国外智能电网研究与应用

    国外智能电网政策演进历程
    随着市场化改革推进，数字经济发展，气候变化加剧，环境监管要求日趋严格以及各国能源政策的调整，电网与电力市场、客户之间的关系越来越紧密。客户对电能质量的要求逐步提高，可再生能源等分散式发电资源数量不断增加，传统的电力网络已经难以满足这些发展要求。为此，人们提出发展智能电网的设想，以实现传统电网的升级换代。美国和欧洲在智能电网发展方面具有代表性。
    一、美国
    1. 电网 2030 规划
    2003 年 2 月，美国时任总统布什提出 “ 电网 2030 规划 ” ，指出要建设现代化电力系统，以确保经济安全，同时促进电力系统自身的安全运行。该规划的主要内容有：为所有用户提供高度安全、可靠、数字化的供电服务，在全国实现成本合理、生产过程无污染、低碳排放的供电，经济实用的储能设备，建成超导材料的骨干网架。
    2. 能源独立与安全法案 2007
    为有效促进智能电网建设，美国于 2007 年 12 月颁布 “ 能源独立与安全法案 2007” ，确立了国家层面的电网现代化政策，设立新的专责联邦委员会，并界定其职责与作用，建立问责机制，同时建立激励机制，促进股东投资。
    3. 奥巴马政府施政计划
    美国总统奥巴马为振兴经济，从节能减排、降低污染角度提出绿色能源环境气候一体化振兴经济计划，智能电网是其中的重要组成部分。
    二、欧洲
    欧盟为应对气候变化、对能源进口依赖日益严重等挑战，向客户提供可靠便利的能源服务，正在着手制定一整套能源政策。这些政策将覆盖资源侧、输送侧以及需求侧等方面，从而推动整个产业领域深刻变革，为客户提供可持续发展的能源，形成低能耗的经济发展模式。欧洲智能电网技术研究主要包括网络资产、电网运行、需求侧和计量、发电和电能存储四个方面。
国外智能电网技术研究近况
    按照智能电网本身所覆盖的价值链环节，智能电网的关键技术可划分为智能用电、智能网络、新能源发电与智能企业四类。
    1. 智能用电：包括智能表计、电池技术、家庭自动化、微型电网、优质供电园区等。
    2. 智能网络：包括调度自动化、即插即用式智能电力设备、智能保护装置、测量监视设备、电力电子设备、海量数据处理技术和可视化技术等。
    3. 新能源发电：包括可再生能源发电、微透平技术、超导储能技术等。
    4. 智能企业：包括信息集成技术、通信技术等。
    目前，智能电网大部分技术已经通过试验，有的已经比较成熟，甚至开始商业应用，只有少数技术尚待进一步研究。然而，我们不能忽视这些尚处于研发阶段的技术，它们恰恰是智能电网实现重大突破所需的关键技术。
    国外智能电网建设应用介绍
    各国电力行业及其他相关行业已经开始积极探索和实践智能电网。由于每个电力企业面临的挑战和问题不尽相同，不同国家和地区的不同电力企业选择了不同的实践方式。总体来说，智能电网建设应用分为三个方面：智能表计、智能电网和智能城市。
    1. 智能表计
    智能表计的优点在于：在客户和电力企业之间建立起双向信息流，提供互动性服务，更迅速地响应客户需求，提升客户满意度；丰富电力企业需求侧管理手段，提高能源利用效率；通过远程自动化表计管理，节约人力成本，提高工作效率；通过自动数据收集，及时掌握设备运行工况，节约检修和维护成本；有效防范窃电、盗窃破坏电力设施等违法行为。
    2. 智能电网
    优化电力企业系统运行能力，实现电网运行管理和企业经营管理集成化；智能电网建设策略和建设路径研究；智能电网试点建设。
    3. 智能城市
    电力企业通过与政府和其他企业的紧密合作，进行智能城市设计和试点建设。电力企业可以对整个电力输送和消费过程进行观测，提高对需求侧反应的速度，加强引导需求能力，优化资源配置，提高能源利用率，提高电力企业运营效率。
    美国大力推动智能电网发展
    近年来，美国电力官员一直在推介智能电网。现在，更多人加入这一行列中。奥巴马政府的经济刺激计划中，有大约 45 亿美元贷款用于智能电网投资和地区示范项目。奥巴马今年元月宣称，智能电网可以 “ 节省开支，保护电源免受停电或灾害袭击，在全国每一个角落奉献可替代的洁净电能 ” 。
    智能电网提高电网效率
    智能电网采用数字技术收集、交流、处理数据，从而提高电网系统的效率和可靠性。譬如，传感器可以帮助用户迅速找到故障，并迅速加以排除。
    智能电表可以用来监测用电量及费用，给客户在电能使用上更大的控制权。智能电网的倡导者预计，一些电力消费会转移到价格便宜的峰谷时段，这将减少用电堵塞，并降低对新设施建设的需求。此外，电动混合汽车可以在用电需求较低的晚间充电，甚至可以在白天停放期间将电能重新输回电网。
    智能电网有待推广和升级
    Xcel Energy 公司正在将科罗拉多州的 Boulder 改造成世界上第一座智能电网城市。不过，智能电网不能仅限于试验，问题是如何推广和升级。
    智能电网的倡导者还有许多的事情要做，他们要让客户相信，智能电网将帮助客户减少电费支出。此外，改革法规及规则更为棘手。经济刺激方案规定，奖励效率提高的电力公司。但是，地方电力监管委员会必须改变规则 —— 监管委员会对仍然被看作风险投资的智能电网可能还心有余悸。伊利诺斯电力监管委员会批准在 2009 年安装 20 万个智能电表，更大规模的投资则有待于未来两年的成本——收益研究报告。
    此外，还需在全美制定标准，使创新实现无缝连接。据估计，美国商务部下属的标准与技术研究院会在今年夏天前提出一个初步框架。智能电网已经蓄势待发。
    日本构建智能电网 以新能源为主
    日本政府通过深入比较与美国电力工业特征的不同，结合自身国情，决定构建以对应新能源为主的智能电网。
    1. 日本政府关于智能电网的看法
    根据3月17日日本《电气新闻》报道，针对美国提出的智能电网，日本经济产业部副部长望月晴文指出，美国脆弱的电网系统与日本坚强的电网系统无法单纯地进行比较，日本将根据自身国情，主要围绕大规模开发太阳能等新能源，确保电网系统稳定，构建智能电网。
    日本政府计划在与电力公司协商后，于明年开始在孤岛进行大规模的构建智能电网试验，主要验证在大规模利用太阳能发电的情况下，如何统一控制剩余电力和频率波动，以及蓄电池等课题。日本政府期待智能电网试验获得成功并大规模实施，这样可以通过增加电力设备投资拉动内需，创造更多就业机会。
    2. 产学共同进行智能电网模式研究
    为配合企业技术研究，东京工业大学于 3 月初成立 “ 综合研究院 ” ，其中，赤木泰文教授主持的关于可再生能源如何与电力系统相融合的 “ 智能电网项目 ” 备受瞩目。除东京电力公司外，东芝、日立等 8 家电力相关企业也积极参与到该项目研究中。该项目计划用 3 年时间开发出高可靠性系统技术，使可再生能源与现有电力系统有机融合的智能电网模式得以实现。
    欧盟委员会推动智能电网技术
    欧盟委员会号召其成员国利用信息与交流技术（ Information and Communications Technology ）提高能效，应对气候变化，促进经济恢复。智能电网技术可以帮助欧洲在未来 12 年内减少排放 15% ，这将成为欧盟完成 2020 年减排目标的关键。
    智能电网不仅可以监测工业用电情况，还能监测写字楼、住宅及其他公共部门的用电情况。大众可以借此了解如何用电并努力节电，促进节能减排。智能电表项目可以帮助客户节电 10% 。智能电表可以实时告诉客户用电情况，借助智能电表，客户可以适当改变用电习惯。
    欧盟委员会要求各成员国同意统一的欧洲智能测量标准，主动与其他成员国合作，推动技术创新和示范工程建设，实现信息共享。
智能电网将为美国直接创造 28 万个就业机会
    智能电网联盟近日发布了其成员 —— 荷兰 KEMA 企业撰写的 2008 年度《智能电网工作报告》。报告指出：智能电网技术将在未来几年内为美国直接创造出 28 万个新的就业机会。另外，太阳能等分布式可再生能源、即插即拔式电动车等还将创造大量间接的工作机会。正如美国总统奥巴马所期待的那样，智能电网将带来数百万的 “ 绿领就业机会 ” 。
    智能电网联盟董事长 Guido Bartels 表示，智能电网的迅速发展将创造新的高价值的永久性工作职位。智能电网联盟由全球 70 家能源行业成员组成，该联盟认为智能电网对推动可再生能源利用和提高能源效率具有重要作用。