发展互动电网成为国际新能源革命的战略起点

1、发展互动电网成为国际新能源革命的战略 起点 2009年6月美国公布一项简称为“IEEE P2030”的智能电网标准和互通原则，这个标准的核心就是推动电力工程、通讯和信息技术的互动。一场以“互动电网”为核心的世界电力改革渐入深水区。著名能源问题专家武建东教授从我国电网的现状出发，率先提出中国国家电网公司需要大力发展“互动电网”的观点，把智能电网推向崭新阶段。互动电网，即Interactive Smart Grid，智能电网的含义已包涵其中。发展智能电网正在成为国际新能源革命的战略起点全球主要经济体正面临着一次使电力体系效益最大化的历史机遇，整合或改造这个传统电力流程,其本质就是更有效地重组人类的

2、能源体系，改造人类基本的生产方式。以信息化电网重塑全球电力体系是危机时代人类提高能源效率的最佳捷径。2009年4月24日，美国众议院能源和环境委员会对新的美国气候法案进行了激烈的辩论，这个法案是美国200年来有关气候问题最重要的法律，也是美国推行新能源变革的战略基准。民主党的灵魂人物是前副总统戈尔，共和党的领军人物是前议长金里奇，两党在攸关美国未来的能源和气候政策方面大相径庭，而在发展智能电网、提高电网效率方面却取得了惊人的一致性，这不仅是美国党派利益难得的结合部，也将是奥巴马能源革命获得重大突破的一个起点。这个战略主题已经成为美国战胜金融海啸的天使。2009年1月25日奥巴马上台5天之后，美

3、国白宫就发布了经济复兴计划进度报告，其中美国政府宣布未来3年以内将为美国家庭安装4000万个智能电表，同时投资40多亿美元推动电网现代化。美国能源部部长朱棣文最近也表示，奥巴马总统已宣布向美国企业提供24亿美元，用于制造插座式混合动力车和车用电池，美国能源部也在加强车用电池的研究。电池是新型电网最重要的客户工具，这样就可以更大体量地创造智能电网的应用运转空间。 全球主要经济体正面临着一次把电力体系效益最大化的历史机遇，这个过程将通过发电、输电、供电、用电和服务各个电力产业基本流程智能化、信息化的实现，整合或改造这个传统电力流程，其本质就是更有效地重组人类的能源体系，改造人类基本的生产方式。因此

4、，以信息化电网重塑全球电力体系将是危机时代人类提高能源效率的最佳捷径。任何一个世界大国发展能源、推进能源转型都必须对信息化电网加大战略投入，部署长期安排。信息化电网也将改变我国的能源战略理念，谁掌握了信息化电网，谁就主导了下一代全球能源的战略能力。互动电网革命的根本目的，就是实现世界电力产业的跨越式转型，推动电力产业从中低端电力供应商的传统模式提升为综合能源、通讯和信息服务商的高端创新模式。这将推动电力基础设施通过加载数字设备和芯片技术升级为人类创新生产和生活的重要设施。电力系统的通讯和信息等服务的营业收入和盈利水平完全可能等同或超过传统的售电业务。电力产业将实现工业革命以来最重要的大跨度转型

5、。与此同时，也将实现有插座的地方就有能源，有插座的地方就有信息互动，芯片技术也将推动无处不在的个性化插座分解为公共设施和用户财产，如同手机话费计量一般，携带芯片的充电装置将在公共插座上实现（例如：车辆电池）买电或售电的交易行为。消费者既可以是电力客户，也可能成为风能、太阳能、氢电池、生物沼气等小型电力供应商，这个转变将使人类消费能源的方式发生历史性革命。中美两国能源效率改革不同发展路径奥巴马发展可再生能源的创新举措是启动美国电网互动变革的根本动力，可以构造一个标准统一、高端转型、兼容替代的统一智能电网，借此美国就可以实现电网神经系统的合成，造就全球最大规模的信息化资源和最伟大的机会。较之欧美国

6、家，经济危机中受冲击相对较轻的中国更需要占领智能互动电网这个能源革命的制高点，电网体系的信息化是我国在能源革命中最有可能执世界之牛耳的大业，不但应该成为我国营建内需经济的重大转折性机遇，也应该成为我国能源革命的优先突破产业。在中国，国家电网公司目前正在推进“一特四大”的电网发展战略，即以大型能源基地为依托，建设由1000千伏交流和±800千伏直流构成的特高压电网，形成电力“高速公路”，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发，在全国范围内实现资源优化配置。同时，将以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，发展以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自

7、主创新、国际领先的坚强智能电网。这个战略的核心仍然是依托中央集权制的国家体制营建特高压电网基础上的电网现代化，其电力中枢系统仍然没有摆脱大煤电、大水电，而以实现电网骨架更大体系的统一为目标。尽管这个电网骨架的统一与美国电网中枢系统的统一发展的本质都指向能源效率的现代化，但是一个没有健全中枢机制的电网体系很难与一个智能化的电网体系相比拟。美国智能电网的四个孪生兄弟分别是：高温超导电网、电力储能技术、可再生能源与分布式系统集成（RDSI）和实现传输可靠性及安全控制系统，这个电网发展战略的本质是开发并转型进入“下一代”的电网体系，其战略的核心是先期突破智能电网，嗣后营建可再生能源和分布式系统集成（R

8、DSI）与电力储能技术，最终集成发展高温超导电网。因此，中美发展智能电网技术形相似、神相异，这就需要我国电网体系尽快调整战略，在这场世界电网体系的转型之中灵活应对，并成为最终的赢家。由此，需要认真反思我国的能源战略、特别是电力发展战略的合理性。经济危机中受冲击相对较轻的中国更需要占领智能互动电网这个能源革命的制高点，并借此全面拉动我国电网体系的革命。电网体系的信息化是我国在能源革命中最有可能执世界之牛耳的大业，不但应该成为我国营建内需经济的重大转折性机遇，也应该成为我国能源革命的优先突破产业。中国互动电网体系架构原则我国电网的发展战略需要大规模调整，它的首要发展目标应该确定为电网的效率革命，也

9、就是实施互动电网的革命。这个先进电网第一位的战略目标既是国际电网变革的第一高地，也是全球电网的战略制高点。2009年以后的三到五年内，我国应该全面推进互动电网发展，否则，一旦美欧经济复苏并实现了经济与电力结构的升级转型，我国不但将失去一次领跑世界经济的机会，也将再一次沦为国际分工的劳动力角色。运转信息化电网管理体系：实现发电、输电、供电、用电、客户服务加载一体化互动的物理设备，建立国际化标准的电力管理平台，使用国际化、标准化的软件界面，实现电能的清洁、有效、可靠和灵活运用。适应21世纪新一代电网运转的需要：可有效地接入各种电力来源，实现各种电力源和客户终端与电网的无缝互连，实现电网与电力储能装

10、置的大规模互动对接。例如将太阳能、风能、地热能、海洋能等可再生能源以及燃料电池等接入电网运行。推动电网更加高效运行：能够实现双向、互动、实时的智能化数据传输和读取，满足动态的、有选择的浮动电价制度的运转，根据用户需求有效控制电力的生产和输配的调控，提高能源效率，实现节能和减排目标。实现电网自愈：建立电力传感器系统和更新电力体系的自动控制系统，预测、检测和修复电力系统的安全运营问题。抵御不当攻击：有效识别和应对任何人为或自然干扰与恶意破坏。提供高品质电力服务：提高供电效率，减少能量损耗，改善供电质量，解决电网商业化之运转，实现清洁、稳定的电力供应，节省客户资金和社会资源。激励消费者积极参与：通过

11、电网的互动化，消费者能够更好地管理需求和降低电力使用成本，消费者既可以是电力客户，也可以成为小型电力供应商。优化电力资产管理: 节约电网的运营和维护费用，推动电力市场的创新发展。可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合，在电力供应高峰，能够在不同区域间进行及时调度，平衡电力供应缺口，从而达到对整个电力系统运行的优化管理。以智能电表和微传感器作为电网运转的新型物理要素：可以将智能电表作为互联网路由器，推动电力部门以其终端用户为基础，进行通信、宽带业务或传播电视等信号传输。营建更灵活的能源系统，推动建立分布式能源管理体系：可再生能源具有能流密度较低、分散性强

12、、投资省、能耗低、利用率也较低的特点，适合分布式能源管理，这种管理体系具有无需建设配电站、土建和安装成本低、增加设备年利用时数、各电站相互独立、用户可自行控制、供电的可靠性高、具较低的输配电损耗、适合多种热电比的变化、可进行遥控和监测区域电力质量和性能、便利商业区和居民区之供电、提高环保水平等综合特点。分布式能源体系与以化石能源为主的集中化能源管理模式之间，迫切需要建立连通平台，整合管理，而发展互动电网的使命之一就是实现集中式能源管理和分布式能源管理的契合，建立双轨合成的能源管理平台。从全球经济互动和市场融合而言，2009年以后的三到五年内，我国应该全面推进互动电网发展，而忽视或仅满足于互动电

13、网局部试点则将使中国经济及其电力体系仍难以脱离传统模式，一旦美欧经济复苏并实现了经济与电力结构的升级转型，我国不但将失去一次领跑世界经济的机会，也将再一次沦为国际分工的劳动力角色。发展中国智能互动电网技术流程要素 我国独特的中央集权电力体制，决定了分级、分区、分时、总体和全网实现智能化、信息化的可能性、必要性和现实性，为此，我国电网现代化的择优技术路线应明确为跨越式、跨产业的变革方式；其发展目标应明确为主体营建互动电网，成为我国电网现代化的最小代价和最理想捷径。构建基于通信标准的电网互动架构系统：包括变电站自动化、需求侧管理、输配电自动化、建立有效的监控和数据采集系统、建立灵活交流输电、可视化

14、辅助决策、完善电力无线网络系统、解决电力线载波通讯、建立复合光纤电缆系统等等。互动系统通信必须采用实时控制，建立有效的信息和数据交换体系，实现系统的可靠性、安全性和大幅提高电力资产的利用率。改革的核心就是推动现有电网系统的所有流程要素实现互动运转。构建基于全网的智能测量系统：包括先进的微传感器、远程抄表设备、监测系统和负荷管理技术等，实现电网故障检测、电力消费预测、电力系统互动自动控制管理等。进一步升级的互动电网还可以构建基于超导技术的电网冲击保护设备、超导限流器、超导稳定电压系统等组件。其中目前的dSVC解决方案就是一种解决柔性交流输电技术（FACTS）的方案，由于这个方案可以动态实时地调节

15、输出，可以快速地处理电能质量问题，实现动态无功补偿以保持电压恒定，有效保护系统免受电压快速下降和闪变的影响。而且，智能电网的发展还可以推动超导技术更大规模地在电网中使用。现代化电网添加超导元素，既是美国超导公司的市场推广，也是美国能源部推进超导电网改革的内在需要，由此，智能电网体系的营建可以指向发展超导电网的更大战略目标。 电网的局部或特定点位可以优先智能化、信息化，这个局部或点位的电网智能化，可以称之为智能网，其发展方式是不适合我国的。而我国独特的中央集权电力体制，决定了分级、分区、分时、总体和全网实现智能化、信息化的可能性、必要性和现实性。为此，我国电网现代化的择优技术路线应明确为跨越式、跨产业的变革方式，其发展目标应明确为主体营建互动电网，这也应该是我国电网现代化的最小代价和最理想捷径。在这个转变战略中，应支持在现有电力线的基础上，添加两三条光纤线缆，解决民用网、政府网和军用网三网捆入电缆线运行的问题，最大限度地利用好我国电力网资源，这实际上是通过对我国电力主网改造的机遇，实现多通道主辅线缆捆绑的合成。与此同时，可以建立多通道共享的系统网络管理技术和中央信息管理平台、数字变电站体系和满足不同客户需要的智能终端，有效解决电力数据采集、传输、集成、优