電網(wǎng)2.0引領電力新時代 智能電網(wǎng)掀熱浪

近日，國家科學技術獎勵大會將2014年度國家科學技術進步獎一等獎，授予國家電網(wǎng)公司組織申報的“國家電網(wǎng)智能電網(wǎng)創(chuàng)新工程”項目?；仡櫧陙淼墨@獎記錄發(fā)現(xiàn)，國家電網(wǎng)公司有關智能電網(wǎng)的項目屢獲大獎。這足以反映智能電網(wǎng)技術創(chuàng)新在我國電網(wǎng)基礎設施中的重要地位。

中國作為當前經(jīng)濟發(fā)展最快的主要經(jīng)濟體，其電網(wǎng)發(fā)展也代表了大多數(shù)國家和地區(qū)的趨勢，將傳統(tǒng)電網(wǎng)升級為智能電網(wǎng)，全球電網(wǎng)將進入2.0時代。

人類社會，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)，將萬千觸手伸展到企業(yè)、家庭的角角落落，提供動力、創(chuàng)造光明。隨著時代發(fā)展、科技進步，電網(wǎng)自身的變革也勢在必行。升級版的智能電網(wǎng)，既是對傳統(tǒng)電網(wǎng)的升級，也是新能源、信息、電力電子等多種先進技術的交叉融合，而其發(fā)展路徑也日趨清晰：智能電表應用、幫助發(fā)展智能家居、將太陽能光伏和電池作為一種潛在的經(jīng)濟有效的并網(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立或相互聯(lián)結，等等，從而將電網(wǎng)的觸手遠遠擴充，將電能的利用效率大大提升。

前景清晰充滿商機

部分國家著力于智能電網(wǎng)的互動性，而我國則將建設堅強智能電網(wǎng)提升為國家發(fā)展戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略除了提升電網(wǎng)的安全性、經(jīng)濟型和互動性外，對于保障新能源發(fā)電，促進節(jié)能減排和環(huán)境改善也有舉足輕重的意義。

電網(wǎng)升級，對于智能電網(wǎng)電力設備、管理服務等都有著同樣的巨大需求。TechNavio預測稱，全球智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析市場從2014年至2019年的復合年增長率將高達20.6%。據(jù)彭博新能源財經(jīng)估算，2014 年全球智能電網(wǎng)設備市場約為166 億美元，2019 年將成長為 255 億美元。相關智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)巨頭紛紛瞄準這一商機。

國際上通常認為，智能電網(wǎng)主要是傳感、信息通信技術與電網(wǎng)基礎設施的高度集成，強調(diào)通過電價機制，以及與用戶的互動，進一步提高電網(wǎng)資產(chǎn)利用率以及經(jīng)濟性。例如，美國主要是對陳舊老化的電力設施進行更新改造或依靠技術手段提高利用效率，而歐洲國家主要是促進并滿足風能、太陽能和生物質(zhì)能等可再生能源快速發(fā)展的需要。不同國家對于智能電網(wǎng)功能的側重點略有不同，總體上都必須滿足安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、高效的電力供應。

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)技術等被列為調(diào)度部分。而用戶信息采集、配電自動化、電能利用則被列入智能管理部分。

相關資料顯示，在新能源接入、輸變電能力提升方面，我國目前掌握的技術均達到了較高的水平。相比之下，由于缺少技術標準、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。

在我國推行階梯電價后，智能電表成為智能電網(wǎng)系統(tǒng)中最直觀的標志。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)自動化營銷系統(tǒng)服務。有觀點認為，帶通信功能的電子式多功能電能表將是未來發(fā)展的主導方向。隨著智能電網(wǎng)建設全面鋪開后，智能電表更多功能得以實現(xiàn)，智能電表還將迎來更大的市場，僅國內(nèi)每年規(guī)模就超過50億，將給相關企業(yè)帶來豐厚的訂單。

隨著現(xiàn)代工業(yè)對電能質(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備的使用對電壓的要求也越來越苛刻。配電自動化在對配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量進行監(jiān)測的同時，可以通過電能質(zhì)量補償裝置實現(xiàn)對配電網(wǎng)電能質(zhì)量的補償控制。

有專家認為，目前我國配電網(wǎng)網(wǎng)架結構仍相對薄弱，配網(wǎng)自動化覆蓋范圍較低，實用化水平較低，未來有較大的提升空間。

所謂的配電自動化，是建立在信息化的基礎上，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)結構和地理圖形進行信息集成，構成完整的自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)配電網(wǎng)及其設備正常運行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測、保護、控制以及用電和配電管理的自動化，最終實現(xiàn)以大幅度提高供電可靠性、改善電能質(zhì)量為目標的對配電系統(tǒng)在線的、準實時的閉環(huán)控制。

目前地區(qū)一級已經(jīng)紛紛啟動了配電自動化項目，而未來縣一級的配電自動化項目則一片藍海。有分析認為這將為國內(nèi)技術領先的電力設備企業(yè)提供大量的機遇。

此外，電能利用近兩年也在我國越來越受到關注，其中比較尋常的利用就是電動汽車以及小區(qū)電力線上網(wǎng)。隨著劃時代的純電動車“特斯拉”進入我國市場后，關于電動汽車大范圍推廣變得越來越有現(xiàn)實意義。國家電網(wǎng)智能電網(wǎng)創(chuàng)新工程內(nèi)容包括研制全系列、多功能電動汽車充換電裝備，創(chuàng)造性提出并實踐針對多種電動汽車的換電模式。解決充換電網(wǎng)絡與配電網(wǎng)絡的統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)調(diào)運行難題，并將形成世界上規(guī)模最大的充換電服務網(wǎng)絡。事實上，充電樁等小型充電設備目前進入門檻更低，將讓更多國內(nèi)電力設備企業(yè)從中分一杯羹。

讓更多需求互動

事實上，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。其中包括智能電表的應用，依托后臺數(shù)據(jù)分析得到了實時的情報；幫助發(fā)展智能家居；太陽能光伏和電池作為一種潛在的經(jīng)濟有效的并網(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)、儲能系統(tǒng)和負荷構成，可同時提供電能和熱能的獨立網(wǎng)絡。微電網(wǎng)既可以和公共電網(wǎng)并聯(lián)運行，也可以單獨運行。微電網(wǎng)可以覆蓋傳統(tǒng)電力系統(tǒng)難以達到的偏遠地區(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，從一個簡單的備份電源或者在醫(yī)院等特定場所的現(xiàn)場發(fā)電系統(tǒng)，到復雜的互聯(lián)當?shù)靥柲馨l(fā)電，電池及熱電的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。GTM研究預測，這些更先進的微電網(wǎng)將成為城市智能電網(wǎng)景觀的重要組成部分，幫助美國的產(chǎn)能從如今的1051百萬瓦特到2017年擴大到1843百萬瓦特。

美國調(diào)查公司Navigant Research于2014年5月發(fā)布預測稱，2023年亞太地區(qū)的微電網(wǎng)市場規(guī)模將由2014年的7.78億美元擴大到約58億美元。

截至目前，大約有5000萬個智能電表已經(jīng)被部署在美國。數(shù)以千萬計的電表也正在進入歐洲、日本和其他大型國際市場。在過去一年，已經(jīng)看到了對智能電網(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”。

美國政府正督促供電公司、燃氣公司及自來水公司等公共企業(yè)安裝智能儀表及智能電網(wǎng)。但是，這些公共企業(yè)大多是地方政府運營的小型企業(yè)，沒有經(jīng)營資源。因此，難以構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。于是，擁有第三方服務運營商構建智能電網(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的業(yè)務就應運而生了。 美國通用電氣(GE)數(shù)字能源業(yè)務部從2011年就開始向中小型地方公共企業(yè)提供包括管理服務在內(nèi)的智能電網(wǎng)解決方案服務“Grid IQ Solution”。

而巴菲特想要告訴你什么時候洗衣服才是最佳選擇。或者至少他在英國的能源公司希望這么做。巴菲特旗下的北方電網(wǎng)公司正與德國機電大廠西門子于英國共同測試智能電網(wǎng)技術，規(guī)模達 12000 戶。這一項目名為“以客戶為導向的網(wǎng)絡革命(CLNR)”這一項目能夠對用戶需求進行更好地管理，“相較于建立新的有線電視網(wǎng)絡并投入新的變壓器，我們可以更好地通過利用自動化使現(xiàn)有系統(tǒng)得到更好利用。”西門子駐英國智能電網(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)，埃森哲公司計劃使用這筆資金以加強其智能電網(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)領域。

近年出現(xiàn)了除電力外，燃氣及自來水等基礎設施、路燈、信號乃至公共設施也都聯(lián)網(wǎng)以擴大管理服務范圍的趨勢。

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)同時聯(lián)網(wǎng)的“路燈服務”。 2013年，在法國巴黎開始提供將路燈與交通信號通過網(wǎng)絡連接起來以優(yōu)化網(wǎng)絡設計、運營管理、各路燈、信號及交通系統(tǒng)的服務。此外，在丹麥的哥本哈根正在推進LED照明大范圍聯(lián)網(wǎng)的計劃。

巨頭對智能電網(wǎng)的關注也令大數(shù)據(jù)、電網(wǎng)設備等產(chǎn)業(yè)受到關注。TechNavio預測稱，全球智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析市場從2014年至2019年的復合年增長率將高達20.6%。據(jù)彭博新能源財經(jīng)估算，2014 年全球智能電網(wǎng)設備市場約為 166 億美元，至 2019 年將成長為 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，先后完成了國家風光儲輸示范工程等32類305項智能電網(wǎng)試點項目，還與國內(nèi)裝備制造企業(yè)完成了柔性直流換流閥、新能源發(fā)電功率預測系統(tǒng)等近200項智能電網(wǎng)關鍵裝備的研制，并參與編制21項智能電網(wǎng)國際標準。

11月14日舉辦的2014第二屆中國未來能源論壇上，多位專家指出，智能電網(wǎng)能更有效的接入風光儲能，同時也對電網(wǎng)規(guī)劃、建設、服務等提供更可靠依據(jù)。

國網(wǎng)能源研究院副院長張瑋介紹，智能電網(wǎng)，一方面就是從發(fā)電側來看，它能很好解決間歇性能源大規(guī)模接入電網(wǎng)這樣一個問題。從用戶側來說，它能跟用戶實現(xiàn)良好的雙向的溝通與互動，特別是解決電動汽車這種新型用能設施的接入問題和用電問題。第三能夠解決電網(wǎng)運營過程中面臨各種復雜的影響干擾，這個過程中能夠保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行?，F(xiàn)在國家電網(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、跨國骨干網(wǎng)架和各國各電壓等級電網(wǎng)(輸電網(wǎng)、配電網(wǎng))構成，連接“一極一道”(北極、赤道)大型能源基地，適應各種集中式、分布式電源，能夠將風能、太陽能、海洋能等可再生能源輸送到各類用戶。