電網(wǎng)2.0引領(lǐng)電力新時(shí)代 智能電網(wǎng)掀熱浪

近日，國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)將2014年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，授予國(guó)家電網(wǎng)公司組織申報(bào)的“國(guó)家電網(wǎng)智能電網(wǎng)創(chuàng)新工程”項(xiàng)目。回顧近年來的獲獎(jiǎng)記錄發(fā)現(xiàn)，國(guó)家電網(wǎng)公司有關(guān)智能電網(wǎng)的項(xiàng)目屢獲大獎(jiǎng)。這足以反映智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新在我國(guó)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施中的重要地位。

中國(guó)作為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快的主要經(jīng)濟(jì)體，其電網(wǎng)發(fā)展也代表了大多數(shù)國(guó)家和地區(qū)的趨勢(shì)，將傳統(tǒng)電網(wǎng)升級(jí)為智能電網(wǎng)，全球電網(wǎng)將進(jìn)入2.0時(shí)代。

人類社會(huì)，已很難想象離開電力的生活，把輸電、變電、配電聯(lián)為一體的電網(wǎng)，將萬(wàn)千觸手伸展到企業(yè)、家庭的角角落落，提供動(dòng)力、創(chuàng)造光明。隨著時(shí)代發(fā)展、科技進(jìn)步，電網(wǎng)自身的變革也勢(shì)在必行。升級(jí)版的智能電網(wǎng)，既是對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的升級(jí)，也是新能源、信息、電力電子等多種先進(jìn)技術(shù)的交叉融合，而其發(fā)展路徑也日趨清晰：智能電表應(yīng)用、幫助發(fā)展智能家居、將太陽(yáng)能光伏和電池作為一種潛在的經(jīng)濟(jì)有效的并網(wǎng)解決方案、微電網(wǎng)及虛擬發(fā)電廠、虛擬化配電網(wǎng)……想象一下，你可以隨時(shí)用智能手表控制家里的空調(diào)、冰箱的溫度，而分布于城鄉(xiāng)之間無數(shù)的分布式微電源或獨(dú)立或相互聯(lián)結(jié)，等等，從而將電網(wǎng)的觸手遠(yuǎn)遠(yuǎn)擴(kuò)充，將電能的利用效率大大提升。

前景清晰充滿商機(jī)

部分國(guó)家著力于智能電網(wǎng)的互動(dòng)性，而我國(guó)則將建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)提升為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略除了提升電網(wǎng)的安全性、經(jīng)濟(jì)型和互動(dòng)性外，對(duì)于保障新能源發(fā)電，促進(jìn)節(jié)能減排和環(huán)境改善也有舉足輕重的意義。

電網(wǎng)升級(jí)，對(duì)于智能電網(wǎng)電力設(shè)備、管理服務(wù)等都有著同樣的巨大需求。TechNavio預(yù)測(cè)稱，全球智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析市場(chǎng)從2014年至2019年的復(fù)合年增長(zhǎng)率將高達(dá)20.6%。據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)估算，2014 年全球智能電網(wǎng)設(shè)備市場(chǎng)約為166 億美元，2019 年將成長(zhǎng)為 255 億美元。相關(guān)智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)巨頭紛紛瞄準(zhǔn)這一商機(jī)。

國(guó)際上通常認(rèn)為，智能電網(wǎng)主要是傳感、信息通信技術(shù)與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的高度集成，強(qiáng)調(diào)通過電價(jià)機(jī)制，以及與用戶的互動(dòng)，進(jìn)一步提高電網(wǎng)資產(chǎn)利用率以及經(jīng)濟(jì)性。例如，美國(guó)主要是對(duì)陳舊老化的電力設(shè)施進(jìn)行更新改造或依靠技術(shù)手段提高利用效率，而歐洲國(guó)家主要是促進(jìn)并滿足風(fēng)能、太陽(yáng)能和生物質(zhì)能等可再生能源快速發(fā)展的需要。不同國(guó)家對(duì)于智能電網(wǎng)功能的側(cè)重點(diǎn)略有不同，總體上都必須滿足安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、高效的電力供應(yīng)。

智能電網(wǎng)涵蓋范圍極廣，小到用戶家中的一只智能電表，大到整個(gè)電網(wǎng)的智能調(diào)度控制系統(tǒng)。目前。電力行業(yè)專家將智能電網(wǎng)系統(tǒng)劃分為智能調(diào)度和智能管理兩部分。其中，新能源接入、輸變電能力提升、微電網(wǎng)技術(shù)等被列為調(diào)度部分。而用戶信息采集、配電自動(dòng)化、電能利用則被列入智能管理部分。

相關(guān)資料顯示，在新能源接入、輸變電能力提升方面，我國(guó)目前掌握的技術(shù)均達(dá)到了較高的水平。相比之下，由于缺少技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、需求增加等原因，智能管理部分未來有更為廣闊的商業(yè)前景。

在我國(guó)推行階梯電價(jià)后，智能電表成為智能電網(wǎng)系統(tǒng)中最直觀的標(biāo)志。小小的電表背后卻涉及數(shù)據(jù)采集、傳輸、集成、分析優(yōu)化、信息展現(xiàn)等一系列的智能化管理過程。最終將為未來的電網(wǎng)自動(dòng)化營(yíng)銷系統(tǒng)服務(wù)。有觀點(diǎn)認(rèn)為，帶通信功能的電子式多功能電能表將是未來發(fā)展的主導(dǎo)方向。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)全面鋪開后，智能電表更多功能得以實(shí)現(xiàn)，智能電表還將迎來更大的市場(chǎng)，僅國(guó)內(nèi)每年規(guī)模就超過50億，將給相關(guān)企業(yè)帶來豐厚的訂單。

隨著現(xiàn)代工業(yè)對(duì)電能質(zhì)量的要求越來越高，低電能質(zhì)量將使產(chǎn)品質(zhì)量下降，而越來越多的電子設(shè)備的使用對(duì)電壓的要求也越來越苛刻。配電自動(dòng)化在對(duì)配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)的同時(shí)，可以通過電能質(zhì)量補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)電能質(zhì)量的補(bǔ)償控制。

有專家認(rèn)為，目前我國(guó)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)仍相對(duì)薄弱，配網(wǎng)自動(dòng)化覆蓋范圍較低，實(shí)用化水平較低，未來有較大的提升空間。

所謂的配電自動(dòng)化，是建立在信息化的基礎(chǔ)上，將配電系統(tǒng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進(jìn)行信息集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運(yùn)行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制以及用電和配電管理的自動(dòng)化，最終實(shí)現(xiàn)以大幅度提高供電可靠性、改善電能質(zhì)量為目標(biāo)的對(duì)配電系統(tǒng)在線的、準(zhǔn)實(shí)時(shí)的閉環(huán)控制。

目前地區(qū)一級(jí)已經(jīng)紛紛啟動(dòng)了配電自動(dòng)化項(xiàng)目，而未來縣一級(jí)的配電自動(dòng)化項(xiàng)目則一片藍(lán)海。有分析認(rèn)為這將為國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的電力設(shè)備企業(yè)提供大量的機(jī)遇。

此外，電能利用近兩年也在我國(guó)越來越受到關(guān)注，其中比較尋常的利用就是電動(dòng)汽車以及小區(qū)電力線上網(wǎng)。隨著劃時(shí)代的純電動(dòng)車“特斯拉”進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)后，關(guān)于電動(dòng)汽車大范圍推廣變得越來越有現(xiàn)實(shí)意義。國(guó)家電網(wǎng)智能電網(wǎng)創(chuàng)新工程內(nèi)容包括研制全系列、多功能電動(dòng)汽車充換電裝備，創(chuàng)造性提出并實(shí)踐針對(duì)多種電動(dòng)汽車的換電模式。解決充換電網(wǎng)絡(luò)與配電網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)調(diào)運(yùn)行難題，并將形成世界上規(guī)模最大的充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。事實(shí)上，充電樁等小型充電設(shè)備目前進(jìn)入門檻更低，將讓更多國(guó)內(nèi)電力設(shè)備企業(yè)從中分一杯羹。

讓更多需求互動(dòng)

事實(shí)上，電網(wǎng)2.0版在全球范圍也正呈現(xiàn)出更清晰的發(fā)展。

在線能源論壇The Energy Collective.com本月刊文指出去年智能電網(wǎng)發(fā)展的五大趨勢(shì)。其中包括智能電表的應(yīng)用，依托后臺(tái)數(shù)據(jù)分析得到了實(shí)時(shí)的情報(bào)；幫助發(fā)展智能家居；太陽(yáng)能光伏和電池作為一種潛在的經(jīng)濟(jì)有效的并網(wǎng)解決方案；微電網(wǎng)及虛擬發(fā)電廠；提前規(guī)劃的虛擬化配電網(wǎng)。

微電網(wǎng)是由一些微型電源等分布式發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和負(fù)荷構(gòu)成，可同時(shí)提供電能和熱能的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)。微電網(wǎng)既可以和公共電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，也可以單獨(dú)運(yùn)行。微電網(wǎng)可以覆蓋傳統(tǒng)電力系統(tǒng)難以達(dá)到的偏遠(yuǎn)地區(qū)，并提高該地區(qū)的供電可靠性和電能質(zhì)量。

微電網(wǎng)可以代表許多不同的東西，從一個(gè)簡(jiǎn)單的備份電源或者在醫(yī)院等特定場(chǎng)所的現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電系統(tǒng)，到復(fù)雜的互聯(lián)當(dāng)?shù)靥?yáng)能發(fā)電，電池及熱電的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。GTM研究預(yù)測(cè)，這些更先進(jìn)的微電網(wǎng)將成為城市智能電網(wǎng)景觀的重要組成部分，幫助美國(guó)的產(chǎn)能從如今的1051百萬(wàn)瓦特到2017年擴(kuò)大到1843百萬(wàn)瓦特。

美國(guó)調(diào)查公司Navigant Research于2014年5月發(fā)布預(yù)測(cè)稱，2023年亞太地區(qū)的微電網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將由2014年的7.78億美元擴(kuò)大到約58億美元。

截至目前，大約有5000萬(wàn)個(gè)智能電表已經(jīng)被部署在美國(guó)。數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的電表也正在進(jìn)入歐洲、日本和其他大型國(guó)際市場(chǎng)。在過去一年，已經(jīng)看到了對(duì)智能電網(wǎng)系統(tǒng)的大規(guī)模部署，它的功能也已經(jīng)超出了“數(shù)字收銀機(jī)”。

美國(guó)政府正督促供電公司、燃?xì)夤炯白詠硭镜裙财髽I(yè)安裝智能儀表及智能電網(wǎng)。但是，這些公共企業(yè)大多是地方政府運(yùn)營(yíng)的小型企業(yè)，沒有經(jīng)營(yíng)資源。因此，難以構(gòu)建將安裝的智能儀表通過通信網(wǎng)連接起來的AMI(Advanced Metering Infrastructure)及M2M(Machine to Machine)網(wǎng)絡(luò)。于是，擁有第三方服務(wù)運(yùn)營(yíng)商構(gòu)建智能電網(wǎng)所需要的所有硬件和軟件、向公共企業(yè)一攬子提供各種服務(wù)的業(yè)務(wù)就應(yīng)運(yùn)而生了。 美國(guó)通用電氣(GE)數(shù)字能源業(yè)務(wù)部從2011年就開始向中小型地方公共企業(yè)提供包括管理服務(wù)在內(nèi)的智能電網(wǎng)解決方案服務(wù)“Grid IQ Solution”。

而巴菲特想要告訴你什么時(shí)候洗衣服才是最佳選擇?；蛘咧辽偎谟?guó)的能源公司希望這么做。巴菲特旗下的北方電網(wǎng)公司正與德國(guó)機(jī)電大廠西門子于英國(guó)共同測(cè)試智能電網(wǎng)技術(shù)，規(guī)模達(dá) 12000 戶。這一項(xiàng)目名為“以客戶為導(dǎo)向的網(wǎng)絡(luò)革命(CLNR)”這一項(xiàng)目能夠?qū)τ脩粜枨筮M(jìn)行更好地管理，“相較于建立新的有線電視網(wǎng)絡(luò)并投入新的變壓器，我們可以更好地通過利用自動(dòng)化使現(xiàn)有系統(tǒng)得到更好利用。”西門子駐英國(guó)智能電網(wǎng)研究主管文森特·索恩利說。

近日，系統(tǒng)集成和外包業(yè)務(wù)巨頭埃森哲公司也剛剛得到了新的支持，這筆資金來自于德克薩斯州的咨詢公司Structure，但是暫時(shí)數(shù)目不詳。Structure公司是一家休斯敦公司，成立于1998年，其完全集中于能源和公用事業(yè)行業(yè)，埃森哲公司計(jì)劃使用這筆資金以加強(qiáng)其智能電網(wǎng)解決方案的投資組合。摩根大通指出，今年最熱門的股票可能來自于替代能源及智能電網(wǎng)領(lǐng)域。

近年出現(xiàn)了除電力外，燃?xì)饧白詠硭然A(chǔ)設(shè)施、路燈、信號(hào)乃至公共設(shè)施也都聯(lián)網(wǎng)以擴(kuò)大管理服務(wù)范圍的趨勢(shì)。

比如，Silver Spring公司已開始在歐洲開展將路燈換成LED(發(fā)光二極管)同時(shí)聯(lián)網(wǎng)的“路燈服務(wù)”。 2013年，在法國(guó)巴黎開始提供將路燈與交通信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)連接起來以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)管理、各路燈、信號(hào)及交通系統(tǒng)的服務(wù)。此外，在丹麥的哥本哈根正在推進(jìn)LED照明大范圍聯(lián)網(wǎng)的計(jì)劃。

巨頭對(duì)智能電網(wǎng)的關(guān)注也令大數(shù)據(jù)、電網(wǎng)設(shè)備等產(chǎn)業(yè)受到關(guān)注。TechNavio預(yù)測(cè)稱，全球智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析市場(chǎng)從2014年至2019年的復(fù)合年增長(zhǎng)率將高達(dá)20.6%。據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)估算，2014 年全球智能電網(wǎng)設(shè)備市場(chǎng)約為 166 億美元，至 2019 年將成長(zhǎng)為 255 億美元。

電網(wǎng)2.0版正在呈現(xiàn)出更清晰的發(fā)展。

國(guó)家電網(wǎng)近年來在智能電網(wǎng)創(chuàng)新上成果累累，先后完成了國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程等32類305項(xiàng)智能電網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目，還與國(guó)內(nèi)裝備制造企業(yè)完成了柔性直流換流閥、新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)等近200項(xiàng)智能電網(wǎng)關(guān)鍵裝備的研制，并參與編制21項(xiàng)智能電網(wǎng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

11月14日舉辦的2014第二屆中國(guó)未來能源論壇上，多位專家指出，智能電網(wǎng)能更有效的接入風(fēng)光儲(chǔ)能，同時(shí)也對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、服務(wù)等提供更可靠依據(jù)。

國(guó)網(wǎng)能源研究院副院長(zhǎng)張瑋介紹，智能電網(wǎng)，一方面就是從發(fā)電側(cè)來看，它能很好解決間歇性能源大規(guī)模接入電網(wǎng)這樣一個(gè)問題。從用戶側(cè)來說，它能跟用戶實(shí)現(xiàn)良好的雙向的溝通與互動(dòng)，特別是解決電動(dòng)汽車這種新型用能設(shè)施的接入問題和用電問題。第三能夠解決電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)過程中面臨各種復(fù)雜的影響干擾，這個(gè)過程中能夠保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行?，F(xiàn)在國(guó)家電網(wǎng)每年在智能電網(wǎng)上投資3000億。

全球能源互聯(lián)網(wǎng)由跨洲、跨國(guó)骨干網(wǎng)架和各國(guó)各電壓等級(jí)電網(wǎng)(輸電網(wǎng)、配電網(wǎng))構(gòu)成，連接“一極一道”(北極、赤道)大型能源基地，適應(yīng)各種集中式、分布式電源，能夠?qū)L(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能等可再生能源輸送到各類用戶。