中國智能電網(wǎng)建設與市場(chǎng)機會(huì )

　　新型的儲能技術(shù)將被應用為分布式能源或大型的集中式電廠(chǎng)。大型發(fā)電廠(chǎng)和分布式電源都有其不同的特性，它們必須協(xié)調有機地結合，以?xún)?yōu)化成本，提高效率和可靠性，減少環(huán)境影響。

　　控制技術(shù)——先進(jìn)的控制技術(shù)是指智能電網(wǎng)中分析、診斷和預測狀態(tài)并確定和采取適當的措施以消除、減輕和防止供電中斷和電能質(zhì)量擾動(dòng)的裝置和算法。這些技術(shù)將提供對輸電、配電和用戶(hù)側的控制方法并且可以管理整個(gè)電網(wǎng)的有功和無(wú)功。從某種程度上說(shuō)，先進(jìn)控制技術(shù)緊密依靠并服務(wù)于其他四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，如先進(jìn)控制技術(shù)監測基本的元件(參數量測技術(shù))，提供及時(shí)和適當的響應(集成通信技術(shù);先進(jìn)設備技術(shù))并且對任何事件進(jìn)行快速的診斷(先進(jìn)決策技術(shù))。另外，先進(jìn)控制技術(shù)支持市場(chǎng)報價(jià)技術(shù)以及提高資產(chǎn)的管理水平。

　　未來(lái)先進(jìn)控制技術(shù)的分析和診斷功能將引進(jìn)預設的專(zhuān)家系統，在專(zhuān)家系統允許的范圍內，采取自動(dòng)的控制行動(dòng)。這樣所執行的行動(dòng)將在秒一級水平上，這一自愈電網(wǎng)的特性將極大地提高電網(wǎng)的可靠性。當然先進(jìn)控制技術(shù)需要一個(gè)集成的高速通信系統以及對應的通信標準，以處理大量的數據。先進(jìn)控制技術(shù)將支持分布式智能代理軟件、分析工具以及其它應用軟件。

　　(1)收集數據和監測電網(wǎng)元件

　　先進(jìn)控制技術(shù)將使用智能傳感器、智能電子設備以及其他分析工具測量的系統和用戶(hù)參數以及電網(wǎng)元件的狀態(tài)情況，對整個(gè)系統的狀態(tài)進(jìn)行評估，這些數據都是準實(shí)時(shí)數據，對掌握電網(wǎng)整體的運行狀況具有重要的意義，同時(shí)還要利用向量測量單元以及全球衛星定位系統的時(shí)間信號，來(lái)實(shí)現電網(wǎng)早期的預警。

　　(2)分析數據

　　準實(shí)時(shí)數據以及強大的計算機處理能力為軟件分析工具提供了快速擴展和進(jìn)步的能力。狀態(tài)估計和應急分析將在秒級而不是分鐘級水平上完成分析，這給先進(jìn)控制技術(shù)和系統運行人員足夠的時(shí)間來(lái)響應緊急問(wèn)題;專(zhuān)家系統將數據轉化成信息用于快速決策;負荷預測將應用這些準實(shí)時(shí)數據以及改進(jìn)的天氣預報技術(shù)來(lái)準確預測負荷;概率風(fēng)險分析將成為例行工作，確定電網(wǎng)在設備檢修期間、系統壓力較大期間以及不希望的供電中斷時(shí)的風(fēng)險的水平;電網(wǎng)建模和仿真使運行人員認識準確的電網(wǎng)可能的場(chǎng)景。

　　(3)診斷和解決問(wèn)題

　　由高速計算機處理的準實(shí)時(shí)數據使得專(zhuān)家診斷來(lái)確定現有的、正在發(fā)展的和潛在的問(wèn)題的解決方案，并提交給系統運行人員進(jìn)行判斷。

　　(4)執行自動(dòng)控制的行動(dòng)

　　智能電網(wǎng)通過(guò)實(shí)時(shí)通信系統和高級分析技術(shù)的結合使得執行問(wèn)題檢測和響應的自動(dòng)控制行動(dòng)成為可能，它還可以降低已經(jīng)存在問(wèn)題的擴展，防止緊急問(wèn)題的發(fā)生，修改系統設置、狀態(tài)和潮流以防止預測問(wèn)題的發(fā)生。

　　(5)為運行人員提供信息和選擇

　　先進(jìn)控制技術(shù)不僅給控制裝置提供動(dòng)作信號，而且也為運行人員提供信息?？刂葡到y收集的大量數據不僅對自身有用，而且對系統運行人員也有很大的應用價(jià)值，而且這些數據輔助運行人員進(jìn)行決策。

　　支持技術(shù)

　　決策支持技術(shù)將復雜的電力系統數據轉化為系統運行人員一目了然的可理解的信息，因此動(dòng)畫(huà)技術(shù)、動(dòng)態(tài)著(zhù)色技術(shù)、虛擬現實(shí)技術(shù)以及其他數據展示技術(shù)用來(lái)幫助系統運行人員認識、分析和處理緊急問(wèn)題。

　　在許多情況下，系統運行人員做出決策的時(shí)間從小時(shí)縮短到分鐘，甚至到秒，這樣智能電網(wǎng)需要一個(gè)廣闊的、無(wú)縫的、實(shí)時(shí)的應用系統、工具和培訓，以使電網(wǎng)運行人員和管理者能夠快速的做出決策。

　　(1)可視化—決策支持技術(shù)利用大量的數據并將其裁剪成格式化的、時(shí)間段和按技術(shù)分類(lèi)的最關(guān)鍵的數據給電網(wǎng)運行人員，可視化技術(shù)將這些數據展示為運行人員可以迅速掌握的可視的格式，以便運行人員分析和決策。

　　(2)決策支持—決策支持技術(shù)確定了現有的、正在發(fā)展的以及預測的問(wèn)題，提供決策支持的分析，并展示系統運行人員需要的各種情況、多種的選擇以及每一種選擇成功和失敗的可能性。

　　(3)調度員培訓—利用決策支持技術(shù)工具以及行業(yè)內認證的軟件的動(dòng)態(tài)仿真器將顯著(zhù)的提高系統調度員的技能和水平。

　　(4)用戶(hù)決策—需求響應(DR)系統以很容易理解的方式為用戶(hù)提供信息，使他們能夠決定如何以及何時(shí)購買(mǎi)、儲存或生產(chǎn)電力。

　　(5)提高運行效率—當決策支持技術(shù)與現有的資產(chǎn)管理過(guò)程集成后，管理者和用戶(hù)就能夠提高電網(wǎng)運行、維修和規劃的效率和有效性。

　　標準體系——目前IEEE致力于制定一套智能電網(wǎng)的標準和互通原則(IEEE P2030)，主要內容在于以下三個(gè)方面：電力工程(power engineering)，信息技術(shù)(information technology)和互通協(xié)議(communications)等方面標準和原則。

　　除IEEE外，國際電工委員會(huì )(IEC)也在發(fā)揮重要作用，美國國家標準與技術(shù)研究院NIST(National Institute of Standards and Technology)協(xié)調各部門(mén)之間的合作。參與標準制定的15家機構分別負責標準制定的不同環(huán)節。

　　IEEE主要致力于互通入網(wǎng)過(guò)程的標準，如各個(gè)能量源頭如何與整個(gè)智能電網(wǎng)鏈接，計量設備的接入(如電表)和時(shí)間同步性的標準等。美國機動(dòng)車(chē)工程師學(xué)會(huì )(SAE)則主要關(guān)注機動(dòng)車(chē)接入網(wǎng)絡(luò )的標準，IEC則負責信息自動(dòng)化的模式和環(huán)境標準。

　　2009年5月18日，美國商務(wù)部長(cháng)駱家輝和能源部長(cháng)朱棣文聯(lián)合宣布了美國智能電網(wǎng)建設的第一批標準(見(jiàn)表1)

　　表1 首批16個(gè)智能電網(wǎng)行業(yè)標準

　　發(fā)展一種新的模式，一定要立足于實(shí)際，要比過(guò)去更好用，更便捷，更高效，立足于發(fā)展中國自已的標準。絕不能為了概念的嘩眾取寵，取個(gè)新名詞，弄幾個(gè)功能拼湊一下，這不叫新技術(shù)。

　　目前由于智能電網(wǎng)包含內容較多，各電網(wǎng)和設備廠(chǎng)家都要根據實(shí)際情況，采用總體規劃、分步實(shí)施的策略，逐步實(shí)現智能電網(wǎng)。

　　智能電網(wǎng)將會(huì )帶來(lái)哪些市場(chǎng)機會(huì )?

　　思科曾說(shuō)過(guò)，美國的智能電網(wǎng)將帶來(lái)1000億美元的商機，其中僅通訊部分就高達200億美元。智能電網(wǎng)的規模將比互聯(lián)網(wǎng)大100或1000倍。那中國的智能電網(wǎng)建設將會(huì )給我們帶來(lái)哪些市場(chǎng)機會(huì )呢?

　　按照我國國家電網(wǎng)公布的我國智能電網(wǎng)三個(gè)階段發(fā)展目標，預計第一階段，全數字化變電站大面積試點(diǎn)，數字化開(kāi)關(guān)、互感器等元器件的試用，用電管理系統開(kāi)發(fā)，分布式電源接入方案等。這一階段僅特高壓電網(wǎng)投資就達到830億元左右。

　　第二階段，高級調度系統全面推廣，原有系統更新、升級。配電自動(dòng)化管理、分布式電源接入開(kāi)始試點(diǎn)。這一階段預計總投資約2萬(wàn)億元。

　　第三階段，全數字變電站全面普及，柔性輸電技術(shù)全面應用，智能電表進(jìn)一步推廣。這一階段預計投資達到1.7萬(wàn)億元。

　　由于智能電網(wǎng)具有極強的兼容性，因此還會(huì )帶動(dòng)太陽(yáng)能、風(fēng)能、地熱能等新能源產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。屆時(shí)，國家電網(wǎng)優(yōu)化配置資源能力將大幅提升，清潔能源裝機比例達到35%。