智能電網(wǎng)起步階段應(yīng)積極謀劃中國路線圖

　   盡管目前世界各國對于何謂智能電網(wǎng)還存有爭議，但作為當(dāng)今世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的最新動向，智能電網(wǎng)的發(fā)展還是被認(rèn)為是21世紀(jì)電力系統(tǒng)的重大科技創(chuàng)新和發(fā)展趨勢。

　　筆者認(rèn)為，智能電網(wǎng)無論如何定義，首先是現(xiàn)代電力系統(tǒng)，其次應(yīng)是動態(tài)的概念，即其在不同的時期應(yīng)有不同的定義。例如，筆者去年到美國進(jìn)行考察時發(fā)現(xiàn)，美國的智能電網(wǎng)與國際能源署的定義截然不同。因此，我國智能電網(wǎng)的建設(shè)也應(yīng)明確目標(biāo)，建立適合中國國情的智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略。

　　不同的要義

　　應(yīng)該看到，當(dāng)前各國專家針對電力工業(yè)應(yīng)致力于提高電網(wǎng)智能化水平及等級已經(jīng)達(dá)成共識，但是智能電網(wǎng)建設(shè)仍處于初期研究階段，國際上尚無統(tǒng)一、明確的定義。

　　目前，關(guān)于智能電網(wǎng)有幾個主流概念。

　　第一是通過傳感器、計量表、數(shù)字控件和分析工具，自動監(jiān)控電網(wǎng)，優(yōu)化電網(wǎng)性能，防止斷電，更快地恢復(fù)供電，增強(qiáng)能源利用率；通過智能電表與分時電價、設(shè)備狀態(tài)檢測等手段，最大限度降低電網(wǎng)設(shè)備損耗，減少電網(wǎng)的固定資產(chǎn)投資和電網(wǎng)運(yùn)行的費(fèi)用；消費(fèi)者可通過智能電表的實時監(jiān)控，做到自主選擇用電量；對可再生能源發(fā)電具有最大高兼容性。

　　第二是在發(fā)電方式多樣化與分布式能源體系下，采用最經(jīng)濟(jì)與最安全的輸配電方式，將電能輸送給終端用戶；同時，運(yùn)用高度自動化智能設(shè)備，對輸配電網(wǎng)和用電端（用電客戶端）采取實時監(jiān)控，實現(xiàn)對電能的最優(yōu)配置與利用。

　　第三是在開放和互聯(lián)的信息模式基礎(chǔ)上，通過加載系統(tǒng)數(shù)字設(shè)備和升級電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網(wǎng)分級調(diào)度、綜合服務(wù)等全流程的智能化、信息化、分級化互動管理。形成電網(wǎng)全新的服務(wù)功能，提高整個電網(wǎng)的可靠性、可用性和綜合效率。

　　第四是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以通信信息平臺為支撐，具有信息化、自動化、互動化特征，包含發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合的現(xiàn)代電網(wǎng)。

　　從這四個定義來看，各有差異與側(cè)重。其中，第一個定義是由美國電力科學(xué)研究院提出的，其定義強(qiáng)調(diào)電網(wǎng)可靠性，降低損耗，減少投資；第二個定義則強(qiáng)調(diào)了電網(wǎng)的系統(tǒng)集成；第三個定義由美國智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提出的，意在強(qiáng)調(diào)了多樣化能源的接入；第四個定義是由我國國家電網(wǎng)公司提出的，配合特高壓，涵蓋發(fā)電、調(diào)度、輸變電、配電和用戶各個環(huán)節(jié)。

　　事實上，由于發(fā)展環(huán)境和驅(qū)動因素不同，不同國家的電網(wǎng)企業(yè)和組織都在以自己的方式來理解智能電網(wǎng)，對智能電網(wǎng)進(jìn)行研究和實踐，各國智能電網(wǎng)發(fā)展的思路、路徑和重點(diǎn)也各不相同。

　　不過，筆者認(rèn)為，不同的定義之間也存在相似之處。例如就智能電網(wǎng)的主要功能而言，第一是要增加增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性，縮小負(fù)荷峰谷差，實現(xiàn)可再生能源、分布式能源的接入；第二是增強(qiáng)電網(wǎng)可靠性和避免系統(tǒng)崩潰；第三是開放電力市場和提高透明度，這對于智能電網(wǎng)發(fā)展是非常重要的；第四是提高電能質(zhì)量；第五是應(yīng)具備提高效率、節(jié)能環(huán)保的作用。

　　筆者認(rèn)為，未來的智能電網(wǎng)應(yīng)實現(xiàn)4A系統(tǒng)集成，主要包括高級計量體系（AMI）、高級配電運(yùn)行系統(tǒng)（ADO）、高級輸電運(yùn)行系統(tǒng)（ATO）、高級資產(chǎn)管理系統(tǒng)（AAM）。盡管期間在應(yīng)用過程中會出現(xiàn)不同的設(shè)備、不同的實現(xiàn)方式，但這四個系統(tǒng)的最大集成化將涵蓋智能電網(wǎng)的主要內(nèi)容。其核心是具備智能判斷與自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的調(diào)度、保護(hù)、反饋控制系統(tǒng)，并由先進(jìn)的控制原理和系統(tǒng)研發(fā)、高集成度自動化電力設(shè)備、高自動化系統(tǒng)集成、自動化操作元件及基礎(chǔ)元器件所組成。

　　值得引起重視的是，在現(xiàn)階段，重要的不是統(tǒng)一智能電網(wǎng)的定義，關(guān)鍵是要實現(xiàn)設(shè)備的智能化，保障技術(shù)的先進(jìn)性。為此，智能電網(wǎng)的主要特征應(yīng)具備設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、通信平臺標(biāo)準(zhǔn)化。其中，關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域又包括了通信集成、傳感與度量、先進(jìn)功能組件、先進(jìn)控制、決策支持等內(nèi)容。

　　智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略選擇

　　盡管我國的智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)開始如火如荼的展開，但究其未來發(fā)展，還有很多挑戰(zhàn)需要一一克服。

　　其一是體制問題，包括發(fā)電廠和電網(wǎng)是何種關(guān)系，政府和電網(wǎng)是何種關(guān)系，考慮到我國當(dāng)前的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，我國的電力市場并不是完全開放的市場，這是未來智能電網(wǎng)建設(shè)中需要考慮的首要問題；

　　其二是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問題，應(yīng)該說，目前無論是國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)公司以及行業(yè)協(xié)會組織，都對智能電網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做了大量的準(zhǔn)備工作，但是由于各方對于智能電網(wǎng)的定義尚未明確，所以標(biāo)準(zhǔn)的制定還需不斷完善、調(diào)整；

　　其三是監(jiān)管問題，未來智能電網(wǎng)的建設(shè)由誰來監(jiān)管，是電監(jiān)會、能源局還是發(fā)改委？目前我國的電力監(jiān)管本身還存在一定問題，倘若未來電網(wǎng)實現(xiàn)了電網(wǎng)的互動、開放，卻又缺乏公平、公正的監(jiān)管體系，那將意味著智能電網(wǎng)的建設(shè)很可能會面臨更大挑戰(zhàn)；

　　其四是認(rèn)識問題，這里的認(rèn)識問題不僅強(qiáng)調(diào)業(yè)界對于智能電網(wǎng)的認(rèn)識，更是全社會對于智能電網(wǎng)的認(rèn)識問題。

　　此外，電力中斷和電能損失的公眾承受度、管理和處理復(fù)雜信息、使用可再生能源挑戰(zhàn)、對分布式能源支持等問題，也是需要正視的環(huán)節(jié)。

　　因此，筆者認(rèn)為，在智能電網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇上，應(yīng)首先明確知易行難的挑戰(zhàn)。大家都了解智能電網(wǎng)的優(yōu)勢與重要性，但是真正運(yùn)作起來很難，如各方需解決很多問題，諸如政治意愿變?yōu)樯虡I(yè)行為，促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)向具有廣泛的市場開放，成本挑戰(zhàn)，解決生產(chǎn)與消費(fèi)全過程技術(shù)推廣等。

　　考慮到上述因素，筆者個人提出了未來智能電網(wǎng)建設(shè)的三項基本原則。首先，需要平衡各種（社會組織）推動性與（市場）拉動性因素，以及在不同創(chuàng)新階段提供政策引導(dǎo)與支持；其次，盡快最大規(guī)模地推廣現(xiàn)在已有的、成本有效的、經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)給需要發(fā)展的地方和需要用的地方；再次，應(yīng)該形成大規(guī)模、高速度、高效率的技術(shù)轉(zhuǎn)化機(jī)制。

　　在此過程中，亦應(yīng)關(guān)注建立可行的產(chǎn)業(yè)化模式。倘若產(chǎn)業(yè)化模式不對，將阻礙智能電網(wǎng)良性發(fā)展。國家應(yīng)盡快制訂包括支持、運(yùn)作、監(jiān)管在內(nèi)的一系列政策，用制度化手段調(diào)整、規(guī)范智能電網(wǎng)發(fā)展；建立公平的系統(tǒng)規(guī)則及技術(shù)成果共享機(jī)制。

　　智能電網(wǎng)在中國

　　未來智能電網(wǎng)的發(fā)展需要建立試點(diǎn)工程，通過技術(shù)和市場來拉動。需要制定和建立科學(xué)技術(shù)政策和措施、規(guī)劃程序和方法。技術(shù)制定要考慮目前的發(fā)展現(xiàn)狀，不能盲目追求超前研發(fā)；更需要確定技術(shù)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，著手技術(shù)路線圖制定。

　　總之，要建立起面向未來的、真正可持續(xù)發(fā)展的智能電網(wǎng)體系，需要以技術(shù)創(chuàng)新、管理戰(zhàn)略和新的思維模式，從根本上改變能源的生產(chǎn)、分配和消費(fèi)方式。提升可靠性、服務(wù)質(zhì)量、效率和規(guī)則透明度。

　　筆者注意到，目前美國電網(wǎng)網(wǎng)架趨于穩(wěn)定成熟，有充裕的輸配電供應(yīng)能力，但設(shè)備陳舊老化，網(wǎng)架強(qiáng)二次設(shè)備弱。因此，其在智能電網(wǎng)的規(guī)劃中注重區(qū)域協(xié)調(diào)、電力市場、電力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)的升級更新；而歐洲則更注重新能源接入。對于中國而言，智能電網(wǎng)的發(fā)展首先要考慮我國是發(fā)展中國家的國情，因此智能電網(wǎng)的建設(shè)不可能依照美國、歐洲的智能電網(wǎng)路徑與方式進(jìn)行。而且，我國目前還承擔(dān)著用電需求快速增長的艱巨任務(wù)，近年來電網(wǎng)投資的多數(shù)還是為了補(bǔ)電力投資的“欠債”，要在滿足發(fā)展增量的同時發(fā)展智能電網(wǎng)難度非常大，而這些則是歐美不需要考慮的問題。因此，筆者認(rèn)為，在未來智能電網(wǎng)發(fā)展方面，我國應(yīng)實行政府主導(dǎo)、電網(wǎng)（發(fā)電）企業(yè)作為實施主體，用戶和消費(fèi)者參與的三結(jié)合方式。

　　就發(fā)展步驟而言，智能電網(wǎng)發(fā)展應(yīng)主要經(jīng)歷四個階段：第一，試點(diǎn)階段，大致需要2年時間，用于示范工程建設(shè)、宣傳、培訓(xùn)、交流；第二，初步應(yīng)用階段，需要5年時間，用于統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型，可視化的運(yùn)行在線分析和實時預(yù)警，多維度、全視角信息集成分析。實現(xiàn)分時電價；第三，推廣階段，需要5年左右時間，用于建立電網(wǎng)預(yù)防控制與緊急控制的實時協(xié)調(diào)決策和快速仿真、電網(wǎng)數(shù)字化、運(yùn)行控制實時化、資產(chǎn)管理精細(xì)化、能效電廠建設(shè)、負(fù)荷管理系統(tǒng)建設(shè)；第四，全面升級階段，需要10年左右時間，用于建設(shè)具有自愈能力的智能電網(wǎng)，通過提供更大的容錯性和孤島檢測，提供更安全和更可靠的接入，支持各種類型電源的友好接入和與客戶側(cè)的智能互動，實現(xiàn)實時電價。

　　應(yīng)該看到，目前國內(nèi)已展開了對數(shù)字化變電站、智能可視化調(diào)度與預(yù)警系統(tǒng)等方面的研究，特別是設(shè)備企業(yè)也針對數(shù)字設(shè)備、二次設(shè)備智能化等技術(shù)領(lǐng)域開始進(jìn)行前瞻性研發(fā)，但我國智能電網(wǎng)仍處于起步階段。在此階段，筆者認(rèn)為，當(dāng)務(wù)之急是應(yīng)積極謀劃智能電網(wǎng)的中國路線圖，不僅僅是技術(shù)路線，也包括整個電網(wǎng)體系的建設(shè)路線圖，惟此，才通過高效、良性的技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)升級，搶占未來戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

　　（作者為國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司裝備處處長）