浅谈我国智能电网的发展对策

[摘要]文章在简要介绍智能电网内涵和推出背景的基础上，分析了智能电网区别于传统电网的特征，对美、英、德等国家的智能电网进行了比较，提出我国智能电网建设不能照搬国外模式，要立足于国情，并给出了我国智能电网建设的建议。

[关键词]智能电网；特征；比较；建议

对智能电网内涵的解读不同国家各有不同，各国建设智能电网的侧重点也不尽相同，但最基本的内容是一致的，国际能源大会对智能电网的定义是：智能电网是建立在高度集成的双向通信网络基础上，通过先进的传感、测量技术以及先进的控制、决策支持系统，实现电网的安全可靠、经济、高效的目标。智能电网是IT产业与能源产业结合的产物，它通过用户与电网公司之间的网络互动实现数据读取的实时、高速、双向，从而优化电网管理，提高电网运行效率。

智能电网的概念最早是由美国推出的。美国电网是世界上最大的电网，在时间和空间上都很复杂，具有强非线性及不确定性。随着风能、太阳能等可再生能源入网规模的增大，电网的不稳定性问题日益突出。2003年美国大停电后美国努力提高电网运行的可靠和效率，在电网安装大量的传感器以采集电网安全稳定运行与控制需要的信息，智能电网应运而生。

一、智能电网的特征

与传统电网相比，智能电网具有电力流、信息流和业务流高度融合的特点，智能电网的主要特征有：

（一）互动性。建立需求侧和发电商互动关系，在满足电力用户多样化需求的同时，引导用户将高峰时段的用电负荷转移到低谷时段，降低高峰负荷，提高电网效率。由于可再生能源等分布式能源的引入，电力用户既是传统意义的消费者，也可能成为电力供应者，向电网输送电，具有双重身份。

（二）自愈性。有系统安全运行及事故预测、故障诊断、系统隔离及系统自恢复等功能。

（三）坚强性。无论是物理系统还是计算机都能有效抵御外部攻击。

（四）兼容性。电网可以容纳包含集中式发电和分布式能源在内的多种不同类型电源甚至是储能装置，并实现“即插即用”。

（五）集成性。可实现信息的高度集成和共享，为运行管理提供全方位的数据，并能提供辅助决策支持和应对预案。

（六）协调性。从孤立、分散的电网到大区电网互联。在电网信息共享的基础上，实现大区域电网的统一管理、统一调度，优化资源配置。

二、各国智能电网建设比较

目前智能电网还处于初期研究阶段，国际上尚无统一的标准，各国根据自己的需求和实际能力打造合乎本国国情的智能电网。

美国能源部在2007年就对现代电网的性能、特点、技术要求和评价指标做出了系统的阐述，并连同环境保护署等部门组建了联邦智能电网工作小组。从2008年起在科罗拉多州的一个小镇波尔得（Boulder）建设全美第一个“智能电网”城市：构建配电网双向通信网络；建设“智能”变电站；安装智能电表；应用小型风电和太阳能发电、混合电力汽车等分布式发电储能技术。这是至今最系统的“智能配用电”实践。

欧盟于2005年成立欧洲智能电网技术论坛，并发表了《欧洲未来电网的愿景和策略》《战略性研究议程》《欧洲未来电网发展策略》报告。其智能电网建设侧重于对新能源的消纳上，对于并网的风能及太阳能的管理与控制，体现了欧洲智能电网的特色。智能电网技术将帮助欧洲在未来12年内减少排放15%。

德国很少使用“智能电网”这个名词，而是用E-Energy（“信息化能源”）。2008年以来，德国政府投资1.4亿欧元实施“E-Energy”计划。德国PPC公司不仅实现了智能抄表业务，还在同一通信平台上开展负荷监测、配变监测、家居自动化等业务。

日本式能源资源紧缺的国家，其发展智能电网立足于这一基本国情，侧重于发展新能源分布式能源，特别是太阳能发电，日本计划2030年太阳能发电5300万千瓦。日本政府还计划2020年安装智能电表5000万部。

虽然各国都在大力开发智能电网，但智能电网的建设还面临不少问题，如：在智能电网建设初期，投资大，短期收益小；还有许多关键技术需要突破；缺乏统一的标准体系等。

三、我国智能电网建设

我国与国外发达国家建设智能电网的背景不同，我国智能电网建设不能照搬国外模式。国外发达国家的电力工业已步入成熟期，输电网架构变化很小，电网发展趋于平稳，电力需求趋于饱和。中国经济社会高速发展，电力需求不断增长，中国电力工业建设进入快速发展时期，且我国电力需求不平衡，中东部经济较发达地区电力需求大，但煤炭资源匮乏，对区外煤炭的依赖度很高，导致煤电运力紧张，电厂煤炭储量常常低于警戒线，一旦遇到自然灾害影响煤炭运输就会威胁电力系统的安全运行，给经济健康发展带来重大隐患。2020年前我国电力需求的区域分布格局不会发生根本转变，我国跨区输电的需求将长期存在。

我国经济高速发展对电力需求不断增长，能源资源分布、经济发展不均衡，决定了我国必须提高电网输送能力，发展远距离、大跨距、大容量输电，加强统一协调和规划建设，确保电力供应的安全可靠性。提高输电效率、发展可再生能源、保证电能质量、实现对用户的优质服务也是我国发展智能电网的动因。我国对智能电网内涵的界定是：统一坚强智能电网是以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，包含发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。

我国智能电网建设分为三个阶段：2009-2010年为规划试点阶段，主要进行智能电网规划、研究开发关键技术、制定技术标准、开展试点；2011-2015年为全面建设阶段，加快特高压和配电网建设，初步形成智能电网的服务体系；2016-2020年为提升阶段，全面建成统一的坚强智能电网。

我国建设中国特色智能电要兼顾供电安全可靠性、可持续发展性及市场竞争性等诸方面，全面规划，协调发展。我国今后发展智能电网应注意以下几点：

（一）智能电网建设一次性投入大，政府要给予资金、财税政策的支持。

（二）智能电网建设在世界上还处于起步阶段，有很多关键技术需要进行科技攻关，我国应加大人力、物力投入，抢占智能电网发展的先机。

（三）加强标准化建设。制定统一的软件架构标准体系，制定建设与运营、通信、信息等方面的标准。2009年国际电工委员会标准化管理委员会组织成立的智能电网国际战略工作组提出了与智能电网有关的标准列表，对我国制订智能电网标准体系有借鉴作用。

（四）建设统一的电力信息平台。实现数据一体化、集成应用一体化，完善全网的动态监控和优化调度。还要防范信息安全的风险，保障信息采集安全、通信安全和数据安全，防止黑客的入侵和病毒的攻击。

（五）建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的坚强电网，提高远距离输电能力，这是智能电网的基础。

（六）在终端用户侧安装智能电表，实时监控、反馈用电侧信息。实现信息交互、自动控制等。

（七）强化配电网的自动化建设，建设具备远程监控、实时数据功能的智能变电站。

（八）发展储能技术，研制各种储能设备。推广分布式能源需要有能量和功率密度大、储能效率高、响应速度快、寿命长的高效储能装置做配套，储能装置有可充电蓄电池、超导储能、超级电容等。目前，大容量的储能系统主要是抽水储能。