國(guó)內(nèi)外智能電網(wǎng)發(fā)展模式對(duì)比分析

張立暉

（哈爾濱工程大學(xué)，黑龍江 哈爾濱150001）

能源短缺和環(huán)境污染嚴(yán)重的問題隨著社會(huì)的發(fā)展日漸暴露出來，電網(wǎng)的發(fā)展和安全面臨著新的挑戰(zhàn)。隨著技術(shù)的發(fā)展，各種低碳技術(shù)開始大規(guī)模的應(yīng)用于可再生能源發(fā)電和終端用戶方面，傳統(tǒng)電網(wǎng)發(fā)電側(cè)和用戶端特性也發(fā)生了重大的變化，在這樣的局勢(shì)下，智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，受到了全世界各國(guó)的廣泛關(guān)注和認(rèn)同。

1 美國(guó)智能電網(wǎng)的現(xiàn)狀研究和面臨的困難

1.1 智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

智能電網(wǎng)在美國(guó)是國(guó)家戰(zhàn)略，美國(guó)政府頒布了立法和發(fā)布政策框架報(bào)告，組織和引導(dǎo)了智能電網(wǎng)建設(shè)，通過對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行資金投入，資助研發(fā)和示范項(xiàng)目，激發(fā)電力公司的創(chuàng)新能力和工作熱情，形成了成熟的技術(shù)方案和相適宜的市場(chǎng)機(jī)制和商業(yè)模式，并且激勵(lì)各利益相關(guān)方長(zhǎng)期的投資和參與，推動(dòng)了智能電網(wǎng)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。美國(guó)從2010年開始陸續(xù)的下發(fā)45億＄政府資金，來支持智能電網(wǎng)的研究和技術(shù)應(yīng)用[1]。

2012年7月美國(guó)能源部發(fā)布了SGIG街階段性報(bào)告，在報(bào)告中對(duì)智能電網(wǎng)實(shí)施情況進(jìn)行了總結(jié)：

1.1.1 輸電系統(tǒng)主要任務(wù)是部署PMU、輸電線路監(jiān)測(cè)和輸電系統(tǒng)通信網(wǎng)；已完成287套PMU部署，待完成800套。

1.1.2 配電系統(tǒng)

部署自動(dòng)開關(guān)、電容器和變壓器的自動(dòng)傳感及其控制系統(tǒng)。

1.1.3 AMI

智能電表及其通信系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，已完成1080萬塊智能電表；占現(xiàn)有總電表數(shù)量的8%,目標(biāo)是1550萬；全美預(yù)計(jì)在2015年將部署6500玩塊。

1.1.4 用戶側(cè)系統(tǒng)部署家庭顯示器、可編程恒溫器、用戶側(cè)網(wǎng)關(guān)，實(shí)施動(dòng)態(tài)電價(jià)。

報(bào)告中列舉了一些成功項(xiàng)目，通過部署家庭顯示器、家庭網(wǎng)關(guān)和可編程恒溫器，實(shí)施需求響應(yīng)，降低可負(fù)荷峰值，在未來對(duì)15萬用戶實(shí)施需求響應(yīng)，預(yù)計(jì)可減少高峰時(shí)210MW發(fā)電容量。

1.2 仍需克服的困難

雖然政府對(duì)美國(guó)的智能電網(wǎng)項(xiàng)目的進(jìn)展給予了肯定，但是對(duì)于工業(yè)界和民眾來講，智能電網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程仍然緩慢，不能很好的通過用戶與電網(wǎng)之間的雙向通信，使各類用戶更方便的對(duì)自身能源生產(chǎn)和消費(fèi)進(jìn)行管理，為社會(huì)提供更多的就業(yè)機(jī)會(huì)。雖然政府投入大力的資金建設(shè)，但是美國(guó)電力資產(chǎn)所有權(quán)和管理權(quán)比較分散，電力設(shè)備投資較大，壽命周期也比較長(zhǎng)，電力公司需要考慮成本和效益的問題，就很難做出投資決策對(duì)智能電網(wǎng)的研究和發(fā)展有了很大的幾次，但是一些電力公司和其他的私有企業(yè)對(duì)智能電網(wǎng)的投資熱情并不高。智能電網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和部署，面臨著許多困難[2]。

2 英國(guó)智能電網(wǎng)的現(xiàn)狀研究和面臨的困難

2.1 智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

為了更好的落實(shí)英國(guó)低碳轉(zhuǎn)型計(jì)劃的國(guó)家戰(zhàn)略，英國(guó)提出了智能電網(wǎng)的建設(shè)，并制定了詳細(xì)的智能電網(wǎng)建設(shè)的計(jì)劃。目前英國(guó)已經(jīng)開展的工作如下：

2.1.1 加大對(duì)智能電表的安裝

據(jù)了解，英國(guó)將于2020年前把普通家庭正在使用的4700萬塊普通電表?yè)Q成智能電表。這一項(xiàng)工程預(yù)計(jì)耗資86億英鎊，在未來的20年或可因此受益146億英鎊。

2.1.2 組建智能電網(wǎng)示范基金

英國(guó)對(duì)智能電表技術(shù)投入了600萬英鎊科研資金，資助比例最高可達(dá)項(xiàng)目總成本的25%，英國(guó)煤氣電力市場(chǎng)辦公室還提供了5億英鎊，協(xié)助相關(guān)機(jī)構(gòu)開展智能電網(wǎng)試點(diǎn)工作。

2.1.3 規(guī)范智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的運(yùn)作模式

智能電網(wǎng)將由政府全權(quán)負(fù)責(zé)，智能電表則按市場(chǎng)化經(jīng)營(yíng)，但是所有的供應(yīng)商必須取得政府頒發(fā)的營(yíng)業(yè)執(zhí)照。

2.2 仍需克服的困難

英國(guó)研究表明目前的智能電網(wǎng)技術(shù)的部署主要面臨的不是技術(shù)困難，而是來自監(jiān)管和政策方面：現(xiàn)有的技術(shù)之間缺乏互操作性，互操作標(biāo)準(zhǔn)制定工作滯后需要發(fā)展；在智能電網(wǎng)新應(yīng)用中，角色沒有明確的職責(zé)劃分，各方成本和效益的分?jǐn)偛淮_定，相關(guān)的監(jiān)管機(jī)制和智能電網(wǎng)的發(fā)展不相適應(yīng)。另外，除了政策方面存在問題和障礙，持續(xù)的資金保障也是令人堪憂的問題，受到信貸危機(jī)的影響，英國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展速度和資金投入上存在著一定的不確定性。

3 中國(guó)智能電網(wǎng)的現(xiàn)狀研究和面臨的困難

3.1 智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

為了支持可再生能源發(fā)展和節(jié)能降耗建設(shè)，中國(guó)政府提出了“加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)”工作報(bào)告，并將智能電網(wǎng)建設(shè)納入了國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“十二五”規(guī)劃綱要中，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為了我國(guó)戰(zhàn)略予以推進(jìn)實(shí)施，智能電網(wǎng)工作的研究得到了國(guó)家科技部、國(guó)家能源部和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)的大力支持[3]。

國(guó)家電網(wǎng)公司是國(guó)內(nèi)智能電網(wǎng)的主要推動(dòng)者和建設(shè)者，也是智能電網(wǎng)建設(shè)的投資者，至2009年以來國(guó)家電網(wǎng)公司全面啟動(dòng)了堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)煙具和實(shí)踐工作，結(jié)合各地區(qū)的電網(wǎng)特點(diǎn)，開展智能電網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)。通過智能電網(wǎng)試點(diǎn)和推廣建設(shè)，取得了以下重要成果：

（1）建成了3個(gè)世界上電壓最高、容量組大的特高壓交、直流工程，已經(jīng)累計(jì)送點(diǎn)超過800億kw/h。

（2）取得了多項(xiàng)大規(guī)模新能源發(fā)電并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究成果，支撐了新能源的開發(fā)、消納和行業(yè)發(fā)展。經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)已超過了6000萬kW。

（3）一批智能輸電技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了輸電業(yè)務(wù)的精益化管理和電網(wǎng)安全 決策。已經(jīng)在15個(gè)省完成了輸電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)部署。

（4）開展了兩代智能變電站的持續(xù)實(shí)踐，在兩批共74座試點(diǎn)工程的基礎(chǔ)上進(jìn)一步升級(jí)原有智能變電站技術(shù)方案，大幅度優(yōu)化主接線及平面布局。

（5）配電自動(dòng)化加速推廣應(yīng)用，在配電網(wǎng)自愈控制等方面取得了進(jìn)展，在64個(gè)城市核心區(qū)建設(shè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)，提升了配電網(wǎng)的職能化運(yùn)行水平。

3.2 仍需克服的困難

（1）歐美國(guó)家的職能電網(wǎng)建設(shè)是國(guó)家的戰(zhàn)略，得到了國(guó)家立法的保證，但是中國(guó)目前對(duì)智能電網(wǎng)的發(fā)展并沒有具體的方針和政策，使我國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)充斥著不確定和分散性，降低了智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略地位。

（2）智能電網(wǎng)的建設(shè)需要大量的投資，應(yīng)該由政府主導(dǎo)，帶動(dòng)全社會(huì)共同參與智能電網(wǎng)的建設(shè)投資。但是目前我國(guó)的智能電網(wǎng)的投資方是電網(wǎng)公司，電網(wǎng)投資的規(guī)模大，回收周期較長(zhǎng)，短期內(nèi)的效益不明顯，這就給電網(wǎng)公司造成了較大的壓力。

4 智能電網(wǎng)的發(fā)展前景

隨著國(guó)際能源的形勢(shì)日益嚴(yán)峻，全球各個(gè)國(guó)家紛紛把智能電網(wǎng)作為提高能源利用率、保障清潔能源有效介入的解決手段。智能電網(wǎng)的概念也在不斷擴(kuò)展，智能能源系統(tǒng)、智能社區(qū)、智能城市新概念也逐漸被提出，這些新的概念與智能電網(wǎng)都有著密切的聯(lián)系，對(duì)智能電網(wǎng)的發(fā)展有著積極的推動(dòng)作用，信息通信技術(shù)和新能源技術(shù)也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新，對(duì)智能電網(wǎng)的發(fā)展有著重要的影響，智能電網(wǎng)的建設(shè)在技術(shù)上有很強(qiáng)的后盾和支持，在來來智能電網(wǎng)將以核心試點(diǎn)城市向其他城市逐步展開進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期。

5 結(jié)束語

智能電網(wǎng)作為重要的節(jié)能手段，是保證國(guó)家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要措施，各國(guó)要針對(duì)自身的不足，積極的采取有效的解決方法，保證智能電網(wǎng)的順利建設(shè)和推廣部署。

［1］古麗萍.國(guó)外智能電網(wǎng)發(fā)展概述[J].電力信息化，2010，26(08):121-122.

［2］李振峰.中美歐智能電網(wǎng)比較[J].中國(guó)電力企業(yè)管理，2011，10(04):19-20.［3］肖世杰.構(gòu)建中國(guó)智能電網(wǎng)技術(shù)思考[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，09(09):41-42.