淺析智能電網(wǎng)與智能能源網(wǎng)

摘要：美國總統(tǒng)奧巴馬能源變革中發(fā)展統(tǒng)一的智能電網(wǎng)一時間成為全球能源界關(guān)注的焦點。而“智能電網(wǎng)”這一全新的詞匯也如同當年的“互聯(lián)網(wǎng)”一樣迅速風靡全球。 　　所謂智能電網(wǎng)，就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2.0”，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進的傳感和測量技術(shù)、先進的設(shè)備技術(shù)、先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標，其主要特征包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運行。智能電網(wǎng)的核心內(nèi)涵是實現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動化和互動化，簡稱為“堅強的智能電網(wǎng)（StrongSmartGrid）”[1]。 　　而智能能源網(wǎng)是一個比智能電網(wǎng)層次更高、規(guī)模更大的新型能源網(wǎng)絡(luò)。2009年11月27日，“國家‘十二五’中國智能能源網(wǎng)發(fā)展模式和實施方案課題組”在京成立，意味著中國正式開始籌備智能能源網(wǎng)。本文通過對智能電網(wǎng)與智能能源網(wǎng)的比較，分析了智能能源網(wǎng)技術(shù)。 　　0引言 　　當初國家決定推出智能電網(wǎng)的一個重要背景就是為了解決由于新能源并網(wǎng)帶來的調(diào)峰問題和電網(wǎng)適應(yīng)性不夠的問題，所謂調(diào)峰，是指電力系統(tǒng)中的負荷，因用戶負載的投入和切除而經(jīng)常發(fā)生變化，為了維持有功功率平衡，保持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定，就需要電站隨之改變方法，以適應(yīng)負荷的變化?？梢岳斫鉃椋撼鞘杏秒娡懈叻迤诤偷凸绕冢黄胶?，為此，電力有關(guān)部門采用價格或限電等措施，使得峰谷趨于平衡，叫調(diào)峰。 　　但調(diào)峰不是光電力一家的事情，水、電、氣都有調(diào)峰需求，這也是中國要打造更高層次的智能能源網(wǎng)的目的之一。據(jù)悉，原規(guī)劃中的智能電網(wǎng)只是未來這個龐大的智能能源網(wǎng)的一部分。今后，水、電、氣，甚至熱力等能源都要構(gòu)建智能網(wǎng)絡(luò)。 　　就國內(nèi)而言，智能電網(wǎng)建設(shè)的推進是迅速和高效的，但是這個智能電力網(wǎng)的建設(shè)僅僅是智能能源網(wǎng)的網(wǎng)架建設(shè)的主要部分而非全部，我們不能以智能電網(wǎng)的局部競爭而放棄在智能網(wǎng)領(lǐng)域的整體創(chuàng)造，而且，這個體系建設(shè)所缺憾的就是還沒有一個世界領(lǐng)先的技術(shù)標準體系。 　　與智能電網(wǎng)不同，中國正在籌備建設(shè)的智能能源網(wǎng)，是將現(xiàn)有的電力、水務(wù)、熱力、燃氣等單向運轉(zhuǎn)而且浪費巨大的能源網(wǎng)絡(luò)改造為高效互動的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。 　　政府為解決由于新能源并網(wǎng)帶來的調(diào)峰問題和電網(wǎng)適應(yīng)性不夠的問題，“十二五”期間將普遍推行智能能源網(wǎng)。核電、風電等新能源要投入民用，離不開智能能源網(wǎng)，如果說核電、風電是“汽車”，智能電能源網(wǎng)就是“高速公路”。 　　作為中國互動電網(wǎng)學說奠基人，武建東在談到智能電網(wǎng)與智能能源網(wǎng)的區(qū)別時表示，實際上目前我們使用的“智能電網(wǎng)”一詞的英文原文為SmartGrid，原意應(yīng)為智能網(wǎng)格或智能網(wǎng)，這個概念又包括智能家電網(wǎng)格、智能電力網(wǎng)格、智能數(shù)據(jù)網(wǎng)格、智能熱力網(wǎng)格、未來網(wǎng)格等多種涵義，智能電網(wǎng)是其中的重要組成部分而非全部。由于有關(guān)外國公司的翻譯問題，誤將SmartGrid翻譯為智能電網(wǎng)。我國發(fā)展智能能源網(wǎng)建設(shè)必須以智能電網(wǎng)為主要網(wǎng)架建設(shè)，智能電網(wǎng)的建設(shè)是智能能源網(wǎng)建設(shè)的核心。 　　1如何認識智能電網(wǎng)與只能能源網(wǎng)的體系模式之區(qū)別 　　誰能夠?qū)F(xiàn)有的電力、水務(wù)、熱力、燃氣等單向運轉(zhuǎn)而且浪費巨大的能源網(wǎng)絡(luò)改造為高效互動的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，誰就能夠優(yōu)先于其他國家達到全球能源體系更高級別的頂端水平，同時在這個歷史的轉(zhuǎn)型之中，誰就能夠把握和整合能源體系最新的國際標準。 　　因此，采用信息化集成技術(shù)營建一個與生產(chǎn)和輸送側(cè)相對稱、相互動的需求側(cè)、用戶端的運轉(zhuǎn)體系，將是對工業(yè)革命以來缺陷性工業(yè)結(jié)構(gòu)和社會管理的徹底匡正和顛覆性修復，也是打開人類低碳化生產(chǎn)方式和生活方式的歷史大通道。 　　實現(xiàn)這個目標的路徑有兩個營建模式。 　　1.1“分級登頂式”的漸進模式這個模式主要是通過智能電力網(wǎng)、智能熱力網(wǎng)、智能水務(wù)網(wǎng)等條條塊塊的分行業(yè)改革，通過多行業(yè)不斷整合、體系不斷疊加的架構(gòu)原則推進，其特點是分期、試錯、分級追求變革目標。 　　近二十年來移動通訊系統(tǒng)、電視視頻系統(tǒng)等都曾通過不斷試錯而效準或提升產(chǎn)業(yè)空間，消費者、特別是中國的消費者也為此不斷支付了使用成本。實際上，通過技術(shù)標準的超前設(shè)計和制定，可以有效地減少產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的成本，更合理地滿足消費者需要，也可以大幅減少電子垃圾、推動人類更為健康的生活。 　　就國內(nèi)智能電網(wǎng)的建設(shè)而言，其體系淵源源自歐美國家智能電網(wǎng)思想和實踐，其標準之應(yīng)用也在很大程度上受制于國際力量的影響。從組織目標運轉(zhuǎn)而言，其向更高級別的互動能源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)躍進之時，也許架構(gòu)的升級路線只有選擇分級疊加的更換方式，因此，目前國內(nèi)電力企業(yè)運轉(zhuǎn)的智能電網(wǎng)改革模式和美國實施的智能電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)屬相同的產(chǎn)業(yè)變革類型。 　　1.2“制高點型”的大體系整合模式中國應(yīng)跳出單純建立智能電力網(wǎng)的狹窄基準，集中發(fā)展有別于美國、具有中國優(yōu)勢、而且國際領(lǐng)先的綜合性的互動能源網(wǎng)，由此可以避免日后的重復建設(shè)和不必要的補課。 　　這個模式需要將電力、水務(wù)、熱力、燃氣、數(shù)據(jù)、有線電視等資源捆綁為整體資源，以制高點型的規(guī)則推動能源組織的管理變遷和產(chǎn)業(yè)目標置換，其特點是跨越式、跨產(chǎn)業(yè)突變，以集成化手段高速實現(xiàn)互動式的能源網(wǎng)建設(shè)，我們將這種網(wǎng)絡(luò)也稱作智能能源網(wǎng)。 　　倘若以這種模式推進互動能源網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，應(yīng)可將智能電網(wǎng)的行業(yè)變革提升為互動能源體系的集成改革，并將由此誕生有更高制高點的智能網(wǎng)的發(fā)展路線圖和國際技術(shù)標準，有效推動中國能源用戶端的互動能力、互動標準、互動資源和互動產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)和運轉(zhuǎn)，推動中國能源經(jīng)濟加快實現(xiàn)升級轉(zhuǎn)型。 建構(gòu)中國智能能源網(wǎng)的標準應(yīng)該成為當代中國知識產(chǎn)權(quán)最高的創(chuàng)造性使命之一，它也應(yīng)該成為中國智能能源網(wǎng)建設(shè)的戰(zhàn)略高點，這個高點應(yīng)該成為中國國家利益的核心要素。中國應(yīng)該依靠自身的巨大市場成為主導全球智能網(wǎng)變革的領(lǐng)先國家，建造影響未來百年的智能網(wǎng)標準，在百年一遇的全球工業(yè)變革中發(fā)揮主導作用。 　　2如何把握智能電網(wǎng)與智能能源網(wǎng)的運轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)之區(qū)別和標準創(chuàng)造 　　孫中山說過，“行之非艱，知之惟艱”，一個強國不但需要創(chuàng)造強大的工業(yè)生產(chǎn)體系，更需要創(chuàng)造新的生產(chǎn)力的發(fā)展思想和實施其行動的國際技術(shù)標準。工業(yè)革命以來產(chǎn)業(yè)標準的建造大多與中國無緣，而智能能源革命卻為中國提供了獨特的機遇。 　　奧巴馬的能源變革之于傳統(tǒng)變革不同之處就在于它實質(zhì)上是催生了新的產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和思想革命，這三個革命的核心就是思想大革命。為此，一個國家占領(lǐng)新的全球制高點的能力也就取決于它顛覆習慣的能力和思想的改變程度。對于中國而言，這個革命的第一要務(wù)就是需要有效地調(diào)整三十年改革開放以來形成的諸多的經(jīng)濟運行習慣和結(jié)構(gòu)，構(gòu)建世界上最富活力的創(chuàng)新社會，據(jù)此才能確保中國將新的產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和思想革命的宏大體系付諸實踐，建立適合自身的發(fā)展戰(zhàn)略，改變中國公眾和企業(yè)的能源消費方式和生產(chǎn)方式，并力爭取得全球領(lǐng)導地位。由此，智能能源網(wǎng)建設(shè)的核心是這個體系標準的建造，而且這個標準的建造也是當代知識產(chǎn)權(quán)的最高創(chuàng)造，具有無與倫比的回報價值，同樣是檢驗中國能源思想創(chuàng)新能力的標志。 　　另外，智能電網(wǎng)的技術(shù)與可再生能源有很大關(guān)系。只有當中國可再生能源規(guī)模日益龐大，電價擺脫固定模式，與用戶之間的互動逐步形成，智能電網(wǎng)才能發(fā)展起來。智能能源網(wǎng)的推出也是為中國可再生能源和新能源的大發(fā)展奠定并網(wǎng)基礎(chǔ)，以便于實現(xiàn)更大程度地利用可再生能源與新能源。 　　參考文獻： 　　[1]李興源，魏巍，王渝紅，穆子龍，顧威.堅強智能電網(wǎng)發(fā)展技術(shù)的研究[J].《電力系統(tǒng)保護與控制》2009年17期. 　　王振銘.我國熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展：熱電聯(lián)產(chǎn)學術(shù)交流會論文集：1999.6.