智能電網(wǎng)：各國搶建新能源基礎設施
日前，德意志銀行全球市場(chǎng)清潔能源首席剖析師高登在北京承受記者采訪(fǎng)時(shí)表示，“全球清潔能源應用的瓶頸，并不是清潔能源自身的開(kāi)發(fā)，而是存儲和保送清潔能源的根底設備智能電網(wǎng)的技術(shù)提升和建立�！�
記者在美國、歐洲等采訪(fǎng)理解到，隨著(zhù)智能電網(wǎng)時(shí)期的到來(lái)，世界各國的智能電網(wǎng)建立曾經(jīng)全面啟動(dòng)。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備的主動(dòng)力氣，許多國度都確立了智能電網(wǎng)建立目的、行動(dòng)道路及投資方案，但鑒于不同地域的監管機制、電網(wǎng)根底設備現狀和社會(huì )經(jīng)濟開(kāi)展狀況的不同，各地的智能電網(wǎng)開(kāi)展戰略也有所不同。
全球：政府引導智能電網(wǎng)建立
記者在國度權威機構IDCEnergyInsights理解到，據美國和歐盟的預測，2012～2017年期間，全球智能電網(wǎng)根底設備投資范圍年均增長(cháng)比例將到達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)根底設備的投資范圍將到達464億美圓左右，而亞太地域將成為將來(lái)5年內投資增速最快的地域，估計其年增長(cháng)比例將到達33.7%.而綜合國際多家權威機構的預測，至2020年，全球智能電網(wǎng)投資將到達2500億美圓。
依據國際能源大會(huì )的定義，智能電網(wǎng)（smartpowergrids），就是電網(wǎng)的智能化，也被稱(chēng)為“電網(wǎng)2.0”，它是樹(shù)立在集成的、高速雙向通訊網(wǎng)絡(luò )的根底上，經(jīng)過(guò)先進(jìn)的傳感和丈量技術(shù)、先進(jìn)的設備技術(shù)、先進(jìn)的控制辦法以及先進(jìn)的決策支持系統技術(shù)的應用，完成電網(wǎng)的牢靠、平安、經(jīng)濟、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(hù)、抵御攻擊、提供滿(mǎn)足21世紀用戶(hù)需求的電能質(zhì)量、允許各種不同發(fā)電方式的接入、啟動(dòng)電力市場(chǎng)以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運轉。
國度發(fā)改委能源研討一切關(guān)專(zhuān)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(kāi)展的剛強網(wǎng)架為根底，以通訊信息平臺為支撐，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征，包含電力系統的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度各個(gè)環(huán)節，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，是剛強牢靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開(kāi)放、友好互動(dòng)的現代化電網(wǎng)。
據美國新能源協(xié)會(huì )的丹尼斯引見(jiàn)，美國經(jīng)過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和3G的開(kāi)展累計了豐厚的停止規范戰的經(jīng)歷，曾經(jīng)開(kāi)端在智能電網(wǎng)規范中搶占先機。美國規范與技術(shù)研討院（NIST）提出將分三個(gè)階段樹(shù)立智能電網(wǎng)規范。美國商務(wù)部長(cháng)駱家輝曾在GridWeek大會(huì )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項現有規范，用于指導和支撐當前智能電網(wǎng)開(kāi)展，明白了14個(gè)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范。
據理解，日本也曾經(jīng)開(kāi)端搶占用電市場(chǎng)中的技術(shù)先機，正在試圖將其擴為世界規范。日本東京電力公司、富士集團以及三菱公司結合制定了電動(dòng)汽車(chē)接入電網(wǎng)規范，為電動(dòng)汽車(chē)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，正在結合美國，將其技術(shù)推行為國際規范。
國度電網(wǎng)公司科技部智能電網(wǎng)處處長(cháng)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(gè)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(wàn)戶(hù)電力光纖到戶(hù)，在26個(gè)省級公司推行配電自動(dòng)化系統建立，建立8個(gè)省級智能電網(wǎng)調度技術(shù)支持系統，推行應用3700萬(wàn)只智能電能表。
“智能電網(wǎng)建立將來(lái)幾年將加速開(kāi)展，全球智能電網(wǎng)建立形勢一片利好。從全球看，各國開(kāi)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)戰略己成為國度重要戰略，是在政府統一主導和支持下，集國度以及相關(guān)力氣來(lái)制定和推進(jìn)的。智能電網(wǎng)戰略曾經(jīng)成為他們搶占將來(lái)低碳經(jīng)濟制高點(diǎn)的重要戰略措施。中國與其他國度在智能電網(wǎng)開(kāi)展上的“角力”，不只是一次綜合實(shí)力和搶占將來(lái)低碳經(jīng)濟制高點(diǎn)的比賽，也是推進(jìn)本身經(jīng)濟可持續開(kāi)展、確保將來(lái)能源平安的需求。
記者從歐盟理解到，近年來(lái)英國政府積極對智能電網(wǎng)停止政策支持。為落實(shí)2009年出臺的《英國低碳轉型方案》國度戰略，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)：機遇》報告，并于2010年初出臺細致智能電網(wǎng)建立方案。英國煤氣電力市場(chǎng)辦公室從2010年4月起五年內共動(dòng)用5億英鎊停止加大范圍的實(shí)驗。英國政府也正在支持一些范疇的匹配性開(kāi)展，其中包括投資3000萬(wàn)英鎊的“插入場(chǎng)”框架，支持電動(dòng)汽車(chē)充電根底設備建立。
英國已制定出“2050年智能電網(wǎng)線(xiàn)路圖”，并開(kāi)端加大投資力度，支持智能電網(wǎng)技術(shù)的研討和示范。之后的工作將嚴厲依照道路圖執行。
在第一階段（2010年-2020年），英國準備大范圍投資以滿(mǎn)足近期需求，并樹(shù)立將來(lái)可選計劃。近期英國準備擴展現有的根底設備和繼續推進(jìn)試點(diǎn)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)提供計劃和數據支持。
第二階段（2020-2050），目的是要提供到2050年后各種電力系統選擇計劃的根本根據。詳細內容就是大量開(kāi)展散布式能源和清潔能源，同時(shí)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用，并經(jīng)過(guò)智能設計和強化電壓設計等進(jìn)步整個(gè)電網(wǎng)的自動(dòng)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(kāi)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(shí)優(yōu)先思索的問(wèn)題。
在德國，很少運用“智能電網(wǎng)”這個(gè)名詞，而是運用E-Energy，翻譯過(guò)來(lái)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)濟和技術(shù)部特地開(kāi)設了一個(gè)網(wǎng)站，用來(lái)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(lái)，德國政府投資1.4億歐元施行“E-Energy”方案，在6個(gè)試點(diǎn)地域開(kāi)發(fā)和測試智能電網(wǎng)的中心要素。2011年，自日本核危機以來(lái)，德國決然參加“棄核”隊伍，轉向新能源和電動(dòng)汽車(chē)，特別是后者，今年5月16日據政府音訊人士透露，德國政府擬投入10億歐元補貼，以扶持電動(dòng)汽車(chē)，特別是電池技術(shù)的研發(fā)。
美國：規范引領(lǐng)智能電網(wǎng)
最近，美國能源部副部長(cháng)KristinaJohnson在美國無(wú)線(xiàn)通訊展的研討會(huì )上發(fā)扮演講稱(chēng)：“如今有個(gè)好音訊，那就是美國電網(wǎng)曾經(jīng)成為20世紀數一數二的創(chuàng )新；但也有個(gè)壞音訊，那就是它開(kāi)展的速度真實(shí)太慢了�！�
Johnson所強調的，也正是奧巴馬政府所關(guān)注的�，F代化的電網(wǎng)建立對美國來(lái)講是頭號重要的。智能電網(wǎng)將在協(xié)助消費者省錢(qián)的同時(shí)，使他們可以監管本人的能源運用狀況。智能電網(wǎng)還能使公同事業(yè)設備取得實(shí)時(shí)信息以及時(shí)應對電力中綴等突發(fā)情況。依據有關(guān)的報告估量，裝置200萬(wàn)只智能電表將為美國的消費者一年內節約數十億美圓。
記者從美國太陽(yáng)能協(xié)會(huì )理解到，美國于2004年發(fā)布了《國度輸電技術(shù)道路圖》，總結了美國完成電網(wǎng)現代化的主要問(wèn)題和應戰，并提出相關(guān)倡議。道路圖提出經(jīng)過(guò)五種途徑完成國度電網(wǎng)《Grid2030》愿景，包括：設計“Grid2030”體系構造；開(kāi)展“關(guān)鍵”技術(shù)；加速市場(chǎng)承受度；增強電力市場(chǎng)運作；樹(shù)立更強有力的公共和私營(yíng)之間的協(xié)作關(guān)系。道路圖還細致引見(jiàn)了國度電網(wǎng)完成現代化需求展開(kāi)的一系列活動(dòng)，但還有一些問(wèn)題沒(méi)有觸及到，例如保證這些活動(dòng)能順利完成的詳細細節、截止日期以及所需求的資源等。這些補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(zhù)2009年美國政府大范圍展開(kāi)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)系統報告》（SmartGridSystemReport），全面檢視了美國智能電網(wǎng)開(kāi)展情況以及開(kāi)展過(guò)程中存在的問(wèn)題。報告指出，目前美國智能電網(wǎng)開(kāi)展最大的問(wèn)題就是費用問(wèn)題，據統計，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(gè)智能電網(wǎng)投入需到達1.5萬(wàn)億美圓。此外，智能電網(wǎng)規范的互操作性以及開(kāi)展過(guò)程中相關(guān)政策的變化，也是智能電網(wǎng)開(kāi)展面臨的問(wèn)題。
目前，美國智能電網(wǎng)相關(guān)規劃主要有如下幾個(gè)方面：電力根底設備戰略防護系統、GridWise與GridWorks、現代電網(wǎng)方案、《能源自主與平安法案2007》中智能電網(wǎng)規劃和經(jīng)濟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)建立項目的負面新聞不時(shí)增加。例如，建立費用遠遠超越最初的預算，消費者埋怨家庭內裝置了智能電表反而使電費支出增加等。
剖析人士表示，假如僅依據這些信息，就以為“美國智能電網(wǎng)項目展開(kāi)不利”尚為時(shí)過(guò)早。實(shí)踐上，假如你可以到當地親身參觀(guān)美國智能電網(wǎng)建立項目，從熾熱的場(chǎng)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”。美國在互聯(lián)網(wǎng)范疇之所以如此快速開(kāi)展并控制主導權，主要是出于政府強有力的扶持、技術(shù)的規范化、新成員的紛繁參與加速了市場(chǎng)構成等。實(shí)踐上，美國智能電網(wǎng)項目建立中，也遵照著(zhù)類(lèi)似的規律。
以美國商務(wù)部下屬的國度規范技術(shù)研討院（NIST）為主，美國政府部門(mén)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)規范。
最近，NIST發(fā)布了新一代輸電網(wǎng)“智能電網(wǎng)”的規范化框架明白了75個(gè)規范規格、規范和指導方針。其中25個(gè)規格和規范是此次發(fā)布前肯定的。這25項規范包括了智能電表與家用電器可停止雙向無(wú)線(xiàn)通訊的技術(shù)ZigBee的智能能源標準（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(shí)踐主導者卻是在世界各地具有分支機構的大型IT企業(yè)、在特定范疇內具有中心技術(shù)的高科技企業(yè)以及非營(yíng)利組織。這些美國企業(yè)或機構無(wú)一不具有強大的全球業(yè)務(wù)分部。例如，從事IT咨詢(xún)業(yè)務(wù)的美國埃森哲公司承當了科羅拉多州博爾德智能電網(wǎng)試點(diǎn)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(xún)與IT效勞。
高科技企業(yè)方面，最著(zhù)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（AMI）搭建與運轉的處理計劃。該公司由多個(gè)大型高科技企業(yè)出資建立，它的執行副總裁兼首席營(yíng)銷(xiāo)官稱(chēng)：“電力公司如今就有必要建立智能電網(wǎng)�！泵绹又菽茉淳揞^安定洋燃氣和電力公司（PG&E）就是該公司的客戶(hù)。PG&E曾經(jīng)在加州北部部署了大約700萬(wàn)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(yíng)利組織（NPO）最近也展示了在智能電網(wǎng)方面的絕對實(shí)力。美國在這一范疇中，有很多絲毫不亞于民營(yíng)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(yáng)能融入電網(wǎng)
“最近，歐盟有關(guān)圓桌會(huì )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(yáng)能電融入歐洲電網(wǎng)，完成可再生能源的騰躍式開(kāi)展�！睔W盟經(jīng)濟和社會(huì )委員會(huì )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(dòng)、諧和，最大限度發(fā)揮現有電力系統的潛力，完成電力系統效率、牢靠性以及電能質(zhì)量的全面進(jìn)步，并為用戶(hù)帶來(lái)經(jīng)濟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(kāi)展遇到的理想問(wèn)題。
歐洲議會(huì )2009年經(jīng)過(guò)了促進(jìn)可再生能源應用的指令，規則到2020年歐盟地域的可再生能源供給量應到達全部能源供給量的20%.而歐盟15個(gè)成員國（EU15）（2004年前歐盟的15個(gè)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)電量到達總發(fā)電量的33%.在一系列能源政策的引導下，歐洲肯定了散布式發(fā)電的開(kāi)展方向。與之相順應的研討重點(diǎn)集中在動(dòng)力與能源轉換設備、資源深度應用技術(shù)、智能控制和群控優(yōu)化技術(shù)以及綜合系統優(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)電系統的電網(wǎng)接入研討，以及處理散布式發(fā)電與現有電網(wǎng)設備的兼容、整合和平安運轉等問(wèn)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，可再生能源應用存在一個(gè)突出問(wèn)題，就是目前得到普遍應用的太陽(yáng)能微風(fēng)能發(fā)電受氣候條件影響嚴重，供給情況穩定性差，氣候條件的任何變化都會(huì )立刻招致發(fā)電質(zhì)變化。在電力需求增加或供給降落時(shí)，電網(wǎng)頻率有可能發(fā)作變化。當大型風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速明顯降低，或太陽(yáng)能電站上空飄過(guò)一片云，電網(wǎng)頻率可能會(huì )降落。若頻率降落幅度到達1Hz，應急發(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48.8Hz，歐洲電網(wǎng)運轉管理中心必需切斷局部線(xiàn)路的供電，這意味著(zhù)一些地域會(huì )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(hù)端（電壓為400V）有一定數量的家庭運用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組或太陽(yáng)能光伏發(fā)電安裝、風(fēng)力發(fā)電安裝。固然原來(lái)的輸電網(wǎng)依然存在，但是新建的輸電網(wǎng)更多的是互動(dòng)供電網(wǎng)絡(luò )�；�(dòng)住宅供電能夠將住宅中剩余的電力逆向輸入電網(wǎng)，這是英國電力法中已明白規則的運轉方式。因而，電網(wǎng)公司面臨著(zhù)技術(shù)上的改良和創(chuàng )新（如需求雙向維護等），這種互動(dòng)供電給電網(wǎng)的穩定控制和調度形成很大艱難，不但給電網(wǎng)技術(shù)、體系、市場(chǎng)、管理等方面形成影響，而且對傳統的供電、發(fā)電、輸電、配電也是一種應戰。
同時(shí)，在用電負荷側對電網(wǎng)穩定運轉的請求停止響應，是近年來(lái)智能家電技術(shù)開(kāi)展的新課題。以冰箱為例，冰箱與電網(wǎng)運轉管理中心之間能夠停止雙向信息交流，在電網(wǎng)供需均衡呈現異常時(shí)，冰箱的控制安裝會(huì )立刻做出響應，依據電網(wǎng)頻率的變化幅度以及冰箱內各區域的溫度，在完整不耗電或低耗電形式下運轉。普通狀況下，只需冰箱內相應區域的溫度不高于規則范圍，緊縮機將處于停機狀態(tài)。不同家電產(chǎn)品的需求響應形式有所不同，目前歐洲家電企業(yè)正在積極開(kāi)發(fā)這類(lèi)產(chǎn)品。
記者從歐盟經(jīng)濟和社會(huì )委員會(huì )理解到，在歐洲智能電網(wǎng)技術(shù)課題中，家用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)安裝并網(wǎng)技術(shù)的開(kāi)展，將促進(jìn)燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)安裝的提高。
燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)安裝的并網(wǎng)與太陽(yáng)能光伏發(fā)電安裝的并網(wǎng)有類(lèi)似之處，兩者均由電網(wǎng)末端向電網(wǎng)供電。燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)安裝的優(yōu)點(diǎn)在于，供電時(shí)間和功率更易控制。應用智能電網(wǎng)的信息交流功用，運用者能夠規則家用熱電聯(lián)產(chǎn)安裝向電網(wǎng)供電的時(shí)間和供電量。應用智能電網(wǎng)停止諧和運轉，可以完成雙向的實(shí)時(shí)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，如家用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)安裝。在應用燃料取得電能的過(guò)程中，通常需求先將燃料的化學(xué)能轉換為熱能。依照熱力學(xué)原理，熱能不可能全部轉換為電能，發(fā)電過(guò)程必然產(chǎn)生副產(chǎn)品熱量。熱電聯(lián)產(chǎn)是對發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的兩種方式的能量電能和熱能均加以有效應用。家用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)安裝的典型運轉方式是，將燃氣轉換為動(dòng)力或直接發(fā)電，同時(shí)回收應用熱能。因而，相關(guān)于大型發(fā)電設備而言，家用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)安裝的能源應用效率能夠進(jìn)步1倍左右。不過(guò)，目前英國度用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)安裝的裝置數量依然很少，還沒(méi)有對英國電網(wǎng)運轉形成明顯影響。
與日本家用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組主要采用內燃機為原動(dòng)機的做法不同，歐洲的產(chǎn)品則更多運用外燃發(fā)起機為原動(dòng)機，以斯特林循環(huán)為主，少量采用朗肯循環(huán)。采用外燃發(fā)起機的產(chǎn)品能夠運用的燃料品種較多，維護工作量少，不少產(chǎn)品在10年或10年以上的運用期內無(wú)需維修。但是，這種產(chǎn)品的熱電轉換效率較低，通常為15%～20%，分離熱應用措施后，普通熱應用效率約為80%.2010年，德國群眾和LichtbLick能源公司協(xié)作消費家用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組，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)，熱應用效率高達94%，機組的熱電轉換效率超越20%.群眾公司和LichtbLick能源公司方案的年消費才能為1萬(wàn)臺以上。
記者在美國、歐洲等采訪(fǎng)理解到，隨著(zhù)智能電網(wǎng)時(shí)期的到來(lái)，世界各國的智能電網(wǎng)建立曾經(jīng)全面啟動(dòng)。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備的主動(dòng)力氣，許多國度都確立了智能電網(wǎng)建立目的、行動(dòng)道路及投資方案，但鑒于不同地域的監管機制、電網(wǎng)根底設備現狀和社會(huì )經(jīng)濟開(kāi)展狀況的不同，各地的智能電網(wǎng)開(kāi)展戰略也有所不同。
全球：政府引導智能電網(wǎng)建立
記者在國度權威機構IDCEnergyInsights理解到，據美國和歐盟的預測，2012～2017年期間，全球智能電網(wǎng)根底設備投資范圍年均增長(cháng)比例將到達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)根底設備的投資范圍將到達464億美圓左右，而亞太地域將成為將來(lái)5年內投資增速最快的地域，估計其年增長(cháng)比例將到達33.7%.而綜合國際多家權威機構的預測，至2020年，全球智能電網(wǎng)投資將到達2500億美圓。
依據國際能源大會(huì )的定義，智能電網(wǎng)（smartpowergrids），就是電網(wǎng)的智能化，也被稱(chēng)為“電網(wǎng)2.0”，它是樹(shù)立在集成的、高速雙向通訊網(wǎng)絡(luò )的根底上，經(jīng)過(guò)先進(jìn)的傳感和丈量技術(shù)、先進(jìn)的設備技術(shù)、先進(jìn)的控制辦法以及先進(jìn)的決策支持系統技術(shù)的應用，完成電網(wǎng)的牢靠、平安、經(jīng)濟、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(hù)、抵御攻擊、提供滿(mǎn)足21世紀用戶(hù)需求的電能質(zhì)量、允許各種不同發(fā)電方式的接入、啟動(dòng)電力市場(chǎng)以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運轉。
國度發(fā)改委能源研討一切關(guān)專(zhuān)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(kāi)展的剛強網(wǎng)架為根底，以通訊信息平臺為支撐，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征，包含電力系統的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度各個(gè)環(huán)節，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，是剛強牢靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開(kāi)放、友好互動(dòng)的現代化電網(wǎng)。
據美國新能源協(xié)會(huì )的丹尼斯引見(jiàn)，美國經(jīng)過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和3G的開(kāi)展累計了豐厚的停止規范戰的經(jīng)歷，曾經(jīng)開(kāi)端在智能電網(wǎng)規范中搶占先機。美國規范與技術(shù)研討院（NIST）提出將分三個(gè)階段樹(shù)立智能電網(wǎng)規范。美國商務(wù)部長(cháng)駱家輝曾在GridWeek大會(huì )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項現有規范，用于指導和支撐當前智能電網(wǎng)開(kāi)展，明白了14個(gè)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范。
據理解，日本也曾經(jīng)開(kāi)端搶占用電市場(chǎng)中的技術(shù)先機，正在試圖將其擴為世界規范。日本東京電力公司、富士集團以及三菱公司結合制定了電動(dòng)汽車(chē)接入電網(wǎng)規范，為電動(dòng)汽車(chē)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，正在結合美國，將其技術(shù)推行為國際規范。
國度電網(wǎng)公司科技部智能電網(wǎng)處處長(cháng)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(gè)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(wàn)戶(hù)電力光纖到戶(hù)，在26個(gè)省級公司推行配電自動(dòng)化系統建立，建立8個(gè)省級智能電網(wǎng)調度技術(shù)支持系統，推行應用3700萬(wàn)只智能電能表。
“智能電網(wǎng)建立將來(lái)幾年將加速開(kāi)展，全球智能電網(wǎng)建立形勢一片利好。從全球看，各國開(kāi)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)戰略己成為國度重要戰略，是在政府統一主導和支持下，集國度以及相關(guān)力氣來(lái)制定和推進(jìn)的。智能電網(wǎng)戰略曾經(jīng)成為他們搶占將來(lái)低碳經(jīng)濟制高點(diǎn)的重要戰略措施。中國與其他國度在智能電網(wǎng)開(kāi)展上的“角力”，不只是一次綜合實(shí)力和搶占將來(lái)低碳經(jīng)濟制高點(diǎn)的比賽，也是推進(jìn)本身經(jīng)濟可持續開(kāi)展、確保將來(lái)能源平安的需求。
記者從歐盟理解到，近年來(lái)英國政府積極對智能電網(wǎng)停止政策支持。為落實(shí)2009年出臺的《英國低碳轉型方案》國度戰略，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)：機遇》報告，并于2010年初出臺細致智能電網(wǎng)建立方案。英國煤氣電力市場(chǎng)辦公室從2010年4月起五年內共動(dòng)用5億英鎊停止加大范圍的實(shí)驗。英國政府也正在支持一些范疇的匹配性開(kāi)展，其中包括投資3000萬(wàn)英鎊的“插入場(chǎng)”框架，支持電動(dòng)汽車(chē)充電根底設備建立。
英國已制定出“2050年智能電網(wǎng)線(xiàn)路圖”，并開(kāi)端加大投資力度，支持智能電網(wǎng)技術(shù)的研討和示范。之后的工作將嚴厲依照道路圖執行。
在第一階段（2010年-2020年），英國準備大范圍投資以滿(mǎn)足近期需求，并樹(shù)立將來(lái)可選計劃。近期英國準備擴展現有的根底設備和繼續推進(jìn)試點(diǎn)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)提供計劃和數據支持。
第二階段（2020-2050），目的是要提供到2050年后各種電力系統選擇計劃的根本根據。詳細內容就是大量開(kāi)展散布式能源和清潔能源，同時(shí)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用，并經(jīng)過(guò)智能設計和強化電壓設計等進(jìn)步整個(gè)電網(wǎng)的自動(dòng)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(kāi)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(shí)優(yōu)先思索的問(wèn)題。
在德國，很少運用“智能電網(wǎng)”這個(gè)名詞，而是運用E-Energy，翻譯過(guò)來(lái)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)濟和技術(shù)部特地開(kāi)設了一個(gè)網(wǎng)站，用來(lái)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(lái)，德國政府投資1.4億歐元施行“E-Energy”方案，在6個(gè)試點(diǎn)地域開(kāi)發(fā)和測試智能電網(wǎng)的中心要素。2011年，自日本核危機以來(lái)，德國決然參加“棄核”隊伍，轉向新能源和電動(dòng)汽車(chē)，特別是后者，今年5月16日據政府音訊人士透露，德國政府擬投入10億歐元補貼，以扶持電動(dòng)汽車(chē)，特別是電池技術(shù)的研發(fā)。
美國：規范引領(lǐng)智能電網(wǎng)
最近，美國能源部副部長(cháng)KristinaJohnson在美國無(wú)線(xiàn)通訊展的研討會(huì )上發(fā)扮演講稱(chēng)：“如今有個(gè)好音訊，那就是美國電網(wǎng)曾經(jīng)成為20世紀數一數二的創(chuàng )新；但也有個(gè)壞音訊，那就是它開(kāi)展的速度真實(shí)太慢了�！�
Johnson所強調的，也正是奧巴馬政府所關(guān)注的�，F代化的電網(wǎng)建立對美國來(lái)講是頭號重要的。智能電網(wǎng)將在協(xié)助消費者省錢(qián)的同時(shí)，使他們可以監管本人的能源運用狀況。智能電網(wǎng)還能使公同事業(yè)設備取得實(shí)時(shí)信息以及時(shí)應對電力中綴等突發(fā)情況。依據有關(guān)的報告估量，裝置200萬(wàn)只智能電表將為美國的消費者一年內節約數十億美圓。
記者從美國太陽(yáng)能協(xié)會(huì )理解到，美國于2004年發(fā)布了《國度輸電技術(shù)道路圖》，總結了美國完成電網(wǎng)現代化的主要問(wèn)題和應戰，并提出相關(guān)倡議。道路圖提出經(jīng)過(guò)五種途徑完成國度電網(wǎng)《Grid2030》愿景，包括：設計“Grid2030”體系構造；開(kāi)展“關(guān)鍵”技術(shù)；加速市場(chǎng)承受度；增強電力市場(chǎng)運作；樹(shù)立更強有力的公共和私營(yíng)之間的協(xié)作關(guān)系。道路圖還細致引見(jiàn)了國度電網(wǎng)完成現代化需求展開(kāi)的一系列活動(dòng)，但還有一些問(wèn)題沒(méi)有觸及到，例如保證這些活動(dòng)能順利完成的詳細細節、截止日期以及所需求的資源等。這些補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(zhù)2009年美國政府大范圍展開(kāi)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)系統報告》（SmartGridSystemReport），全面檢視了美國智能電網(wǎng)開(kāi)展情況以及開(kāi)展過(guò)程中存在的問(wèn)題。報告指出，目前美國智能電網(wǎng)開(kāi)展最大的問(wèn)題就是費用問(wèn)題，據統計，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(gè)智能電網(wǎng)投入需到達1.5萬(wàn)億美圓。此外，智能電網(wǎng)規范的互操作性以及開(kāi)展過(guò)程中相關(guān)政策的變化，也是智能電網(wǎng)開(kāi)展面臨的問(wèn)題。
目前，美國智能電網(wǎng)相關(guān)規劃主要有如下幾個(gè)方面：電力根底設備戰略防護系統、GridWise與GridWorks、現代電網(wǎng)方案、《能源自主與平安法案2007》中智能電網(wǎng)規劃和經(jīng)濟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)建立項目的負面新聞不時(shí)增加。例如，建立費用遠遠超越最初的預算，消費者埋怨家庭內裝置了智能電表反而使電費支出增加等。
剖析人士表示，假如僅依據這些信息，就以為“美國智能電網(wǎng)項目展開(kāi)不利”尚為時(shí)過(guò)早。實(shí)踐上，假如你可以到當地親身參觀(guān)美國智能電網(wǎng)建立項目，從熾熱的場(chǎng)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”。美國在互聯(lián)網(wǎng)范疇之所以如此快速開(kāi)展并控制主導權，主要是出于政府強有力的扶持、技術(shù)的規范化、新成員的紛繁參與加速了市場(chǎng)構成等。實(shí)踐上，美國智能電網(wǎng)項目建立中，也遵照著(zhù)類(lèi)似的規律。
以美國商務(wù)部下屬的國度規范技術(shù)研討院（NIST）為主，美國政府部門(mén)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)規范。
最近，NIST發(fā)布了新一代輸電網(wǎng)“智能電網(wǎng)”的規范化框架明白了75個(gè)規范規格、規范和指導方針。其中25個(gè)規格和規范是此次發(fā)布前肯定的。這25項規范包括了智能電表與家用電器可停止雙向無(wú)線(xiàn)通訊的技術(shù)ZigBee的智能能源標準（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(shí)踐主導者卻是在世界各地具有分支機構的大型IT企業(yè)、在特定范疇內具有中心技術(shù)的高科技企業(yè)以及非營(yíng)利組織。這些美國企業(yè)或機構無(wú)一不具有強大的全球業(yè)務(wù)分部。例如，從事IT咨詢(xún)業(yè)務(wù)的美國埃森哲公司承當了科羅拉多州博爾德智能電網(wǎng)試點(diǎn)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(xún)與IT效勞。
高科技企業(yè)方面，最著(zhù)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（AMI）搭建與運轉的處理計劃。該公司由多個(gè)大型高科技企業(yè)出資建立，它的執行副總裁兼首席營(yíng)銷(xiāo)官稱(chēng)：“電力公司如今就有必要建立智能電網(wǎng)�！泵绹又菽茉淳揞^安定洋燃氣和電力公司（PG&E）就是該公司的客戶(hù)。PG&E曾經(jīng)在加州北部部署了大約700萬(wàn)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(yíng)利組織（NPO）最近也展示了在智能電網(wǎng)方面的絕對實(shí)力。美國在這一范疇中，有很多絲毫不亞于民營(yíng)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(yáng)能融入電網(wǎng)
“最近，歐盟有關(guān)圓桌會(huì )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(yáng)能電融入歐洲電網(wǎng)，完成可再生能源的騰躍式開(kāi)展�！睔W盟經(jīng)濟和社會(huì )委員會(huì )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(dòng)、諧和，最大限度發(fā)揮現有電力系統的潛力，完成電力系統效率、牢靠性以及電能質(zhì)量的全面進(jìn)步，并為用戶(hù)帶來(lái)經(jīng)濟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(kāi)展遇到的理想問(wèn)題。
歐洲議會(huì )2009年經(jīng)過(guò)了促進(jìn)可再生能源應用的指令，規則到2020年歐盟地域的可再生能源供給量應到達全部能源供給量的20%.而歐盟15個(gè)成員國（EU15）（2004年前歐盟的15個(gè)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)電量到達總發(fā)電量的33%.在一系列能源政策的引導下，歐洲肯定了散布式發(fā)電的開(kāi)展方向。與之相順應的研討重點(diǎn)集中在動(dòng)力與能源轉換設備、資源深度應用技術(shù)、智能控制和群控優(yōu)化技術(shù)以及綜合系統優(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)電系統的電網(wǎng)接入研討，以及處理散布式發(fā)電與現有電網(wǎng)設備的兼容、整合和平安運轉等問(wèn)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，可再生能源應用存在一個(gè)突出問(wèn)題，就是目前得到普遍應用的太陽(yáng)能微風(fēng)能發(fā)電受氣候條件影響嚴重，供給情況穩定性差，氣候條件的任何變化都會(huì )立刻招致發(fā)電質(zhì)變化。在電力需求增加或供給降落時(shí)，電網(wǎng)頻率有可能發(fā)作變化。當大型風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速明顯降低，或太陽(yáng)能電站上空飄過(guò)一片云，電網(wǎng)頻率可能會(huì )降落。若頻率降落幅度到達1Hz，應急發(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48.8Hz，歐洲電網(wǎng)運轉管理中心必需切斷局部線(xiàn)路的供電，這意味著(zhù)一些地域會(huì )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(hù)端（電壓為400V）有一定數量的家庭運用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組或太陽(yáng)能光伏發(fā)電安裝、風(fēng)力發(fā)電安裝。固然原來(lái)的輸電網(wǎng)依然存在，但是新建的輸電網(wǎng)更多的是互動(dòng)供電網(wǎng)絡(luò )�；�(dòng)住宅供電能夠將住宅中剩余的電力逆向輸入電網(wǎng)，這是英國電力法中已明白規則的運轉方式。因而，電網(wǎng)公司面臨著(zhù)技術(shù)上的改良和創(chuàng )新（如需求雙向維護等），這種互動(dòng)供電給電網(wǎng)的穩定控制和調度形成很大艱難，不但給電網(wǎng)技術(shù)、體系、市場(chǎng)、管理等方面形成影響，而且對傳統的供電、發(fā)電、輸電、配電也是一種應戰。
同時(shí)，在用電負荷側對電網(wǎng)穩定運轉的請求停止響應，是近年來(lái)智能家電技術(shù)開(kāi)展的新課題。以冰箱為例，冰箱與電網(wǎng)運轉管理中心之間能夠停止雙向信息交流，在電網(wǎng)供需均衡呈現異常時(shí)，冰箱的控制安裝會(huì )立刻做出響應，依據電網(wǎng)頻率的變化幅度以及冰箱內各區域的溫度，在完整不耗電或低耗電形式下運轉。普通狀況下，只需冰箱內相應區域的溫度不高于規則范圍，緊縮機將處于停機狀態(tài)。不同家電產(chǎn)品的需求響應形式有所不同，目前歐洲家電企業(yè)正在積極開(kāi)發(fā)這類(lèi)產(chǎn)品。
記者從歐盟經(jīng)濟和社會(huì )委員會(huì )理解到，在歐洲智能電網(wǎng)技術(shù)課題中，家用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)安裝并網(wǎng)技術(shù)的開(kāi)展，將促進(jìn)燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)安裝的提高。
燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)安裝的并網(wǎng)與太陽(yáng)能光伏發(fā)電安裝的并網(wǎng)有類(lèi)似之處，兩者均由電網(wǎng)末端向電網(wǎng)供電。燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)安裝的優(yōu)點(diǎn)在于，供電時(shí)間和功率更易控制。應用智能電網(wǎng)的信息交流功用，運用者能夠規則家用熱電聯(lián)產(chǎn)安裝向電網(wǎng)供電的時(shí)間和供電量。應用智能電網(wǎng)停止諧和運轉，可以完成雙向的實(shí)時(shí)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，如家用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)安裝。在應用燃料取得電能的過(guò)程中，通常需求先將燃料的化學(xué)能轉換為熱能。依照熱力學(xué)原理，熱能不可能全部轉換為電能，發(fā)電過(guò)程必然產(chǎn)生副產(chǎn)品熱量。熱電聯(lián)產(chǎn)是對發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的兩種方式的能量電能和熱能均加以有效應用。家用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)安裝的典型運轉方式是，將燃氣轉換為動(dòng)力或直接發(fā)電，同時(shí)回收應用熱能。因而，相關(guān)于大型發(fā)電設備而言，家用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)安裝的能源應用效率能夠進(jìn)步1倍左右。不過(guò)，目前英國度用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)安裝的裝置數量依然很少，還沒(méi)有對英國電網(wǎng)運轉形成明顯影響。
與日本家用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組主要采用內燃機為原動(dòng)機的做法不同，歐洲的產(chǎn)品則更多運用外燃發(fā)起機為原動(dòng)機，以斯特林循環(huán)為主，少量采用朗肯循環(huán)。采用外燃發(fā)起機的產(chǎn)品能夠運用的燃料品種較多，維護工作量少，不少產(chǎn)品在10年或10年以上的運用期內無(wú)需維修。但是，這種產(chǎn)品的熱電轉換效率較低，通常為15%～20%，分離熱應用措施后，普通熱應用效率約為80%.2010年，德國群眾和LichtbLick能源公司協(xié)作消費家用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組，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)，熱應用效率高達94%，機組的熱電轉換效率超越20%.群眾公司和LichtbLick能源公司方案的年消費才能為1萬(wàn)臺以上。
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