我國智能電網(wǎng)發(fā)展情況

／工業(yè)和信息化部產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心 劉英軍 郝木凱中國電器工業(yè)協(xié)會 鄧偉／

我國智能電網(wǎng)發(fā)展情況

／工業(yè)和信息化部產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心 劉英軍 郝木凱中國電器工業(yè)協(xié)會 鄧偉／

近年來，我國智能電網(wǎng)建設(shè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。本文從發(fā)展的驅(qū)動力、關(guān)鍵技術(shù)、取得的成績、面臨的問題幾方面對我國智能電網(wǎng)發(fā)展情況進(jìn)行了解讀，并提出了發(fā)展建議。

隨著世界各國工業(yè)化進(jìn)程的加快，全球資源潰乏，環(huán)境惡化壓力不斷增大，世界經(jīng)濟(jì)形勢和能源發(fā)展格局正在發(fā)生深刻的變化。節(jié)能、低碳、綠色、清潔、可持續(xù)等已經(jīng)成為未來能源革命的核心內(nèi)容。電力網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)資源優(yōu)化配置的主要途徑，對于綠色能源的開發(fā)、能源利用率的提高、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的調(diào)整至關(guān)重要。

智能電網(wǎng)是未來電力系統(tǒng)的發(fā)展方向，是新世紀(jì)世界各國面對電力工業(yè)需求的共同選擇，也是中國為適應(yīng)日益增長的電力能源需求而進(jìn)行電網(wǎng)建設(shè)改革的方向。相比于傳統(tǒng)電網(wǎng)，智能電網(wǎng)以優(yōu)化資源配置、滿足電力用戶需求和綠色環(huán)保為前提，結(jié)合新型科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，以實現(xiàn)對用戶的電力供應(yīng)和增值服務(wù)，可以提高電網(wǎng)效率、電能質(zhì)量、電網(wǎng)的穩(wěn)定性與安全性，完善電力市場，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，實現(xiàn)低碳環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展。與此同時，為了提高智能電網(wǎng)的發(fā)展水平，實現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)、高效、安全、可靠的性能，就要依托現(xiàn)代信息、通信和計算機(jī)技術(shù)、決策支持系統(tǒng)技術(shù)、微電子和電力電子技術(shù)、傳感和測量技術(shù)，為智能電網(wǎng)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

一、中國“堅強(qiáng)智能電網(wǎng)”概念的提出

中國提出智能電網(wǎng)概念比歐美稍晚，但也一直關(guān)注著國內(nèi)外智能電網(wǎng)在信息采集、集成、控制等方面的最新研究進(jìn)展。

國家電網(wǎng)公司在2009年5月召開的特高壓輸電技術(shù)國際會議上正式提出了“堅強(qiáng)智能電網(wǎng)”概念與建設(shè)規(guī)劃（見圖1）。以通信平臺為支柱，以堅強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以智能控制為手段，包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度6個環(huán)節(jié)，涵蓋所有電壓等級，實現(xiàn)電力流、信息流、業(yè)務(wù)流的高度集成融合，以建成經(jīng)濟(jì)高效、堅強(qiáng)可靠、透明開放、友好互動、清潔環(huán)保的當(dāng)代電網(wǎng)（見圖2）。中國堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)預(yù)計在2020年基本完成，在2030年建成。屆時將成為具有國際先進(jìn)水平的統(tǒng)一的國家級智能電網(wǎng)。

圖1 中國堅強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃

圖2 中國堅強(qiáng)智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

二、中國智能電網(wǎng)發(fā)展的驅(qū)動力

中國智能電網(wǎng)的發(fā)展建設(shè)，從一開始就帶著中國特色，這是基于中國自己資源分布稟賦和管理發(fā)展的歷史特點，特定的條件決定了其驅(qū)動力與其他各國的差異，表明中國智能電網(wǎng)在技術(shù)發(fā)展上與國外有所不同。

中國智能電網(wǎng)發(fā)展的驅(qū)動力主要有以下幾個方面。

（一）優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)與負(fù)荷逆分布

我國一次能源的結(jié)構(gòu)分布并不平衡，擁有豐富的煤炭資源，但缺乏石油、天然氣等資源。我國是頁巖氣儲量大國，但頁巖氣的采集技術(shù)由于受到國外技術(shù)壟斷的掣肘而相對落后。另一方面，我國能源需求和能源存儲總體上呈逆向分布，西北部地區(qū)蘊(yùn)藏有80%以上的煤炭、水電和風(fēng)能等資源，但東部、中部地區(qū)對能源的需求超過能源供給的75%。我國能源供應(yīng)的長期發(fā)展格局是由一次能源分布與生產(chǎn)力分布不平衡所決定的，這促使我國必須盡快進(jìn)行能源的優(yōu)化配置。我國未來的能源生產(chǎn)中心將朝著西部和北部遷移，跨區(qū)域能源調(diào)運(yùn)距離和規(guī)模不斷加大，能源輸送將成為突出問題。這就是國家電網(wǎng)要發(fā)展堅強(qiáng)電網(wǎng)的原因所在。而要實現(xiàn)如此大規(guī)模的電網(wǎng)運(yùn)行、管理、調(diào)度，則必須有與之配套的具有信息管理、集成等功能的智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

當(dāng)前中國電網(wǎng)需要改善的問題涉及諸多方面，如跨區(qū)輸電能力、抵御自然災(zāi)害的能力、安全穩(wěn)定運(yùn)行水平等。中國幅員遼闊，東西部跨距大，而能源分布和主要負(fù)荷分布嚴(yán)重不平衡，這就造成電力傳輸規(guī)模大、距離遠(yuǎn)、損耗大等問題。而加快建設(shè)具有堅強(qiáng)骨干網(wǎng)架的智能電網(wǎng)，則可以有效解決該問題，進(jìn)而緩解東西部能源分布不均的矛盾，也可以為集中與分散并存的清潔能源發(fā)展提供更好的平臺，從而有利于大型傳統(tǒng)能源以及新能源的集約化開發(fā)，促進(jìn)清潔能源的快速發(fā)展。如此一來，我國能源供應(yīng)總量會得到整體提升，為推動國際能源合作和跨國輸電打下堅實基礎(chǔ)，從而實現(xiàn)全國乃至更大范圍內(nèi)能源資源的優(yōu)化配置。

（二）提高消納清潔能源能力

加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)，一方面可以提高電網(wǎng)對于不同可再生能源的適應(yīng)能力，也可以帶動可再生能源的開發(fā)和消納，為可再生能源的使用帶來方便。

建設(shè)智能電網(wǎng)平臺，不僅能為太陽能、風(fēng)電并網(wǎng)提供幫助，減少不同能源間的沖突，使不同能源之間的關(guān)系與配置更加穩(wěn)定，而且能夠提高清潔能源利用率，促進(jìn)清潔能源的開發(fā)，節(jié)約能源，減少廢棄物的排放。

智能電網(wǎng)能夠?qū)Πㄌ柲堋L(fēng)能等清潔能源在內(nèi)的全部資源進(jìn)行精確預(yù)測和統(tǒng)籌布局，為解決大規(guī)模清潔能源并入電網(wǎng)所造成的安全問題提供技術(shù)上的支持，提升電網(wǎng)消納清潔能源的能力。

（三）推動低碳節(jié)能環(huán)保

我國化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO2約占世界總量的1/5。“富煤、少氣、缺油”的能源現(xiàn)狀，使我國很難在短期內(nèi)改變以煤為主的能源結(jié)構(gòu)。在2009年召開的哥本哈根會議上，世界各國討論了《京都議定書》關(guān)于減排的規(guī)則，標(biāo)志著全球走上發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的道路。當(dāng)前，我國經(jīng)濟(jì)社會高速發(fā)展，需要抓住發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和綠色經(jīng)濟(jì)的機(jī)遇，同時又不能忽視巨大的減排CO2的壓力。

建設(shè)智能電網(wǎng)對于節(jié)能減排意義重大，首先應(yīng)促進(jìn)清潔能源的開發(fā)和消納，提高清潔能源的利用效率，使更多的清潔能源并入電網(wǎng)，緩解電網(wǎng)壓力。其次，智能電網(wǎng)可以使電能在輸送終端得到更為合理的利用，以順應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)的要求，從源頭上改變大眾的能源消費(fèi)觀念。智能電網(wǎng)的建設(shè)，可以推動蓄能電池充電等相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，加快電動汽車、智能家居和低耗節(jié)能等設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用，減少煤、石油等化石燃料的使用，促進(jìn)清潔能源的開發(fā)和使用，強(qiáng)化生態(tài)環(huán)保的理念，為保護(hù)自然環(huán)境做出重大貢獻(xiàn)。

隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，改變其運(yùn)營模式及電能的利用模式已經(jīng)成為當(dāng)前智能電網(wǎng)發(fā)展的瓶頸，而電動汽車接入電網(wǎng)、雙向電能交換則是改善這一現(xiàn)狀的有效途徑之一。

（四）提升供電可靠性需求

隨著科技和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電力用戶對電能質(zhì)量和供電穩(wěn)定性的要求越來越高。電網(wǎng)發(fā)展速度的提升帶來了供電的不穩(wěn)定性，頻繁的停電事故，每一次都會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。研究表明，美國企業(yè)每年因停電和電能品質(zhì)問題所造成的損失高達(dá)1000億元以上。就設(shè)備利用率而言，傳統(tǒng)電網(wǎng)設(shè)備利用率低下，僅有5%的發(fā)電設(shè)備和配電設(shè)備的利用率達(dá)到90%和75%以上。與此同時，伴隨著電力用戶對電能需求的增加，電能供給往往不能滿足用電需求，迫切需要改善電網(wǎng)的輸電和配電能力。

智能電網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)入了新的階段，只有依靠控制技術(shù)和現(xiàn)代信息、通信技術(shù)，結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行的各個方面，進(jìn)行全面的改善和提高，才能推動電網(wǎng)轉(zhuǎn)變發(fā)展模式、加快發(fā)展速度、提升供電可靠性，引領(lǐng)電網(wǎng)的智能化發(fā)展。

（五）提升裝備制造能力

電力工業(yè)的發(fā)展對材料工業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)、計算機(jī)技術(shù)等有著極大的引導(dǎo)、促進(jìn)作用。近年來，隨著我國設(shè)備制造能力的提高，特高壓和直流輸電設(shè)備已達(dá)國際先進(jìn)水平，可以設(shè)計、研制先進(jìn)的電工設(shè)備并進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)，但核心設(shè)備的制造尚缺乏先進(jìn)技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗，還有待提高。

智能電網(wǎng)將融合傳感器、網(wǎng)絡(luò)通信、化學(xué)儲能和電力電子等高新技術(shù)，對于推動新能源、新材料、新設(shè)備制造及通訊信息等高科技產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)新技術(shù)革命具有直接的綜合的效果。

三、中國智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

信息化、數(shù)字化、自動化、互動化是堅強(qiáng)智能電網(wǎng)在技術(shù)上的四個基本特征。信息化是指信息的高度集成和共享；數(shù)字化是指電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及狀態(tài)的定量描述和各類信息的高效采集與傳輸；自動化是指電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的自動監(jiān)控故障狀態(tài)的自動恢復(fù)和控制策略的自動優(yōu)選等；互動化是指電源電網(wǎng)和用戶資源的互動與協(xié)調(diào)運(yùn)行。

圖3所示為智能電網(wǎng)的主要技術(shù)組成。AMI、ADO、ATO、AAM這四部分之間是密切相關(guān)的：AMI通過與用戶的通信聯(lián)系提供帶時標(biāo)的系統(tǒng)信息，用戶可以通過AMI來訪問電力市場；AMI同時為ADO改善配電運(yùn)行收集配電信息，通過ADO信息，ATO進(jìn)而改善輸電系統(tǒng)運(yùn)行和管理輸電阻塞；AAM則為ADO及可靠性維護(hù)提供資產(chǎn)管理數(shù)據(jù)。

圖3 智能電網(wǎng)的主要技術(shù)組成

（一）信息交互平臺

現(xiàn)代信息通信技術(shù)的應(yīng)用貫穿了智能電網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)電力生產(chǎn)技術(shù)與新興信息通信技術(shù)的相互滲透，為智能電網(wǎng)提供了有效的技術(shù)支撐。智能電網(wǎng)信息交互平臺如圖4所示。未來智能電網(wǎng)對通信及信息技術(shù)要求會更高，依賴性也會更強(qiáng)。支撐廣域、全景實時信息的傳輸系統(tǒng)信息化交互平臺建設(shè)將成為發(fā)展智能電網(wǎng)的一項重要工作。

（二）智能融合電網(wǎng)

圖4 智能電網(wǎng)信息交互平臺

復(fù)合技術(shù)的應(yīng)用是智能電網(wǎng)的一大特點，一次與二次、裝備與電網(wǎng)、裝置與系統(tǒng)將逐步走向融合。智能電網(wǎng)中智能系統(tǒng)的外延也隨著專業(yè)界限的模糊而大大拓寬，除了使用傳統(tǒng)二次系統(tǒng)的測控、保護(hù)、安全穩(wěn)定控制等裝置外，用于傳統(tǒng)一次系統(tǒng)的智能電器、靜止補(bǔ)償裝置、固態(tài)開關(guān)、優(yōu)質(zhì)低價和高容量的儲能裝置等，也被應(yīng)用于智能電網(wǎng)中。

在新一代智能配電網(wǎng)中，信息的傳輸集成與綜合將會以一種全新的方式出現(xiàn)。在電力配電網(wǎng)設(shè)備中，大量各式各樣的傳感器將會嵌套于設(shè)備中，與短距無線網(wǎng)絡(luò)形成監(jiān)控和智慧的感受系統(tǒng)，電力能源的傳輸和信息的傳輸融為一體，既能全面采集電力運(yùn)行狀況參數(shù)，實時進(jìn)行最優(yōu)控制和狀態(tài)診斷，還可以支持分布式發(fā)電系統(tǒng)，為配電網(wǎng)的管理提供實時的仿真分析和輔助決策工具，從而有效地支持潮流分布計算、故障迅速反應(yīng)切除、配電網(wǎng)自愈重構(gòu)等。

由此，分布式實時控制成為了可能，信息系統(tǒng)也具有良好的開放性和擴(kuò)展性，采用標(biāo)準(zhǔn)的信息交換和通信規(guī)約，支持監(jiān)控設(shè)備與應(yīng)用軟件。專家系統(tǒng)的即插即用，使各個信息系統(tǒng)不再是“孤島”，可以實現(xiàn)自動化系統(tǒng)的信息無縫集成與高度共享，就像人體實現(xiàn)肌體和神經(jīng)系統(tǒng)的有機(jī)融合一樣。

（三）電網(wǎng)仿真及控制決策支持

電力系統(tǒng)的狀態(tài)變換和故障處理都是人腦無法企及的，非線性與開放性的特點決定其管理、運(yùn)行、設(shè)備檢修、狀態(tài)監(jiān)測等越來越趨向于使用專業(yè)化軟件，對于故障預(yù)判、預(yù)警也越來越傾向于使用軟件系統(tǒng)仿真，這是智能化電網(wǎng)的又一個鮮明的技術(shù)特點。

電力系統(tǒng)仿真是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和調(diào)度運(yùn)行的基礎(chǔ)，它根據(jù)實際電力系統(tǒng)建立模型并進(jìn)行計算和實驗，為保障電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，通過研究電力系統(tǒng)在規(guī)定時間內(nèi)的工作行為和特征，對電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行分析、決策、控制。20世紀(jì)90年代以來，高壓直流輸電系統(tǒng)、柔性交流輸電系統(tǒng)、安全穩(wěn)定裝置、新型電力元件等，在電網(wǎng)中的應(yīng)用越來越普遍，目前的電網(wǎng)仿真精度和仿真規(guī)模已經(jīng)無法滿足需求，快速仿真算法、仿真基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、仿真模型及大規(guī)模電力系統(tǒng)數(shù)字實時仿真技術(shù)的研究，將成為仿真技術(shù)新的發(fā)展方向。

（四）能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命

作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源政策的重要組成部分，智能電網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)成為世界上很多國家的戰(zhàn)略決策。

黨的十八大報告首次提出“能源產(chǎn)業(yè)和能源消費(fèi)革命”的說法，這成為此后兩年能源工作會議部署工作的基調(diào)，也將此提升至國家長期戰(zhàn)略的高度，顯示了中央的動作和決心。2015年3月25日中共中央下發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》文件中強(qiáng)調(diào)“形成由市場決定電價的機(jī)制，以價格信號引導(dǎo)資源有效開發(fā)和合理利用；要構(gòu)建電力市場體系，促進(jìn)電力資源在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置”，電力行業(yè)需“加強(qiáng)壟斷環(huán)節(jié)的成本價格監(jiān)管，促進(jìn)企業(yè)降低成本，提高效率”。這充分說明了能源革命與智能電網(wǎng)的發(fā)展是相互依托的。

伴隨著智能電網(wǎng)中智能供電概念的產(chǎn)生，電力能源商品化運(yùn)作的新規(guī)則帶來一系列挑戰(zhàn)。圍繞電網(wǎng)與用戶的雙向互動、可再生能源和分布式電源發(fā)展與管理、電力供應(yīng)商業(yè)模式和技術(shù)手段等，以配電環(huán)節(jié)和用戶為主體，有關(guān)智能電網(wǎng)的市場化運(yùn)行規(guī)則和應(yīng)用理念逐步形成。這些市場規(guī)范秩序和交易規(guī)則可以形成許多最優(yōu)模型，進(jìn)而形成市場反應(yīng)預(yù)案庫，以應(yīng)對不同的市場變化。

四、中國智能電網(wǎng)建設(shè)取得的成績

（一）電網(wǎng)規(guī)模躍居世界首位

自提出大力建設(shè)智能電網(wǎng)以來，我國電網(wǎng)建設(shè)經(jīng)歷了高速發(fā)展的階段，規(guī)模已躍居世界首位。全國聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)步推進(jìn)，區(qū)域電網(wǎng)不斷堅強(qiáng)，自動化水平逐步提升，電能質(zhì)量和供電可靠性進(jìn)一步提高，電力發(fā)展和電網(wǎng)建設(shè)有效支撐了社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。

“十二五”以來，電網(wǎng)工程建設(shè)完成投資年年有不同程度的提升。其中，2011年完成3682億元，同比增長6.77%；2012年完成3693億元，同比增長0.2%；2013年完成3894億元，同比增長5.44%；2014年突破四千億達(dá)4118億元，增速達(dá)6.8%，而在2015年，國家電網(wǎng)投資額為4679億元，南方電網(wǎng)公司為834億元，合計5513億元，僅用一年便突破五千億大關(guān)。

智能電網(wǎng)的發(fā)展要面向技術(shù)革命前沿、面向國家重大戰(zhàn)略需求、面向國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場，堅持“自主創(chuàng)新、智能引領(lǐng)、綠色發(fā)展、重點突破”。

（二）特高壓建設(shè)影響世界

“十一五”末期，國家電網(wǎng)區(qū)域只有兩條特高壓工程投入運(yùn)行——1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程與向家壩—上?！?00千伏特高壓直流輸電示范工程。如今，國家電網(wǎng)已累計建成“三交四直”特高壓工程，“四交六直”正在建設(shè)，在運(yùn)在建17項特高壓工程線路長度超過2.8萬公里。

西電東送極大推動了南方電網(wǎng)網(wǎng)架技術(shù)的更新，促其掌握了世界領(lǐng)先的駕馭復(fù)雜大電網(wǎng)的技術(shù)和能力。南網(wǎng)骨干網(wǎng)架已經(jīng)成為集成了500千伏常規(guī)直流、800千伏特高壓直流、背靠背直流和柔性換流的交直流混聯(lián)的區(qū)域大電網(wǎng)，初步形成了“八交八直”的主網(wǎng)架格局。

“十二五”期間，特高壓從“試驗”、“示范”到全面大規(guī)模建設(shè)，以特高壓為骨干網(wǎng)架的加強(qiáng)智能電網(wǎng)已顯雛形。數(shù)據(jù)顯示，“十二五”期間，國家電網(wǎng)特高壓工程變電（換流）容量超過2.9億千伏安（千瓦），累計送電超過4300億千瓦時。南方電網(wǎng)“西電東送”完成電量1713億千瓦時，同比增長了30%。

（三）電能替代工作取得突破性進(jìn)展

智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中，全面落實“以電代煤、以電代油、電從遠(yuǎn)方來，來的是清潔電”的戰(zhàn)略。2015年，僅國家電網(wǎng)公司就累計推廣實施電能替代項目1.72萬個，完成替代電量760億度。電能替代實現(xiàn)了從無到有、從小到大的跨越式發(fā)展。

“十二五”期間，國家電網(wǎng)累計實施電能替代項目3.1萬余個，替代電量1400億千瓦時，電能占終端能源消費(fèi)比重達(dá)到24.13%，相當(dāng)于在能源終端消費(fèi)環(huán)節(jié)減少標(biāo)煤消耗2400萬噸，減排CO26000萬噸，減排SO2、氮氧化物和煙塵等排放140萬噸，成效顯著。

（四）新能源接納能力大幅提升

我國電力企業(yè)圍繞新能源并網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)行消納、管理服務(wù)、技術(shù)創(chuàng)新等方面做了大量工作。截至2015年11月底，國家電網(wǎng)公司調(diào)度范圍內(nèi)新能源累計并網(wǎng)容量14626.39萬千瓦。其中風(fēng)電并網(wǎng)容量達(dá)到10263.40萬千瓦，突破1億千瓦大關(guān)。光伏發(fā)電并網(wǎng)容量3439.10萬千瓦。

在南方電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)域內(nèi)，得益于“西電東送”戰(zhàn)略的實施，清潔能源達(dá)到了44.7%的較高比例，電網(wǎng)在西南水電基地電力外送過程中發(fā)揮了巨大作用。截至2015年12月底，南方電網(wǎng)各省區(qū)新能源并網(wǎng)裝機(jī)容量1621.41萬千瓦。其中風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量1274.17萬千瓦，占比78.58%；光伏類并網(wǎng)裝機(jī)容量232.15萬千瓦，占比14.26%；生物質(zhì)（含垃圾發(fā)電）并網(wǎng)裝機(jī)容量115.09萬千瓦，占比7.10%。

同時，我國電網(wǎng)企業(yè)積極建立新能源優(yōu)先調(diào)度機(jī)制，完善調(diào)度支持系統(tǒng)，提高新能源利用水平，出臺《分布式電源接入配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)規(guī)范》等措施，建立了便捷、高效并網(wǎng)服務(wù)管理體系。此外，還積極開展技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)新能源技術(shù)升級。僅國家電網(wǎng)公司一家，2015年開展新能源課題研發(fā)71項，投入新能源技術(shù)研發(fā)資金達(dá)3.01億元，同比增長5.5%。

（五）科技創(chuàng)新成果喜人

科技創(chuàng)新體系的逐步完善為行業(yè)科技創(chuàng)新能力的提升奠定了堅實的基礎(chǔ)。智能電網(wǎng)領(lǐng)域科技創(chuàng)新屢創(chuàng)佳績，在眾多技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)造了多個世界第一，實現(xiàn)了中國創(chuàng)造和中國引領(lǐng)。多項新產(chǎn)品新技術(shù)依托工程建設(shè)，均達(dá)到國際領(lǐng)先水平，成為世界領(lǐng)跑者。

其中，特高壓相關(guān)技術(shù)斬獲多項國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎，高壓直流斷路器關(guān)鍵技術(shù)、大電網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)行控制技術(shù)重大專項研究、智能電網(wǎng)自愈控制技術(shù)等多項技術(shù)取得突破。浙江舟山五端柔性直流、廈門柔性直流輸電等標(biāo)志性工程，成為中國引領(lǐng)的世界典范。另外在標(biāo)準(zhǔn)制定方面，智能電網(wǎng)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)也取得了不俗的成績。

五、中國智能電網(wǎng)建設(shè)面臨的問題

（一）電力需求強(qiáng)勁增長

中國的電力市場相對于許多發(fā)達(dá)國家來說尚不夠成熟穩(wěn)定，正處于發(fā)展階段。20世紀(jì)90年代以來，作為世界經(jīng)濟(jì)的一大亮點，中國經(jīng)濟(jì)保持快速增長，與此同時，電力需求也呈現(xiàn)持續(xù)而強(qiáng)勁的增長趨勢。從1995年開始的近20年里，中國國內(nèi)生產(chǎn)總值由58478億元人民幣增長為664000億元人民幣，年均增長率達(dá)到9.3%；而在此期間，全社會電力消費(fèi)總量由1.01×1012千瓦時增長為6.63×1012千瓦時，年均增長率達(dá)到8.9%。在用電總量增長的同時，用電需求和負(fù)荷模式也隨著我國城鎮(zhèn)化和城鄉(xiāng)一體化的發(fā)展而發(fā)生重大變化，這就意味著原有的電力生產(chǎn)模式和體制要求，以及電能傳輸系統(tǒng)，面臨新的挑戰(zhàn)。

（二）資源與環(huán)境壓力增大

隨著中國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，電力企業(yè)面臨的資源和環(huán)境壓力也越來越大。煤炭“計劃價格”和“市場價格”雙軌制于2010年取消。以電煤為例，當(dāng)年前三季度電煤價格比2009年底每噸上漲35元左右，漲幅約15%?？墒?，到了2015年，煤炭價格大幅下跌，如此大的價格波動，對于電力企業(yè)和煤炭行業(yè)都是一個巨大的挑戰(zhàn)。另外，隨著土地資源日益緊張，線路走廊和站址選擇也更加困難，致使電力企業(yè)用于征地的成本大幅增加。依照政府的政策導(dǎo)向，我國正致力于建設(shè)能源節(jié)約型社會，要求GDP能耗要求逐年降低20%左右，這對電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出了新的要求，同時環(huán)境保護(hù)問題也被列為“十三五”規(guī)劃的約束性指標(biāo)，環(huán)評工作對電力項目的核準(zhǔn)與建設(shè)的影響更加突出。

（三）區(qū)域差異服務(wù)需求有待提高

由于中國宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡，隨著電力需求高速增長，地區(qū)間的電能消費(fèi)量差別逐所增大。中國電力供給與需求分布存在以下特點：能源方面，水能主要在西南地區(qū)，煤炭分布于陜西、山西、內(nèi)蒙古西部“三西”地區(qū)；負(fù)荷則主要集中于東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的地區(qū)。因此，電力供給的可獲得性、非歧視性、可承受性，面臨區(qū)域間經(jīng)濟(jì)人口及電力供需不均衡帶來的挑戰(zhàn)，在堅強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，必須考慮區(qū)域差異和普遍服務(wù)的社會責(zé)任及經(jīng)營需求。

（四）電力改革尚未完善

相對于其他工業(yè)，中國電力行業(yè)的市場化改革起步較晚。電網(wǎng)雖然已經(jīng)實現(xiàn)政企分開、廠網(wǎng)分離，但是由于缺少市場競爭，在輸電、配電、售電方面仍然存在不少問題。目前我國電價仍由發(fā)改委決定，電網(wǎng)企業(yè)購售電價空間有限，且電網(wǎng)企業(yè)主、輔業(yè)并未完全分離，企業(yè)經(jīng)營難度也因此增加。另外，由于電力改革尚未完善，服務(wù)機(jī)制尚不健全，電網(wǎng)企業(yè)實際承擔(dān)了較多的服務(wù)社會的責(zé)任，如落后地區(qū)的城網(wǎng)改造、“村村通電”工程、居民用電無償維修服務(wù)等，因此負(fù)擔(dān)較重。

六、中國智能電網(wǎng)的發(fā)展方向

智能電網(wǎng)的發(fā)展要面向技術(shù)革命前沿、面向國家重大戰(zhàn)略需求、面向國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場，堅持“自主創(chuàng)新、智能引領(lǐng)、綠色發(fā)展、重點突破”，以全面提升自主創(chuàng)新能力為核心，以發(fā)展數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線，以發(fā)展資源節(jié)約、環(huán)境友好型綠色制造為重要方向，率先實現(xiàn)重點領(lǐng)域重大產(chǎn)品和重大制造技術(shù)的突破，用高新技術(shù)提升傳統(tǒng)行業(yè)，發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和先進(jìn)制造業(yè)，推動電網(wǎng)整體盡快走上創(chuàng)新驅(qū)動軌道，全面推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級。

（一）自主創(chuàng)新

創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，最根本的是要增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，最關(guān)鍵的是把核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)牢牢掌握在自己手中。當(dāng)前我國電力行業(yè)國際競爭力已顯著提高，其中部分產(chǎn)業(yè)的某些領(lǐng)域已接近或躋身國際先進(jìn)行列，部分企業(yè)已取得與國外著名企業(yè)同臺競爭的實力。在這種情況下，要想主要通過引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，走模仿跟蹤的技術(shù)創(chuàng)新之路已經(jīng)越來越困難。因此，在技術(shù)創(chuàng)新路徑的選擇上，必須轉(zhuǎn)到依靠自主創(chuàng)新求發(fā)展。要密切跟蹤、科學(xué)研判世界科技發(fā)展趨勢，看到差距，找準(zhǔn)問題，瞄準(zhǔn)突破口和主攻方向。堅持自主研發(fā)，著力攻克一批關(guān)鍵核心技術(shù)，突破原創(chuàng)，占領(lǐng)技術(shù)制高點。

（二）智能引領(lǐng)

數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化是信息化和工業(yè)化深度融合的主要內(nèi)容，是產(chǎn)品創(chuàng)新和制造技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵共性技術(shù)，是實現(xiàn)制造強(qiáng)國的核心技術(shù)和關(guān)鍵。通過數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)，引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展。突破數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化共性關(guān)鍵技術(shù)，全面推廣數(shù)字化制造，分批引領(lǐng)智能化制造試點示范，改造提升傳統(tǒng)企業(yè)。促進(jìn)制造業(yè)向數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造發(fā)展，就是要全面提升產(chǎn)品設(shè)計、制造、管理與服務(wù)的數(shù)字化智能化水平，從根本上提升產(chǎn)品功能、性能和市場競爭力。以產(chǎn)品的實際需求為導(dǎo)向，選擇基礎(chǔ)條件好、帶動作用強(qiáng)、需求迫切的行業(yè)和重點企業(yè)先行釋放。

（三）綠色發(fā)展

綠色經(jīng)濟(jì)是未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大勢所趨，綠色發(fā)展是破解資源、能源、環(huán)境瓶頸制約的關(guān)鍵所在，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。行業(yè)應(yīng)積極研究開發(fā)綠色制造技術(shù)，著力推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展，開發(fā)高質(zhì)量、高效率、低消耗、低排放的綠色制造流程，降低制造業(yè)資源和能源消耗總量。加大技術(shù)改造和設(shè)備更新力度，形成若干有標(biāo)志性與原創(chuàng)性的重大綠色工藝、技術(shù)、設(shè)備，提高資源能源利用效率。大力發(fā)展環(huán)保技術(shù)、環(huán)保裝備和環(huán)保產(chǎn)業(yè)，發(fā)展再制造工程，促進(jìn)污染末端治理向源頭預(yù)防、過程控制并重的轉(zhuǎn)變。

（四）重點突破

我國智能電網(wǎng)各個領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展水平并不平衡，不可能也沒有必要在所有的領(lǐng)域都處于世界領(lǐng)先地位。因此，要采取重點突破、整體推進(jìn)的原則，大力激勵優(yōu)勢領(lǐng)域、發(fā)達(dá)地區(qū)和重點企業(yè)在自主創(chuàng)新上率先行動，帶動全行業(yè)、整個地區(qū)的發(fā)展。首先，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家水平比較接近的領(lǐng)域，力爭率先突破，進(jìn)入世界先進(jìn)行列，或處于世界領(lǐng)先地位。其次，一些對行業(yè)整體有重要影響的重點領(lǐng)域，要夯實產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，進(jìn)行重點突破，實現(xiàn)自主創(chuàng)新能力和技術(shù)水平的整體提升，接近世界先進(jìn)水平。

七、中國智能電網(wǎng)的發(fā)展建議

由于國情、出發(fā)點和認(rèn)知的不同，世界各國智能電網(wǎng)的發(fā)展和實施也各具特色。中國智能電網(wǎng)的發(fā)展必須根據(jù)中國特色進(jìn)行規(guī)劃實施，結(jié)合國內(nèi)特點，適應(yīng)實際需求，加強(qiáng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)規(guī)劃，強(qiáng)化基礎(chǔ)支撐建設(shè)，實現(xiàn)跨越發(fā)展。既要立足于目前處于發(fā)展期的現(xiàn)實，又要兼顧未來成熟期的前景；既要滿足近期的需求，又要適應(yīng)未來的要求。

（一）提高電網(wǎng)投資決策水平和規(guī)劃水平

智能電網(wǎng)發(fā)展需要加大對電網(wǎng)資產(chǎn)的投資，然而我國目前這方面投資的實際情況與要求存在較大差距：其一，電網(wǎng)企業(yè)盈利水平還不高，自我資金籌措能力有限；其二，由于目前電網(wǎng)企業(yè)資產(chǎn)負(fù)債率較高，若要加快電網(wǎng)發(fā)展，企業(yè)的財務(wù)風(fēng)險會進(jìn)一步增加；其三，增加電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)的難度及費(fèi)用也受制于土地資源和環(huán)保壓力。

因此，如何做到資金和相關(guān)資源的合理利用，保證智能電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)的科學(xué)性、合理性和投資的有效性，對智能電網(wǎng)的發(fā)展非常重要。

綜上所述，在智能電網(wǎng)投資方面，政府部門應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用，帶動全社會共同參與投資，對智能電網(wǎng)的投資實行有效的分?jǐn)倷C(jī)制。同時，在決策方面，應(yīng)在考慮用電需求增長的同時，通過掌握更加精確詳細(xì)的電網(wǎng)運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)，深入了解客戶的需求，從而更為精細(xì)化地設(shè)計規(guī)劃新增或更換設(shè)備。另外，要減少為保證高峰負(fù)荷而付出的高昂投資和代價，可通過分時電價、削峰填谷等方式解決電力供需矛盾。

（二）提高故障處理水平

電網(wǎng)主網(wǎng)的規(guī)模隨著電力需求的不斷增長而持續(xù)擴(kuò)大，復(fù)雜度也不斷提高，為保證安全運(yùn)行，先進(jìn)的技術(shù)和管理手段的應(yīng)用非常重要。在配網(wǎng)方面，用戶對用電可靠性的要求越來越高，而中國的配網(wǎng)設(shè)備存在老化現(xiàn)象嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)不合理等問題，這也是制約電網(wǎng)發(fā)展的因素。對于智能電網(wǎng)的發(fā)展，在預(yù)防方面，可以通過遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)視減少故障的發(fā)生；運(yùn)行中對檢修計劃進(jìn)行優(yōu)化以減少計劃停電；故障發(fā)生后，通過充分的信息支持，對故障進(jìn)行快速定位、隔離，迅速恢復(fù)供電，以提高故障處理水平。

（三）提高改善資產(chǎn)運(yùn)營、維護(hù)、管理水平

隨著新型智能設(shè)備越來越多地投入使用，中國電網(wǎng)傳統(tǒng)的定期檢修的方式已難以滿足新設(shè)備運(yùn)行的要求。如何在資產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大而運(yùn)營、維護(hù)人員規(guī)模不變甚至減少的情況下降低運(yùn)營、維護(hù)成本，確保運(yùn)營、維護(hù)質(zhì)量，既減少或避免“過修、過試”現(xiàn)象，又能準(zhǔn)確合理地評價設(shè)備的健康水平，這對創(chuàng)新資產(chǎn)運(yùn)維和管理模式提出了新的要求。

為了解決這一難題，需要積極開展高級計量體系（AMI）的研究。智能電表是一種分布于電網(wǎng)終端的傳感器和量測點，它不僅能為電網(wǎng)的運(yùn)行和資產(chǎn)管理帶來巨大效益，提供電網(wǎng)用戶的測量值，也可有效提高用戶對實時電力市場的參與程度，應(yīng)積極研制并推廣應(yīng)用。

（四）加強(qiáng)需求側(cè)管理

隨著中國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，電力營銷的精細(xì)化也變得更為重要。電網(wǎng)需要掌握更詳細(xì)、更大范圍的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，更詳細(xì)全面的客戶計量信息，以提高用戶服務(wù)水平，縮短電費(fèi)回收時間，加強(qiáng)需求側(cè)管理，減低運(yùn)營成本。

此外，加強(qiáng)智能電網(wǎng)需求側(cè)管理，離不開家庭局域網(wǎng)的建設(shè)和智能家電接口的標(biāo)準(zhǔn)化。

（五）加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

現(xiàn)有的電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)難以為智能電網(wǎng)提供足夠的技術(shù)依據(jù)，因此與智能電網(wǎng)相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系的建立顯得至關(guān)重要。智能電網(wǎng)的國際標(biāo)準(zhǔn)由美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院、電器電子工程師學(xué)會和國際電工委員會等十幾個組織共同制定，包括電力工程、信息技術(shù)和互通協(xié)議3個方面的智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和互通原則。中國的標(biāo)準(zhǔn)則是由中國電力科學(xué)研究院主導(dǎo)制定。

由于國際技術(shù)壟斷，中國需要立足于國內(nèi)實際，發(fā)展出一種新的模式，設(shè)計出比過去更高效、更便捷、更友好的智能電網(wǎng)，形成既兼顧國際，又具有自身特色的標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)而細(xì)分國際市場，并能夠引導(dǎo)國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。中國必須提升智能電網(wǎng)水平，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，積極參與國際競爭。