具有較高的影響,電力部門和智能電網(wǎng)供應(yīng)商正在尋求方法來(lái)實(shí)現(xiàn)需求側(cè)管理。智能家庭網(wǎng)絡(luò)在全球的安裝預(yù)計(jì)將從2009年的150萬(wàn)套增加到2014年的1470萬(wàn)套。家庭局域網(wǎng)的最新應(yīng)用是安裝智能電表來(lái)監(jiān)控和管理網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的電力損耗。同時(shí)它還允許遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)以及控制恒溫器等電器。家庭局域網(wǎng)絡(luò)是智能電網(wǎng)的子系統(tǒng),致力于需求側(cè)管理(DSM)，包括能源效率與需求響應(yīng)，是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)部署的關(guān)鍵部分。

家庭局域網(wǎng)絡(luò)的一些優(yōu)勢(shì)：賦予消費(fèi)者權(quán)利、管理高峰電力需求、節(jié)能、能源監(jiān)測(cè)、控制和能源消耗信息、使能源使用優(yōu)化 同時(shí)家庭局域網(wǎng)絡(luò)也面臨一些挑戰(zhàn)：如集成、互操作性以及消費(fèi)者隱私和安全等問(wèn)題。

新技術(shù)智能家居

智能化的房屋是完全網(wǎng)絡(luò)化的結(jié)構(gòu)，可以由中央計(jì)算機(jī)控制。建筑商可以為用戶提供家庭網(wǎng)絡(luò), 例如在墻上安裝以太網(wǎng)電纜的原始系統(tǒng),也可以是離家數(shù)百公里也能控制周圍環(huán)境溫度的先進(jìn)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以執(zhí)行多種功能,如自動(dòng)安全入口，控制室內(nèi)溫度,甚至保持房屋清潔等等。

印度電力電工設(shè)備及技術(shù)展覽會(huì)于1992年創(chuàng)辦，每?jī)赡暝诿腺I舉辦一屆，至今已有20年歷史，現(xiàn)已成為全世界規(guī)模最大的輸配電展。是印度投資5000億美金電力項(xiàng)目的國(guó)際接口，已成為印度電力領(lǐng)域開(kāi)展交流、擴(kuò)大貿(mào)易和促進(jìn)合作的重要場(chǎng)所，是拓展印度電力市場(chǎng)必到的盛會(huì)。2014年印度電力電工設(shè)備及技術(shù)展覽會(huì)將于1月8日～12日在印度邦加羅爾舉辦。

該展會(huì)國(guó)際化程度高，2012年該展展出面積為70000平方米，共有8個(gè)館，有來(lái)自20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的1600多家參展商到會(huì)參展，來(lái)自120多個(gè)國(guó)家的15萬(wàn)專業(yè)觀眾到會(huì)參觀洽談，海外觀眾主要來(lái)自北美（約占海外參觀總?cè)藬?shù)的4%），拉丁美洲（約占參觀總?cè)藬?shù)的2%），非洲（17%）東南亞（6%）中東（41%）獨(dú)聯(lián)體（2%），歐洲（14%），東北亞（9%）以及亞洲的一些其他國(guó)家（8%）。2012年買賣雙方見(jiàn)面會(huì)上，276家海外買家與683家印度展商參加見(jiàn)面會(huì)，商務(wù)洽談約超過(guò)2億美元。預(yù)計(jì)2014年該展的規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，展商與觀眾將會(huì)進(jìn)一步增多。展會(huì)同期將會(huì)舉辦兩大國(guó)際技術(shù)會(huì)議：國(guó)際輸變電會(huì)議與國(guó)際變壓器會(huì)議。

近年來(lái)，印度經(jīng)濟(jì)每年以6%～8%的速度增長(zhǎng)，隨著印度經(jīng)濟(jì)的逐漸繁榮，它迫切需要升級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。然而，在電力領(lǐng)域，由于人口眾多，發(fā)電量不足，印度本國(guó)的鍋爐等大型設(shè)備遠(yuǎn)不能滿足印度政府的電力發(fā)展目標(biāo)，因此印度的需求重點(diǎn)將由國(guó)內(nèi)市場(chǎng)向國(guó)際市場(chǎng)轉(zhuǎn)移。印度政府決定在2012年以前新增10萬(wàn)兆瓦發(fā)電量。為吸引外資，印度政府允許外商獨(dú)資興建并經(jīng)營(yíng)電力項(xiàng)目，享受與印度國(guó)內(nèi)企業(yè)同等待遇。印方需求巨大，而中方供應(yīng)充足，由此產(chǎn)生巨大的貿(mào)易機(jī)會(huì)。