智能電網(wǎng)：各國搶建新能源基礎(chǔ)設(shè)施
日前，德意志銀行全球市場清潔能源首席剖析師高登在北京承受記者采訪時表示，“全球清潔能源應(yīng)用的瓶頸，并不是清潔能源自身的開發(fā)，而是存儲和保送清潔能源的根底設(shè)備智能電網(wǎng)的技術(shù)提升和建立。”
記者在美國、歐洲等采訪理解到，隨著智能電網(wǎng)時期的到來，世界各國的智能電網(wǎng)建立曾經(jīng)全面啟動。在智能電網(wǎng)理念逐漸成為業(yè)界共識的進(jìn)程中，政府正成為建立新能源根底設(shè)備的主動力氣，許多國度都確立了智能電網(wǎng)建立目的、行動道路及投資方案，但鑒于不同地域的監(jiān)管機(jī)制、電網(wǎng)根底設(shè)備現(xiàn)狀和社會經(jīng)濟(jì)開展?fàn)顩r的不同，各地的智能電網(wǎng)開展戰(zhàn)略也有所不同。
全球：政府引導(dǎo)智能電網(wǎng)建立
記者在國度權(quán)威機(jī)構(gòu)IDCEnergyInsights理解到，據(jù)美國和歐盟的預(yù)測，2012～2017年期間，全球智能電網(wǎng)根底設(shè)備投資范圍年均增長比例將到達(dá)17.4%，特別是在硬件、軟件和效勞方面的投資范圍將更大。估計至2017年，全球智能電網(wǎng)根底設(shè)備的投資范圍將到達(dá)464億美圓左右，而亞太地域?qū)⒊蔀閷?年內(nèi)投資增速最快的地域，估計其年增長比例將到達(dá)33.7%.而綜合國際多家權(quán)威機(jī)構(gòu)的預(yù)測，至2020年，全球智能電網(wǎng)投資將到達(dá)2500億美圓。
依據(jù)國際能源大會的定義，智能電網(wǎng)（smartpowergrids），就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2.0”，它是樹立在集成的、高速雙向通訊網(wǎng)絡(luò)的根底上，經(jīng)過先進(jìn)的傳感和丈量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制辦法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，完成電網(wǎng)的牢靠、平安、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和運用平安的目的，其主要特征包括自愈、鼓勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量、允許各種不同發(fā)電方式的接入、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運轉(zhuǎn)。
國度發(fā)改委能源研討一切關(guān)專家通知記者，智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為主干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)諧和開展的剛強(qiáng)網(wǎng)架為根底，以通訊信息平臺為支撐，具有信息化、自動化、互動化特征，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)，掩蓋一切電壓等級，完成“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化交融，是剛強(qiáng)牢靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現(xiàn)代化電網(wǎng)。
據(jù)美國新能源協(xié)會的丹尼斯引見，美國經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)和3G的開展累計了豐厚的停止規(guī)范戰(zhàn)的經(jīng)歷，曾經(jīng)開端在智能電網(wǎng)規(guī)范中搶占先機(jī)。美國規(guī)范與技術(shù)研討院（NIST）提出將分三個階段樹立智能電網(wǎng)規(guī)范。美國商務(wù)部長駱家輝曾在GridWeek大會上宣布了NIST在第一階段的最新停頓報告。該報告選取了近80項現(xiàn)有規(guī)范，用于指導(dǎo)和支撐當(dāng)前智能電網(wǎng)開展，明白了14個需求優(yōu)先研討和處理的方面，并特別剖析了信息平安方面的規(guī)范。
據(jù)理解，日本也曾經(jīng)開端搶占用電市場中的技術(shù)先機(jī)，正在試圖將其擴(kuò)為世界規(guī)范。日本東京電力公司、富士集團(tuán)以及三菱公司結(jié)合制定了電動汽車接入電網(wǎng)規(guī)范，為電動汽車接入電網(wǎng)打下了良好根底。日本在大型鋰離子蓄電池的研發(fā)方面技術(shù)搶先，正在結(jié)合美國，將其技術(shù)推行為國際規(guī)范。
國度電網(wǎng)公司科技部智能電網(wǎng)處處長林弘宇透露，在“十二五”期間國度電網(wǎng)智能化建立將投資2860億元。2012年將建立17個智能電網(wǎng)綜合示范工程，163座充換電站和910臺交流充電樁，智能變電站1329座，改造132座，建立26萬戶電力光纖到戶，在26個省級公司推行配電自動化系統(tǒng)建立，建立8個省級智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)，推行應(yīng)用3700萬只智能電能表。
“智能電網(wǎng)建立將來幾年將加速開展，全球智能電網(wǎng)建立形勢一片利好。從全球看，各國開展智能電網(wǎng)政府不可缺位�！绷趾胗畋硎�。
在美國、日本等興旺國度，智能電網(wǎng)戰(zhàn)略己成為國度重要戰(zhàn)略，是在政府統(tǒng)一主導(dǎo)和支持下，集國度以及相關(guān)力氣來制定和推進(jìn)的。智能電網(wǎng)戰(zhàn)略曾經(jīng)成為他們搶占將來低碳經(jīng)濟(jì)制高點的重要戰(zhàn)略措施。中國與其他國度在智能電網(wǎng)開展上的“角力”，不只是一次綜合實力和搶占將來低碳經(jīng)濟(jì)制高點的比賽，也是推進(jìn)本身經(jīng)濟(jì)可持續(xù)開展、確保將來能源平安的需求。
記者從歐盟理解到，近年來英國政府積極對智能電網(wǎng)停止政策支持。為落實2009年出臺的《英國低碳轉(zhuǎn)型方案》國度戰(zhàn)略，2009年12月初，英國政府初次提出要鼎力推進(jìn)智能電網(wǎng)的建立，同期發(fā)布《智能電網(wǎng)：機(jī)遇》報告，并于2010年初出臺細(xì)致智能電網(wǎng)建立方案。英國煤氣電力市場辦公室從2010年4月起五年內(nèi)共動用5億英鎊停止加大范圍的實驗。英國政府也正在支持一些范疇的匹配性開展，其中包括投資3000萬英鎊的“插入場”框架，支持電動汽車充電根底設(shè)備建立。
英國已制定出“2050年智能電網(wǎng)線路圖”，并開端加大投資力度，支持智能電網(wǎng)技術(shù)的研討和示范。之后的工作將嚴(yán)厲依照道路圖執(zhí)行。
在第一階段（2010年-2020年），英國準(zhǔn)備大范圍投資以滿足近期需求，并樹立將來可選計劃。近期英國準(zhǔn)備擴(kuò)展現(xiàn)有的根底設(shè)備和繼續(xù)推進(jìn)試點工程建立，爭取早日完善智能電表的部署工作，為以后大范圍的研發(fā)提供計劃和數(shù)據(jù)支持。
第二階段（2020-2050），目的是要提供到2050年后各種電力系統(tǒng)選擇計劃的根本根據(jù)。詳細(xì)內(nèi)容就是大量開展散布式能源和清潔能源，同時增加智能家居、智能家庭、嵌入式貯存和散布發(fā)電以及虛擬電池的應(yīng)用，并經(jīng)過智能設(shè)計和強(qiáng)化電壓設(shè)計等進(jìn)步整個電網(wǎng)的自動化、智能化和控制力。
法國政府也同樣對智能電網(wǎng)停止政策支持。法國是能源資源相對匱乏的國度，石油和自然氣儲量有限，煤炭資源已趨于干涸。鼓舞開展可再生能源及智能電網(wǎng)，進(jìn)步可再生能源在能源耗費總量中的比例，已成為法國政府在制定相關(guān)政策時優(yōu)先思索的問題。
在德國，很少運用“智能電網(wǎng)”這個名詞，而是運用E-Energy，翻譯過來就是“信息化能源”。為推進(jìn)E-Energy的順利停頓，德國聯(lián)邦政府經(jīng)濟(jì)和技術(shù)部特地開設(shè)了一個網(wǎng)站，用來發(fā)布信息化能源的進(jìn)度，向公眾宣傳信息化能源建立的好處。
2008年12月以來，德國政府投資1.4億歐元施行“E-Energy”方案，在6個試點地域開發(fā)和測試智能電網(wǎng)的中心要素。2011年，自日本核危機(jī)以來，德國決然參加“棄核”隊伍，轉(zhuǎn)向新能源和電動汽車，特別是后者，今年5月16日據(jù)政府音訊人士透露，德國政府?dāng)M投入10億歐元補(bǔ)貼，以扶持電動汽車，特別是電池技術(shù)的研發(fā)。
美國：規(guī)范引領(lǐng)智能電網(wǎng)
最近，美國能源部副部長KristinaJohnson在美國無線通訊展的研討會上發(fā)扮演講稱：“如今有個好音訊，那就是美國電網(wǎng)曾經(jīng)成為20世紀(jì)數(shù)一數(shù)二的創(chuàng)新；但也有個壞音訊，那就是它開展的速度真實太慢了。”
Johnson所強(qiáng)調(diào)的，也正是奧巴馬政府所關(guān)注的�，F(xiàn)代化的電網(wǎng)建立對美國來講是頭號重要的。智能電網(wǎng)將在協(xié)助消費者省錢的同時，使他們可以監(jiān)管本人的能源運用狀況。智能電網(wǎng)還能使公同事業(yè)設(shè)備取得實時信息以及時應(yīng)對電力中綴等突發(fā)情況。依據(jù)有關(guān)的報告估量，裝置200萬只智能電表將為美國的消費者一年內(nèi)節(jié)約數(shù)十億美圓。
記者從美國太陽能協(xié)會理解到，美國于2004年發(fā)布了《國度輸電技術(shù)道路圖》，總結(jié)了美國完成電網(wǎng)現(xiàn)代化的主要問題和應(yīng)戰(zhàn)，并提出相關(guān)倡議。道路圖提出經(jīng)過五種途徑完成國度電網(wǎng)《Grid2030》愿景，包括：設(shè)計“Grid2030”體系構(gòu)造；開展“關(guān)鍵”技術(shù)；加速市場承受度；增強(qiáng)電力市場運作；樹立更強(qiáng)有力的公共和私營之間的協(xié)作關(guān)系。道路圖還細(xì)致引見了國度電網(wǎng)完成現(xiàn)代化需求展開的一系列活動，但還有一些問題沒有觸及到，例如保證這些活動能順利完成的詳細(xì)細(xì)節(jié)、截止日期以及所需求的資源等。這些補(bǔ)充方案還需求電力行業(yè)相關(guān)單位做進(jìn)一步考慮。
隨著2009年美國政府大范圍展開智能電網(wǎng)研發(fā)和建立，2009年7月，美國能源部發(fā)布了《智能電網(wǎng)系統(tǒng)報告》（SmartGridSystemReport），全面檢視了美國智能電網(wǎng)開展情況以及開展過程中存在的問題。報告指出，目前美國智能電網(wǎng)開展最大的問題就是費用問題，據(jù)統(tǒng)計，美國僅智能電網(wǎng)丈量體系就需求投入270億美圓，到2030年美國整個智能電網(wǎng)投入需到達(dá)1.5萬億美圓。此外，智能電網(wǎng)規(guī)范的互操作性以及開展過程中相關(guān)政策的變化，也是智能電網(wǎng)開展面臨的問題。
目前，美國智能電網(wǎng)相關(guān)規(guī)劃主要有如下幾個方面：電力根底設(shè)備戰(zhàn)略防護(hù)系統(tǒng)、GridWise與GridWorks、現(xiàn)代電網(wǎng)方案、《能源自主與平安法案2007》中智能電網(wǎng)規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)刺激方案中的智能電網(wǎng)研發(fā)方案。
最近，針對美國智能電網(wǎng)建立項目的負(fù)面新聞不時增加。例如，建立費用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越最初的預(yù)算，消費者埋怨家庭內(nèi)裝置了智能電表反而使電費支出增加等。
剖析人士表示，假如僅依據(jù)這些信息，就以為“美國智能電網(wǎng)項目展開不利”尚為時過早。實踐上，假如你可以到當(dāng)?shù)赜H身參觀美國智能電網(wǎng)建立項目，從熾熱的場景與被注重的水平，就能夠看出美國希望在能源范疇把握好像其在互聯(lián)網(wǎng)范疇那樣的“霸權(quán)”。美國在互聯(lián)網(wǎng)范疇之所以如此快速開展并控制主導(dǎo)權(quán)，主要是出于政府強(qiáng)有力的扶持、技術(shù)的規(guī)范化、新成員的紛繁參與加速了市場構(gòu)成等。實踐上，美國智能電網(wǎng)項目建立中，也遵照著類似的規(guī)律。
以美國商務(wù)部下屬的國度規(guī)范技術(shù)研討院（NIST）為主，美國政府部門研討了智能電網(wǎng)的互操作性與網(wǎng)絡(luò)平安等各項技術(shù)規(guī)范。
最近，NIST發(fā)布了新一代輸電網(wǎng)“智能電網(wǎng)”的規(guī)范化框架明白了75個規(guī)范規(guī)格、規(guī)范和指導(dǎo)方針。其中25個規(guī)格和規(guī)范是此次發(fā)布前肯定的。這25項規(guī)范包括了智能電表與家用電器可停止雙向無線通訊的技術(shù)ZigBee的智能能源標(biāo)準(zhǔn)（SmartEnergyProfile）。
美國商務(wù)部有關(guān)官員通知記者，智能電網(wǎng)建立項目的主力軍外表上是電力公司或者中央政府，但實踐主導(dǎo)者卻是在世界各地具有分支機(jī)構(gòu)的大型IT企業(yè)、在特定范疇內(nèi)具有中心技術(shù)的高科技企業(yè)以及非營利組織。這些美國企業(yè)或機(jī)構(gòu)無一不具有強(qiáng)大的全球業(yè)務(wù)分部。例如，從事IT咨詢業(yè)務(wù)的美國埃森哲公司承當(dāng)了科羅拉多州博爾德智能電網(wǎng)試點項目“智能電網(wǎng)城市”與荷蘭阿姆斯特丹、日本橫濱智能城市項目的項目管理，美國IBM公司在世界各地的主要城市提供智能城市咨詢與IT效勞。
高科技企業(yè)方面，最著名的是美國SilverSpringNetworks公司。這家公司為電力公司提供面向智能電網(wǎng)的高級電表架構(gòu)（AMI）搭建與運轉(zhuǎn)的處理計劃。該公司由多個大型高科技企業(yè)出資建立，它的執(zhí)行副總裁兼首席營銷官稱：“電力公司如今就有必要建立智能電網(wǎng)。”美國加州能源巨頭安定洋燃?xì)夂碗娏荆≒G&E）就是該公司的客戶。PG&E曾經(jīng)在加州北部部署了大約700萬部智能電表。SilverSpringNetworks公司還為加拿大與澳大利亞提供了AMI處理計劃。
新成員之中并非僅有IT企業(yè)或高科技企業(yè)。美國非贏利組織（NPO）最近也展示了在智能電網(wǎng)方面的絕對實力。美國在這一范疇中，有很多絲毫不亞于民營企業(yè)的范圍與業(yè)務(wù)量的事業(yè)型NPO.
歐洲：把海上風(fēng)電北非太陽能融入電網(wǎng)
“最近，歐盟有關(guān)圓桌會議進(jìn)一步明白請求依托智能電網(wǎng)技術(shù)將大西洋的海上風(fēng)電、歐洲南部和北非的太陽能電融入歐洲電網(wǎng)，完成可再生能源的騰躍式開展�！睔W盟經(jīng)濟(jì)和社會委員會官員法爾克通知記者。
法爾克表示，完成電力供給與需求的互動、諧和，最大限度發(fā)揮現(xiàn)有電力系統(tǒng)的潛力，完成電力系統(tǒng)效率、牢靠性以及電能質(zhì)量的全面進(jìn)步，并為用戶帶來經(jīng)濟(jì)效益是歐洲智能電網(wǎng)的根本目的。但是，大量散布式微型發(fā)電安裝的并網(wǎng)是歐洲智能電網(wǎng)開展遇到的理想問題。
歐洲議會2009年經(jīng)過了促進(jìn)可再生能源應(yīng)用的指令，規(guī)則到2020年歐盟地域的可再生能源供給量應(yīng)到達(dá)全部能源供給量的20%.而歐盟15個成員國（EU15）（2004年前歐盟的15個成員國）的可再生能源工業(yè)的目的是2020年可再生能源發(fā)電量到達(dá)總發(fā)電量的33%.在一系列能源政策的引導(dǎo)下，歐洲肯定了散布式發(fā)電的開展方向。與之相順應(yīng)的研討重點集中在動力與能源轉(zhuǎn)換設(shè)備、資源深度應(yīng)用技術(shù)、智能控制和群控優(yōu)化技術(shù)以及綜合系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)上。其中，與電網(wǎng)相關(guān)的研討主要針對散布式發(fā)電系統(tǒng)的電網(wǎng)接入研討，以及處理散布式發(fā)電與現(xiàn)有電網(wǎng)設(shè)備的兼容、整合和平安運轉(zhuǎn)等問題。
在英國，智能電網(wǎng)的探究方向是可再生能源發(fā)電和智能配電。英國能源公司方案建立的8.6GW潮汐發(fā)電工程，將成為世界上最大的潮汐發(fā)電站，并方案于2020年把應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電取得的電力直接輸入城市電網(wǎng)。
但是，可再生能源應(yīng)用存在一個突出問題，就是目前得到普遍應(yīng)用的太陽能微風(fēng)能發(fā)電受氣候條件影響嚴(yán)重，供給情況穩(wěn)定性差，氣候條件的任何變化都會立刻招致發(fā)電質(zhì)變化。在電力需求增加或供給降落時，電網(wǎng)頻率有可能發(fā)作變化。當(dāng)大型風(fēng)電場的風(fēng)速明顯降低，或太陽能電站上空飄過一片云，電網(wǎng)頻率可能會降落。若頻率降落幅度到達(dá)1Hz，應(yīng)急發(fā)電安裝必需立刻增加供電量；若電網(wǎng)頻率降落幅度到達(dá)48.8Hz，歐洲電網(wǎng)運轉(zhuǎn)管理中心必需切斷局部線路的供電，這意味著一些地域會因而停電。
在英國電網(wǎng)中，典型的電能流向是從北向南，在低壓用戶端（電壓為400V）有一定數(shù)量的家庭運用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組或太陽能光伏發(fā)電安裝、風(fēng)力發(fā)電安裝。固然原來的輸電網(wǎng)依然存在，但是新建的輸電網(wǎng)更多的是互動供電網(wǎng)絡(luò)�；幼≌╇娔軌�?qū)⒆≌惺Ｓ嗟碾娏δ嫦蜉斎腚娋W(wǎng)，這是英國電力法中已明白規(guī)則的運轉(zhuǎn)方式。因而，電網(wǎng)公司面臨著技術(shù)上的改良和創(chuàng)新（如需求雙向維護(hù)等），這種互動供電給電網(wǎng)的穩(wěn)定控制和調(diào)度形成很大艱難，不但給電網(wǎng)技術(shù)、體系、市場、管理等方面形成影響，而且對傳統(tǒng)的供電、發(fā)電、輸電、配電也是一種應(yīng)戰(zhàn)。
同時，在用電負(fù)荷側(cè)對電網(wǎng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的請求停止響應(yīng)，是近年來智能家電技術(shù)開展的新課題。以冰箱為例，冰箱與電網(wǎng)運轉(zhuǎn)管理中心之間能夠停止雙向信息交流，在電網(wǎng)供需均衡呈現(xiàn)異常時，冰箱的控制安裝會立刻做出響應(yīng)，依據(jù)電網(wǎng)頻率的變化幅度以及冰箱內(nèi)各區(qū)域的溫度，在完整不耗電或低耗電形式下運轉(zhuǎn)。普通狀況下，只需冰箱內(nèi)相應(yīng)區(qū)域的溫度不高于規(guī)則范圍，緊縮機(jī)將處于停機(jī)狀態(tài)。不同家電產(chǎn)品的需求響應(yīng)形式有所不同，目前歐洲家電企業(yè)正在積極開發(fā)這類產(chǎn)品。
記者從歐盟經(jīng)濟(jì)和社會委員會理解到，在歐洲智能電網(wǎng)技術(shù)課題中，家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)安裝并網(wǎng)技術(shù)的開展，將促進(jìn)燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)安裝的提高。
燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)安裝的并網(wǎng)與太陽能光伏發(fā)電安裝的并網(wǎng)有類似之處，兩者均由電網(wǎng)末端向電網(wǎng)供電。燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)安裝的優(yōu)點在于，供電時間和功率更易控制。應(yīng)用智能電網(wǎng)的信息交流功用，運用者能夠規(guī)則家用熱電聯(lián)產(chǎn)安裝向電網(wǎng)供電的時間和供電量。應(yīng)用智能電網(wǎng)停止諧和運轉(zhuǎn)，可以完成雙向的實時信息交流，更有利于進(jìn)步電網(wǎng)的牢靠性、電能質(zhì)量和運轉(zhuǎn)效率。
目前，法國政府鼓舞家庭裝置微型發(fā)電安裝，如家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)安裝。在應(yīng)用燃料取得電能的過程中，通常需求先將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能。依照熱力學(xué)原理，熱能不可能全部轉(zhuǎn)換為電能，發(fā)電過程必然產(chǎn)生副產(chǎn)品熱量。熱電聯(lián)產(chǎn)是對發(fā)電過程中產(chǎn)生的兩種方式的能量電能和熱能均加以有效應(yīng)用。家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)安裝的典型運轉(zhuǎn)方式是，將燃?xì)廪D(zhuǎn)換為動力或直接發(fā)電，同時回收應(yīng)用熱能。因而，相關(guān)于大型發(fā)電設(shè)備而言，家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)安裝的能源應(yīng)用效率能夠進(jìn)步1倍左右。不過，目前英國度用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)安裝的裝置數(shù)量依然很少，還沒有對英國電網(wǎng)運轉(zhuǎn)形成明顯影響。
與日本家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組主要采用內(nèi)燃機(jī)為原動機(jī)的做法不同，歐洲的產(chǎn)品則更多運用外燃發(fā)起機(jī)為原動機(jī)，以斯特林循環(huán)為主，少量采用朗肯循環(huán)。采用外燃發(fā)起機(jī)的產(chǎn)品能夠運用的燃料品種較多，維護(hù)工作量少，不少產(chǎn)品在10年或10年以上的運用期內(nèi)無需維修。但是，這種產(chǎn)品的熱電轉(zhuǎn)換效率較低，通常為15%～20%，分離熱應(yīng)用措施后，普通熱應(yīng)用效率約為80%.2010年，德國群眾和LichtbLick能源公司協(xié)作消費家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組，該產(chǎn)品最突出的特性是采用了先進(jìn)的煙氣冷凝熱回收技術(shù)，熱應(yīng)用效率高達(dá)94%，機(jī)組的熱電轉(zhuǎn)換效率超越20%.群眾公司和LichtbLick能源公司方案的年消費才能為1萬臺以上。
記者在美國、歐洲等采訪理解到，隨著智能電網(wǎng)時期的到來，世界各國的智能電網(wǎng)建立曾經(jīng)全面啟動。在智能電網(wǎng)理念逐漸成為業(yè)界共識的進(jìn)程中，政府正成為建立新能源根底設(shè)備的主動力氣，許多國度都確立了智能電網(wǎng)建立目的、行動道路及投資方案，但鑒于不同地域的監(jiān)管機(jī)制、電網(wǎng)根底設(shè)備現(xiàn)狀和社會經(jīng)濟(jì)開展?fàn)顩r的不同，各地的智能電網(wǎng)開展戰(zhàn)略也有所不同。
全球：政府引導(dǎo)智能電網(wǎng)建立
記者在國度權(quán)威機(jī)構(gòu)IDCEnergyInsights理解到，據(jù)美國和歐盟的預(yù)測，2012～2017年期間，全球智能電網(wǎng)根底設(shè)備投資范圍年均增長比例將到達(dá)17.4%，特別是在硬件、軟件和效勞方面的投資范圍將更大。估計至2017年，全球智能電網(wǎng)根底設(shè)備的投資范圍將到達(dá)464億美圓左右，而亞太地域?qū)⒊蔀閷?年內(nèi)投資增速最快的地域，估計其年增長比例將到達(dá)33.7%.而綜合國際多家權(quán)威機(jī)構(gòu)的預(yù)測，至2020年，全球智能電網(wǎng)投資將到達(dá)2500億美圓。
依據(jù)國際能源大會的定義，智能電網(wǎng)（smartpowergrids），就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2.0”，它是樹立在集成的、高速雙向通訊網(wǎng)絡(luò)的根底上，經(jīng)過先進(jìn)的傳感和丈量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制辦法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，完成電網(wǎng)的牢靠、平安、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和運用平安的目的，其主要特征包括自愈、鼓勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量、允許各種不同發(fā)電方式的接入、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運轉(zhuǎn)。
國度發(fā)改委能源研討一切關(guān)專家通知記者，智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為主干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)諧和開展的剛強(qiáng)網(wǎng)架為根底，以通訊信息平臺為支撐，具有信息化、自動化、互動化特征，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)，掩蓋一切電壓等級，完成“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化交融，是剛強(qiáng)牢靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現(xiàn)代化電網(wǎng)。
據(jù)美國新能源協(xié)會的丹尼斯引見，美國經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)和3G的開展累計了豐厚的停止規(guī)范戰(zhàn)的經(jīng)歷，曾經(jīng)開端在智能電網(wǎng)規(guī)范中搶占先機(jī)。美國規(guī)范與技術(shù)研討院（NIST）提出將分三個階段樹立智能電網(wǎng)規(guī)范。美國商務(wù)部長駱家輝曾在GridWeek大會上宣布了NIST在第一階段的最新停頓報告。該報告選取了近80項現(xiàn)有規(guī)范，用于指導(dǎo)和支撐當(dāng)前智能電網(wǎng)開展，明白了14個需求優(yōu)先研討和處理的方面，并特別剖析了信息平安方面的規(guī)范。
據(jù)理解，日本也曾經(jīng)開端搶占用電市場中的技術(shù)先機(jī)，正在試圖將其擴(kuò)為世界規(guī)范。日本東京電力公司、富士集團(tuán)以及三菱公司結(jié)合制定了電動汽車接入電網(wǎng)規(guī)范，為電動汽車接入電網(wǎng)打下了良好根底。日本在大型鋰離子蓄電池的研發(fā)方面技術(shù)搶先，正在結(jié)合美國，將其技術(shù)推行為國際規(guī)范。
國度電網(wǎng)公司科技部智能電網(wǎng)處處長林弘宇透露，在“十二五”期間國度電網(wǎng)智能化建立將投資2860億元。2012年將建立17個智能電網(wǎng)綜合示范工程，163座充換電站和910臺交流充電樁，智能變電站1329座，改造132座，建立26萬戶電力光纖到戶，在26個省級公司推行配電自動化系統(tǒng)建立，建立8個省級智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)，推行應(yīng)用3700萬只智能電能表。
“智能電網(wǎng)建立將來幾年將加速開展，全球智能電網(wǎng)建立形勢一片利好。從全球看，各國開展智能電網(wǎng)政府不可缺位�！绷趾胗畋硎�。
在美國、日本等興旺國度，智能電網(wǎng)戰(zhàn)略己成為國度重要戰(zhàn)略，是在政府統(tǒng)一主導(dǎo)和支持下，集國度以及相關(guān)力氣來制定和推進(jìn)的。智能電網(wǎng)戰(zhàn)略曾經(jīng)成為他們搶占將來低碳經(jīng)濟(jì)制高點的重要戰(zhàn)略措施。中國與其他國度在智能電網(wǎng)開展上的“角力”，不只是一次綜合實力和搶占將來低碳經(jīng)濟(jì)制高點的比賽，也是推進(jìn)本身經(jīng)濟(jì)可持續(xù)開展、確保將來能源平安的需求。
記者從歐盟理解到，近年來英國政府積極對智能電網(wǎng)停止政策支持。為落實2009年出臺的《英國低碳轉(zhuǎn)型方案》國度戰(zhàn)略，2009年12月初，英國政府初次提出要鼎力推進(jìn)智能電網(wǎng)的建立，同期發(fā)布《智能電網(wǎng)：機(jī)遇》報告，并于2010年初出臺細(xì)致智能電網(wǎng)建立方案。英國煤氣電力市場辦公室從2010年4月起五年內(nèi)共動用5億英鎊停止加大范圍的實驗。英國政府也正在支持一些范疇的匹配性開展，其中包括投資3000萬英鎊的“插入場”框架，支持電動汽車充電根底設(shè)備建立。
英國已制定出“2050年智能電網(wǎng)線路圖”，并開端加大投資力度，支持智能電網(wǎng)技術(shù)的研討和示范。之后的工作將嚴(yán)厲依照道路圖執(zhí)行。
在第一階段（2010年-2020年），英國準(zhǔn)備大范圍投資以滿足近期需求，并樹立將來可選計劃。近期英國準(zhǔn)備擴(kuò)展現(xiàn)有的根底設(shè)備和繼續(xù)推進(jìn)試點工程建立，爭取早日完善智能電表的部署工作，為以后大范圍的研發(fā)提供計劃和數(shù)據(jù)支持。
第二階段（2020-2050），目的是要提供到2050年后各種電力系統(tǒng)選擇計劃的根本根據(jù)。詳細(xì)內(nèi)容就是大量開展散布式能源和清潔能源，同時增加智能家居、智能家庭、嵌入式貯存和散布發(fā)電以及虛擬電池的應(yīng)用，并經(jīng)過智能設(shè)計和強(qiáng)化電壓設(shè)計等進(jìn)步整個電網(wǎng)的自動化、智能化和控制力。
法國政府也同樣對智能電網(wǎng)停止政策支持。法國是能源資源相對匱乏的國度，石油和自然氣儲量有限，煤炭資源已趨于干涸。鼓舞開展可再生能源及智能電網(wǎng)，進(jìn)步可再生能源在能源耗費總量中的比例，已成為法國政府在制定相關(guān)政策時優(yōu)先思索的問題。
在德國，很少運用“智能電網(wǎng)”這個名詞，而是運用E-Energy，翻譯過來就是“信息化能源”。為推進(jìn)E-Energy的順利停頓，德國聯(lián)邦政府經(jīng)濟(jì)和技術(shù)部特地開設(shè)了一個網(wǎng)站，用來發(fā)布信息化能源的進(jìn)度，向公眾宣傳信息化能源建立的好處。
2008年12月以來，德國政府投資1.4億歐元施行“E-Energy”方案，在6個試點地域開發(fā)和測試智能電網(wǎng)的中心要素。2011年，自日本核危機(jī)以來，德國決然參加“棄核”隊伍，轉(zhuǎn)向新能源和電動汽車，特別是后者，今年5月16日據(jù)政府音訊人士透露，德國政府?dāng)M投入10億歐元補(bǔ)貼，以扶持電動汽車，特別是電池技術(shù)的研發(fā)。
美國：規(guī)范引領(lǐng)智能電網(wǎng)
最近，美國能源部副部長KristinaJohnson在美國無線通訊展的研討會上發(fā)扮演講稱：“如今有個好音訊，那就是美國電網(wǎng)曾經(jīng)成為20世紀(jì)數(shù)一數(shù)二的創(chuàng)新；但也有個壞音訊，那就是它開展的速度真實太慢了。”
Johnson所強(qiáng)調(diào)的，也正是奧巴馬政府所關(guān)注的�，F(xiàn)代化的電網(wǎng)建立對美國來講是頭號重要的。智能電網(wǎng)將在協(xié)助消費者省錢的同時，使他們可以監(jiān)管本人的能源運用狀況。智能電網(wǎng)還能使公同事業(yè)設(shè)備取得實時信息以及時應(yīng)對電力中綴等突發(fā)情況。依據(jù)有關(guān)的報告估量，裝置200萬只智能電表將為美國的消費者一年內(nèi)節(jié)約數(shù)十億美圓。
記者從美國太陽能協(xié)會理解到，美國于2004年發(fā)布了《國度輸電技術(shù)道路圖》，總結(jié)了美國完成電網(wǎng)現(xiàn)代化的主要問題和應(yīng)戰(zhàn)，并提出相關(guān)倡議。道路圖提出經(jīng)過五種途徑完成國度電網(wǎng)《Grid2030》愿景，包括：設(shè)計“Grid2030”體系構(gòu)造；開展“關(guān)鍵”技術(shù)；加速市場承受度；增強(qiáng)電力市場運作；樹立更強(qiáng)有力的公共和私營之間的協(xié)作關(guān)系。道路圖還細(xì)致引見了國度電網(wǎng)完成現(xiàn)代化需求展開的一系列活動，但還有一些問題沒有觸及到，例如保證這些活動能順利完成的詳細(xì)細(xì)節(jié)、截止日期以及所需求的資源等。這些補(bǔ)充方案還需求電力行業(yè)相關(guān)單位做進(jìn)一步考慮。
隨著2009年美國政府大范圍展開智能電網(wǎng)研發(fā)和建立，2009年7月，美國能源部發(fā)布了《智能電網(wǎng)系統(tǒng)報告》（SmartGridSystemReport），全面檢視了美國智能電網(wǎng)開展情況以及開展過程中存在的問題。報告指出，目前美國智能電網(wǎng)開展最大的問題就是費用問題，據(jù)統(tǒng)計，美國僅智能電網(wǎng)丈量體系就需求投入270億美圓，到2030年美國整個智能電網(wǎng)投入需到達(dá)1.5萬億美圓。此外，智能電網(wǎng)規(guī)范的互操作性以及開展過程中相關(guān)政策的變化，也是智能電網(wǎng)開展面臨的問題。
目前，美國智能電網(wǎng)相關(guān)規(guī)劃主要有如下幾個方面：電力根底設(shè)備戰(zhàn)略防護(hù)系統(tǒng)、GridWise與GridWorks、現(xiàn)代電網(wǎng)方案、《能源自主與平安法案2007》中智能電網(wǎng)規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)刺激方案中的智能電網(wǎng)研發(fā)方案。
最近，針對美國智能電網(wǎng)建立項目的負(fù)面新聞不時增加。例如，建立費用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越最初的預(yù)算，消費者埋怨家庭內(nèi)裝置了智能電表反而使電費支出增加等。
剖析人士表示，假如僅依據(jù)這些信息，就以為“美國智能電網(wǎng)項目展開不利”尚為時過早。實踐上，假如你可以到當(dāng)?shù)赜H身參觀美國智能電網(wǎng)建立項目，從熾熱的場景與被注重的水平，就能夠看出美國希望在能源范疇把握好像其在互聯(lián)網(wǎng)范疇那樣的“霸權(quán)”。美國在互聯(lián)網(wǎng)范疇之所以如此快速開展并控制主導(dǎo)權(quán)，主要是出于政府強(qiáng)有力的扶持、技術(shù)的規(guī)范化、新成員的紛繁參與加速了市場構(gòu)成等。實踐上，美國智能電網(wǎng)項目建立中，也遵照著類似的規(guī)律。
以美國商務(wù)部下屬的國度規(guī)范技術(shù)研討院（NIST）為主，美國政府部門研討了智能電網(wǎng)的互操作性與網(wǎng)絡(luò)平安等各項技術(shù)規(guī)范。
最近，NIST發(fā)布了新一代輸電網(wǎng)“智能電網(wǎng)”的規(guī)范化框架明白了75個規(guī)范規(guī)格、規(guī)范和指導(dǎo)方針。其中25個規(guī)格和規(guī)范是此次發(fā)布前肯定的。這25項規(guī)范包括了智能電表與家用電器可停止雙向無線通訊的技術(shù)ZigBee的智能能源標(biāo)準(zhǔn)（SmartEnergyProfile）。
美國商務(wù)部有關(guān)官員通知記者，智能電網(wǎng)建立項目的主力軍外表上是電力公司或者中央政府，但實踐主導(dǎo)者卻是在世界各地具有分支機(jī)構(gòu)的大型IT企業(yè)、在特定范疇內(nèi)具有中心技術(shù)的高科技企業(yè)以及非營利組織。這些美國企業(yè)或機(jī)構(gòu)無一不具有強(qiáng)大的全球業(yè)務(wù)分部。例如，從事IT咨詢業(yè)務(wù)的美國埃森哲公司承當(dāng)了科羅拉多州博爾德智能電網(wǎng)試點項目“智能電網(wǎng)城市”與荷蘭阿姆斯特丹、日本橫濱智能城市項目的項目管理，美國IBM公司在世界各地的主要城市提供智能城市咨詢與IT效勞。
高科技企業(yè)方面，最著名的是美國SilverSpringNetworks公司。這家公司為電力公司提供面向智能電網(wǎng)的高級電表架構(gòu)（AMI）搭建與運轉(zhuǎn)的處理計劃。該公司由多個大型高科技企業(yè)出資建立，它的執(zhí)行副總裁兼首席營銷官稱：“電力公司如今就有必要建立智能電網(wǎng)。”美國加州能源巨頭安定洋燃?xì)夂碗娏荆≒G&E）就是該公司的客戶。PG&E曾經(jīng)在加州北部部署了大約700萬部智能電表。SilverSpringNetworks公司還為加拿大與澳大利亞提供了AMI處理計劃。
新成員之中并非僅有IT企業(yè)或高科技企業(yè)。美國非贏利組織（NPO）最近也展示了在智能電網(wǎng)方面的絕對實力。美國在這一范疇中，有很多絲毫不亞于民營企業(yè)的范圍與業(yè)務(wù)量的事業(yè)型NPO.
歐洲：把海上風(fēng)電北非太陽能融入電網(wǎng)
“最近，歐盟有關(guān)圓桌會議進(jìn)一步明白請求依托智能電網(wǎng)技術(shù)將大西洋的海上風(fēng)電、歐洲南部和北非的太陽能電融入歐洲電網(wǎng)，完成可再生能源的騰躍式開展�！睔W盟經(jīng)濟(jì)和社會委員會官員法爾克通知記者。
法爾克表示，完成電力供給與需求的互動、諧和，最大限度發(fā)揮現(xiàn)有電力系統(tǒng)的潛力，完成電力系統(tǒng)效率、牢靠性以及電能質(zhì)量的全面進(jìn)步，并為用戶帶來經(jīng)濟(jì)效益是歐洲智能電網(wǎng)的根本目的。但是，大量散布式微型發(fā)電安裝的并網(wǎng)是歐洲智能電網(wǎng)開展遇到的理想問題。
歐洲議會2009年經(jīng)過了促進(jìn)可再生能源應(yīng)用的指令，規(guī)則到2020年歐盟地域的可再生能源供給量應(yīng)到達(dá)全部能源供給量的20%.而歐盟15個成員國（EU15）（2004年前歐盟的15個成員國）的可再生能源工業(yè)的目的是2020年可再生能源發(fā)電量到達(dá)總發(fā)電量的33%.在一系列能源政策的引導(dǎo)下，歐洲肯定了散布式發(fā)電的開展方向。與之相順應(yīng)的研討重點集中在動力與能源轉(zhuǎn)換設(shè)備、資源深度應(yīng)用技術(shù)、智能控制和群控優(yōu)化技術(shù)以及綜合系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)上。其中，與電網(wǎng)相關(guān)的研討主要針對散布式發(fā)電系統(tǒng)的電網(wǎng)接入研討，以及處理散布式發(fā)電與現(xiàn)有電網(wǎng)設(shè)備的兼容、整合和平安運轉(zhuǎn)等問題。
在英國，智能電網(wǎng)的探究方向是可再生能源發(fā)電和智能配電。英國能源公司方案建立的8.6GW潮汐發(fā)電工程，將成為世界上最大的潮汐發(fā)電站，并方案于2020年把應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電取得的電力直接輸入城市電網(wǎng)。
但是，可再生能源應(yīng)用存在一個突出問題，就是目前得到普遍應(yīng)用的太陽能微風(fēng)能發(fā)電受氣候條件影響嚴(yán)重，供給情況穩(wěn)定性差，氣候條件的任何變化都會立刻招致發(fā)電質(zhì)變化。在電力需求增加或供給降落時，電網(wǎng)頻率有可能發(fā)作變化。當(dāng)大型風(fēng)電場的風(fēng)速明顯降低，或太陽能電站上空飄過一片云，電網(wǎng)頻率可能會降落。若頻率降落幅度到達(dá)1Hz，應(yīng)急發(fā)電安裝必需立刻增加供電量；若電網(wǎng)頻率降落幅度到達(dá)48.8Hz，歐洲電網(wǎng)運轉(zhuǎn)管理中心必需切斷局部線路的供電，這意味著一些地域會因而停電。
在英國電網(wǎng)中，典型的電能流向是從北向南，在低壓用戶端（電壓為400V）有一定數(shù)量的家庭運用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組或太陽能光伏發(fā)電安裝、風(fēng)力發(fā)電安裝。固然原來的輸電網(wǎng)依然存在，但是新建的輸電網(wǎng)更多的是互動供電網(wǎng)絡(luò)�；幼≌╇娔軌�?qū)⒆≌惺Ｓ嗟碾娏δ嫦蜉斎腚娋W(wǎng)，這是英國電力法中已明白規(guī)則的運轉(zhuǎn)方式。因而，電網(wǎng)公司面臨著技術(shù)上的改良和創(chuàng)新（如需求雙向維護(hù)等），這種互動供電給電網(wǎng)的穩(wěn)定控制和調(diào)度形成很大艱難，不但給電網(wǎng)技術(shù)、體系、市場、管理等方面形成影響，而且對傳統(tǒng)的供電、發(fā)電、輸電、配電也是一種應(yīng)戰(zhàn)。
同時，在用電負(fù)荷側(cè)對電網(wǎng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的請求停止響應(yīng)，是近年來智能家電技術(shù)開展的新課題。以冰箱為例，冰箱與電網(wǎng)運轉(zhuǎn)管理中心之間能夠停止雙向信息交流，在電網(wǎng)供需均衡呈現(xiàn)異常時，冰箱的控制安裝會立刻做出響應(yīng)，依據(jù)電網(wǎng)頻率的變化幅度以及冰箱內(nèi)各區(qū)域的溫度，在完整不耗電或低耗電形式下運轉(zhuǎn)。普通狀況下，只需冰箱內(nèi)相應(yīng)區(qū)域的溫度不高于規(guī)則范圍，緊縮機(jī)將處于停機(jī)狀態(tài)。不同家電產(chǎn)品的需求響應(yīng)形式有所不同，目前歐洲家電企業(yè)正在積極開發(fā)這類產(chǎn)品。
記者從歐盟經(jīng)濟(jì)和社會委員會理解到，在歐洲智能電網(wǎng)技術(shù)課題中，家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)安裝并網(wǎng)技術(shù)的開展，將促進(jìn)燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)安裝的提高。
燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)安裝的并網(wǎng)與太陽能光伏發(fā)電安裝的并網(wǎng)有類似之處，兩者均由電網(wǎng)末端向電網(wǎng)供電。燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)安裝的優(yōu)點在于，供電時間和功率更易控制。應(yīng)用智能電網(wǎng)的信息交流功用，運用者能夠規(guī)則家用熱電聯(lián)產(chǎn)安裝向電網(wǎng)供電的時間和供電量。應(yīng)用智能電網(wǎng)停止諧和運轉(zhuǎn)，可以完成雙向的實時信息交流，更有利于進(jìn)步電網(wǎng)的牢靠性、電能質(zhì)量和運轉(zhuǎn)效率。
目前，法國政府鼓舞家庭裝置微型發(fā)電安裝，如家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)安裝。在應(yīng)用燃料取得電能的過程中，通常需求先將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能。依照熱力學(xué)原理，熱能不可能全部轉(zhuǎn)換為電能，發(fā)電過程必然產(chǎn)生副產(chǎn)品熱量。熱電聯(lián)產(chǎn)是對發(fā)電過程中產(chǎn)生的兩種方式的能量電能和熱能均加以有效應(yīng)用。家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)安裝的典型運轉(zhuǎn)方式是，將燃?xì)廪D(zhuǎn)換為動力或直接發(fā)電，同時回收應(yīng)用熱能。因而，相關(guān)于大型發(fā)電設(shè)備而言，家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)安裝的能源應(yīng)用效率能夠進(jìn)步1倍左右。不過，目前英國度用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)安裝的裝置數(shù)量依然很少，還沒有對英國電網(wǎng)運轉(zhuǎn)形成明顯影響。
與日本家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組主要采用內(nèi)燃機(jī)為原動機(jī)的做法不同，歐洲的產(chǎn)品則更多運用外燃發(fā)起機(jī)為原動機(jī)，以斯特林循環(huán)為主，少量采用朗肯循環(huán)。采用外燃發(fā)起機(jī)的產(chǎn)品能夠運用的燃料品種較多，維護(hù)工作量少，不少產(chǎn)品在10年或10年以上的運用期內(nèi)無需維修。但是，這種產(chǎn)品的熱電轉(zhuǎn)換效率較低，通常為15%～20%，分離熱應(yīng)用措施后，普通熱應(yīng)用效率約為80%.2010年，德國群眾和LichtbLick能源公司協(xié)作消費家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組，該產(chǎn)品最突出的特性是采用了先進(jìn)的煙氣冷凝熱回收技術(shù)，熱應(yīng)用效率高達(dá)94%，機(jī)組的熱電轉(zhuǎn)換效率超越20%.群眾公司和LichtbLick能源公司方案的年消費才能為1萬臺以上。
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