智能電網：電力系統中樞神經革命

2010年08月02日 09:29投資者報【大中小】【打印】共有評論0條

《投資者報》記者任鵬宇

自從去年1月份與奧巴馬的復蘇計劃搭上關系，智能電網(Smart power Grid)這個名詞開始頻繁出現在各類媒體上，但對大多數人來說，智能電網仍然像個謎。

如果你把這個謎拋給智能電網概念的始作俑者IBM，它很可能告訴你，“與傳統的電網相比，智能電網看起來更像因特網，可以接入大量的分布式清潔能源，比如風能、太陽能，并整合利用電網的各種信息，進行深入分析和優化，對電網進行更完整和深入的洞察，實現整個智能電網‘生態系統’更好地實時決策”。

根據IBM勾勒的美好藍圖，智能電網建成后，電力用戶可以自己選擇和決定更有效的用電方式；電力公司可以決定如何更好地管理電力和均衡負載；政府和社會可以利用它更好得保護我們的環境。用一句話說，智能電網能夠提高整個電網系統的效率，使其達到更高的智能化程度。

4項特征凸顯智能

那么智能電網的“智能”究竟體現在哪兒？這可以從智能電網的4個主要特征去了解：電網具備自愈能力，可以激勵用戶參與運行和管理電網，具有抵御攻擊的能力，可提供不同發電形式的接入。

“自愈”是智能電網最重要的特征，指的是把電網中有問題的元件從系統中隔離出來并且在很少或不用人為干預的情況下可以使系統迅速恢復到正常運行狀態，從而幾乎不中斷對用戶的供電服務。從本質上講，自愈就是智能電網的“免疫系統”。

在智能電網中，用戶將是電力系統不可分割的一部分，鼓勵和促進用戶參與電力系統的運行和管理是智能電網的另一重要特征。這有助于平衡供求關系，確保系統的可靠性；而通過參與電網的運行和管理，用戶可以修正其使用和購買電力的方式，獲得實實在在的好處。

同時，智能電網將能抵御攻擊，能同時承受對電力系統的幾個部分的攻擊和在一段時間內多重協調的攻擊，降低對電網物理攻擊和網絡攻擊的脆弱性并快速從供電中斷中恢復。

智能電網將能提供滿足21世紀用戶需求的電能質量，減輕來自輸電和配電系統中的電能質量事件。智能電網將安全、無縫地容許各種不同類型的發電和儲能系統接入系統，簡化聯網的過程，類似于“即插即用”。各種不同容量的發電和儲能在所有的電壓等級上都可以互聯，包括分布式電源如光伏發電、風電、先進的電池系統、即插式混合動力汽車和燃料電池。這一方面減少了對外來能源的依賴，另一方面提高供電可靠性和電能質量，特別是對應對戰爭和恐怖襲擊具有重要的意義。

此外，智能電網將使電力市場蓬勃發展，優化其資產應用，使運行更加高效。

5大技術提供支撐

從技術上講，智能電網即以物理電網為基礎，將現代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與物理電網高度集成而形成新型電網。智能電網的核心內涵是實現電網的信息化、數字化、自動化和互動化，通信、量測、設備、控制、支持等5方面的技術將對智能電網的建立提供技強力支撐。

建立高速、雙向通信系統是邁向智能電網的第一步。這是實現智能電網的基礎，沒有高速、雙向、實時、集成的通信系統，任何智能電網的特征都無法實現。

參數量測技術是智能電網基本的組成部件。先進的參數量測技術獲得數據并將其轉換成數據信息，以供智能電網的各個方面使用，借以評估電網設備的健康狀況和電網的完整性并與用戶進行溝通。

未來的智能電網中的設備將充分應用在材料、超導、儲能、電力電子和微電子技術方面的最新研究成果，從而提高功率密度、供電可靠性和電能質量以及電力生產的效率。

先進的控制技術是指智能電網將提供對輸電、配電和用戶側的控制方法并且可以管理整個電網的有功和無功。

而決策支持技術則是將復雜的電力系統數據轉化為系統運行人員一目了然的可理解的信息，其中包括動畫技術、動態著色技術、虛擬現實技術以及其他數據展示技術。

飛速發展歷程

雖然因為奧巴馬而獲得廣泛的傳播，不過智能電網的鼻祖卻不是美國人。2005年冬天，加拿大人馬克?坎貝爾(Mark Kerbel)發明了一種無線控制器，這個設備與大樓的各個電器相連，從而實現了對這些電器的有效控制。

坎貝爾的技術實際是目前熱門的“智能電網”的雛形，這個技術可以賦予電器智能，提高能源的利用效率。而坎貝爾最初的目的僅僅是節能，他絕對沒有想到，自己一個不經意的念頭，會給信息社會帶來革命性的影響。

2006 年，美國IBM公司曾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。IBM把智能電網稱為“電網2.0”，這個被形象比喻為電力系統的“中樞神經系統”的方案出臺，標志著智能電網概念的正式誕生。

兩年后，美國人在科羅拉多州的波爾得(Boulder)展示了一幅智能電網的美好場景——每戶家庭都安裝智能電表，人們可以很直觀地了解每個時刻的電價，以便把一些要使用大功率電器的事情，比如洗、燙衣服，用電暖氣等安排在電價低的時間段；電表還可以幫助人們優先使用風電和太陽能等清潔能源；同時，變電站可以收集到每家每戶的用電情況，在有問題出現時重新配備電力。奧巴馬上臺后，美國白宮最新發布的《復蘇計劃尺度報告》宣布：將鋪設或更新3000英里輸電線路，并為4000萬美國家庭安裝智能電表——美國將推動互動電網的整體革命。隨后，世界各國也開始進行相關政策、標準的制定并相繼發布具體的實施規劃。

今年年初，國家電網公司制定了《關于加快推進堅強智能電網建設的意見》，確定了建設堅強智能電網的基本原則和總體目標。隨后，智能電網被寫入政府工作報告。

2010年7月26日，中國國家能源局總工程師吳貴輝表示，目前正在編制的能源行業“十二五”規劃，將發展智能電網作為重要內容納入其中。