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智能電網(wǎng)，聽起來陌生,，但它很有可能改變我們當(dāng)前的用電方式,。“家里的電價不再是一成不變,，它會根據(jù)一天中不同時段自動定價,，人們也可以使用互動式的智能電表根據(jù)電價的變化自由選擇何時購電何時賣出……”IBM(中國)公司能源業(yè)務(wù)拓展總經(jīng)理余紅光向記者描述著智能電網(wǎng)帶給人們的全新生活理念。作為智能電網(wǎng)技術(shù)解決方案在全球的積極推動者之一,，IBM希望有越來越多的人被納入到這張因智慧而令人憧憬的電網(wǎng)中來,。
然而，智能電網(wǎng)能否經(jīng)受中國能源格局的現(xiàn)實考量？其背后的推動力量是出于商業(yè)炒作還是代表未來發(fā)展方向,？利益相關(guān)者又將經(jīng)歷怎樣一番博弈,？這個被專家認(rèn)為“每年可節(jié)省5%到10%的電力資源，可節(jié)約2000億元人民幣,，同時每年至少拉動國民經(jīng)濟一到兩個百分點”的喚醒中國財富計劃，似乎注定要在爭議中浮現(xiàn),。
智慧與夢想
從普通人的生活到電力工業(yè)本身,，再到國家能源戰(zhàn)略層面，智能電網(wǎng)的概念無疑是對現(xiàn)有技術(shù)和理念的一場革新,。余紅光向記者解釋說,，在社會生活層面，電表作為電力系統(tǒng)的一個終端,，目前只能實現(xiàn)單方面的交流,，也就是只能達到自動讀取的功能，而不是雙方互動的交流,；而智能電表的應(yīng)用則可以使用戶和電力系統(tǒng)之間實現(xiàn)互動,。比如，電力供應(yīng)機構(gòu)可以精確地了解用戶的用電規(guī)律,，可以在電力供應(yīng)高峰期或需求大于供給時,，適當(dāng)提高電價；而用戶此時可以把家里的替代能源設(shè)備打開,，或者把熨衣服,、燒熱水這些可調(diào)時間的家務(wù)挪到用電低谷的時候做，因為用電低谷的電價可能要便宜很多,。
對于電力系統(tǒng)來說,，智能電網(wǎng)則主要包含三個層面的內(nèi)容：先是利用傳感器對發(fā)電、輸電,、配電,、供電等關(guān)鍵設(shè)備的運行狀況進行實時監(jiān)控，然后把獲得的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行收集,、整合,，最后通過對數(shù)據(jù)的分析、挖掘,，達到對整個電力系統(tǒng)運行的優(yōu)化管理,。在這個過程中，包含了許多具體的解決方案,，而這也正是IBM,、谷歌、通用電氣等芯片公司所要搶占的市場。
當(dāng)然,，智能電網(wǎng)的意義并不僅僅局限于優(yōu)化電力公司的管理,。余紅光告訴記者，傳統(tǒng)化石能源緊缺的壓力以及各國政府對環(huán)境的日益重視,，使得以太陽能,、風(fēng)能和生物質(zhì)能為代表的清潔、高效的可再生能源有著廣闊的發(fā)展前景,。而清潔能源發(fā)電,、輸電，需要原有的電網(wǎng)更加智能化,，使得能源從生產(chǎn),、傳送到最后使用的過程受到集中監(jiān)控和管理。
余紅光舉例說,，中國農(nóng)村有很多小水電站,，特點是有多余的電就賣給電網(wǎng)，但是由于政策的原因和定價的原因,，他們把電低價賣給電網(wǎng),，然后電網(wǎng)又把這些電高價賣給農(nóng)村市場，使得清潔能源沒有帶來成本降低,，沒能使當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)民受益,。如果能通過成本核算進行更好的定價，清潔能源就能從中獲益,，從而更快地發(fā)展,；而要進行更好的定價，就得依賴于更多的數(shù)據(jù)收集和更好的數(shù)據(jù)分析處理,，智能技術(shù)將因此有了用武之地,。
在我國力推智能電網(wǎng)發(fā)展的武建東教授用“互動電網(wǎng)”一詞具體闡釋了智能電網(wǎng)的涵義。他在自己起草的《中國智能互動電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略報告》中認(rèn)為,，智能互動電網(wǎng)就是在開放和互聯(lián)的信息模式基礎(chǔ)上,，通過加載系統(tǒng)數(shù)字設(shè)備和升級電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)發(fā)電,、輸電,、供電、用電,、客戶售電,、電網(wǎng)分級調(diào)度、綜合服務(wù)等電力產(chǎn)業(yè)全流程的智能化,、信息化,、分級化互動管理,，是集合了產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和管理革命的綜合性的效率變革,。
“互動電網(wǎng)的本質(zhì)就是能源替代,、兼容利用和互動經(jīng)濟�,！蔽浣|說,，從技術(shù)上講，互動電網(wǎng)應(yīng)該是最先進的通訊,、IT,、能源、新材料,、傳感器等產(chǎn)業(yè)的集成，也是配電網(wǎng)技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)技術(shù),、通信技術(shù)、傳感器技術(shù),、電力電子技術(shù),、儲能技術(shù)的合成，智能電網(wǎng)具有可靠,、自愈,、經(jīng)濟、兼容,、集成和安全等特點。
路徑與選擇
“互動電網(wǎng)將是下一代全球電網(wǎng)的基本模式，中國應(yīng)該借此拉動電網(wǎng)體系的革命,，推動電力產(chǎn)業(yè)從中低端電力供應(yīng)商的傳統(tǒng)模式提升為綜合能源,、通訊和信息服務(wù)商的高端創(chuàng)新模式，電力系統(tǒng)的通訊和信息等服務(wù)的營業(yè)收入和盈利水平將完全可能等同或超過傳統(tǒng)的售電業(yè)務(wù),�,！蔽浣|提出，我國電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)應(yīng)從電網(wǎng)輸送方式的變革調(diào)整為電網(wǎng)的效率革命,，即互動電網(wǎng)變革,。
“經(jīng)濟危機中受沖擊相對較輕的中國更需要占領(lǐng)智能互動電網(wǎng)這個能源革命的制高點�,！蔽浣|表示,，3到5年內(nèi)，我國應(yīng)該全面推進互動電網(wǎng)發(fā)展,，否則,，一旦美歐經(jīng)濟復(fù)蘇并實現(xiàn)了經(jīng)濟與電力結(jié)構(gòu)的升級轉(zhuǎn)型,，我國不但將失去一次領(lǐng)跑世界經(jīng)濟的機會，也將再一次淪為國際分工的勞動力角色,。
據(jù)武建東初步估算,，為推行國家互動電網(wǎng)的戰(zhàn)略改造，我國需要更新百萬個以上變電站,，將3000萬至5000萬塊電表更改為智能電表,。根據(jù)政策開放程度，電網(wǎng)還可以開放寬帶,、電視盒通訊等業(yè)務(wù),，而這將是一個比3G業(yè)務(wù)更宏大的產(chǎn)業(yè)空間，更能拉動內(nèi)需,。
一方面是國際芯片業(yè)巨頭的全力推動和一些專家學(xué)者對中國積極發(fā)展智能電網(wǎng)的振臂高呼,，另一方面，我國兩大電網(wǎng)公司也加緊了推進智能電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)的步伐,。
記者了解到,，早在2007年10月，國家電網(wǎng)公司華東電網(wǎng)就正式啟動了智能電網(wǎng)可行性研究項目,，規(guī)劃了發(fā)展智能電網(wǎng)“三步走”戰(zhàn)略,；今年2月28日，華北電網(wǎng)智能化電網(wǎng)建設(shè)成果———華北電網(wǎng)穩(wěn)態(tài),、動態(tài),、暫態(tài)三位一體安全防御及全過程發(fā)電控制系統(tǒng)通過專家組驗收。
5月22日,，國家電網(wǎng)公司正式公布了其“2020年全面建成以信息化,、數(shù)字化、自動化,、互動化為特征的統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)”發(fā)展目標(biāo),，并將這一目標(biāo)細(xì)化為三個發(fā)展階段，即：2009年至2010年的規(guī)劃試點階段,，重點開展堅強智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃,，制定技術(shù)和管理標(biāo)準(zhǔn)，開展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備研制,，開展各環(huán)節(jié)試點工作,；2011年至2015年的全面建設(shè)階段，加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè),，初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動服務(wù)體系,，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用；2016年至2020年的引領(lǐng)提升階段,，全面建成統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng),，技術(shù)和裝備全面達到國際先進水平,。屆時，電網(wǎng)優(yōu)化配置資源能力將得到大幅提升,，清潔能源裝機比例有望達到35%,，分布式電源實現(xiàn)“即插即用”，智能電表普及應(yīng)用,。
“南方電網(wǎng)已經(jīng)在智能電網(wǎng)方面做了一些創(chuàng)新,。”南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司通信中心副總工程師趙曼勇這樣告訴記者,。她介紹說：“去年的冰雪災(zāi)害造成的大面積電力癱瘓,，使得我們開始考慮將電力架空線與通訊用的電纜之間實現(xiàn)資源互相備用，而這實際上已經(jīng)是互動電網(wǎng)所包含的‘一網(wǎng)多用,，互聯(lián)互通’,。”
據(jù)趙曼勇介紹,，在電網(wǎng)的自動化方面,，南方電網(wǎng)對廣域的信息管理已經(jīng)采取了分布式建模管理�,！案魇〉淖冸娬揪S護都是獨立的，但通過一個拼接的平臺上,，你可以看到任何一個變電站,，從理論上，通過這個平臺就可以把模型建得無限大,，而相應(yīng)的變電站信息都在掌握之中,。”
考量與博弈
中國智能電網(wǎng)戰(zhàn)略看似已是呼之欲出,，但記者采訪中發(fā)現(xiàn),，政府決策層對這一“全球電力發(fā)展新方向”的表態(tài)顯得十分謹(jǐn)慎。
“智能電網(wǎng)更像一個過程,，我們的電網(wǎng)處在一個智能化的過程之中,，這個過程一定會提高能源的使用效率，如果建設(shè)智能互動電網(wǎng)能夠成為我國未來的戰(zhàn)略目標(biāo),，那將會有很快的推進速度和發(fā)展,。”國家電監(jiān)會政策研究室主任俞燕山向記者表示,，目前的關(guān)鍵是發(fā)展智能電網(wǎng)能否上升到國家電力發(fā)展的戰(zhàn)略層面,。
據(jù)了解，目前在我國已經(jīng)確定的電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略是“一特四大”,，即加快建設(shè)由1000千伏交流和±800千伏直流構(gòu)成的特高壓電網(wǎng),，促進大水電,、大煤電、大核電,、大型可再生能源基地的集約化開發(fā)和更大范圍的資源優(yōu)化配置,。國家電網(wǎng)公司提出建設(shè)統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)，也是在以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的電網(wǎng)基礎(chǔ)上,，進一步追求電網(wǎng)的智能化,。
俞燕山說，除了政策走向尚不明確外,，還需要考量發(fā)展智能電網(wǎng)制度上的可行性和經(jīng)濟上的合理性,。
“在國內(nèi)推動互動電網(wǎng)改造，目前還存在兩個問題：誰來投資,？節(jié)能效率從何而來,？”
曾于四年前赴美考察智能電網(wǎng)相關(guān)情況的俞燕山向記者介紹，按照當(dāng)時的物價水平,，換一塊智能電表,，單成本費用就要143美元，當(dāng)時美國的情況是政府和企業(yè)都不負(fù)擔(dān)這筆費用,，而是分若干次從用戶電費支出中扣除,。“如果按每個電表143美元,，我國一半人口約6億人計算,，僅智能電表就將是5000多億元人民幣的投資，況且還不包括其他基礎(chǔ)設(shè)施投資,�,！庇嵫嗌教岢觯悄茈娋W(wǎng)的投資不是小數(shù)目,，美國由用戶買單,，中國又由誰來出錢？
此外,，俞燕山對于智能電網(wǎng)是否真的可以節(jié)約那么多能源還持保留意見,。俞燕山說：“從目前化石能源的轉(zhuǎn)化效率來看，100個能源單位中有38個單位轉(zhuǎn)化進入電網(wǎng)輸電環(huán)節(jié),，然后3個單位被浪費掉,，最終只有22個單位進入有效轉(zhuǎn)化，也就是說在用電環(huán)節(jié)損失了13個單位,。而智能互動電網(wǎng)不能解決發(fā)電環(huán)節(jié)的浪費,，只能解決需求側(cè)的參與問題，也就是說,，在13個單位中,，互動電網(wǎng)究竟能提高多少效率還有待進一步研究,。”
“最重要的還是體制問題如何解決,�,！庇嵫嗌较蛴浾弑硎荆l(fā)展智能電網(wǎng)就要求現(xiàn)有的管理體制,、價格機制,、定價方式都要發(fā)生改變，還需要電力網(wǎng),、通信網(wǎng)的相互融合,，“我國電信網(wǎng)、計算機互聯(lián)網(wǎng),、有線電視網(wǎng)‘三網(wǎng)合一’失敗的事實告訴我們,，此次要推動不同利益集團的融合，難度可想而知,�,！�
“發(fā)展智能電網(wǎng)不是幾家芯片企業(yè)所能單獨推動的。一些IT廠商,、通訊公司從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)那里找到了新的機遇,，希望借助建造互動電網(wǎng)的平臺賣設(shè)備、賣技術(shù),、賣解決方案,。”俞燕山話鋒一轉(zhuǎn),，繼續(xù)說道：“智能電網(wǎng)不能淪為一個技術(shù)上的空架子，僅僅依靠硬件,、技術(shù)和解決方案并不能解決中國能源領(lǐng)域所面臨的實質(zhì)問題,。”
俞燕山的觀點得到了一些電力專家和從業(yè)者的認(rèn)同,。國家電網(wǎng)公司一位不愿透露姓名的人士告訴記者：“一些國際知名芯片公司實際上是推動中國智能電網(wǎng)發(fā)展最為活躍的力量,，他們看到了中國潛在的市場，希望能在這場新的變革中搶占先機,。而我國電網(wǎng)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急仍應(yīng)圍繞‘一特四大’進行投資建設(shè),，現(xiàn)在上馬智能電網(wǎng)似乎有些為時尚早�,！�
國際幾大芯片公司力推智能電網(wǎng)技術(shù)
IBM公司目前被視作智能電網(wǎng)的開拓者和領(lǐng)先公司,。2006年，IBM公司提出“智能電網(wǎng)”解決方案,，主要解決電網(wǎng)安全運行,、提高可靠性,。從其在中國發(fā)布的《建設(shè)智能電網(wǎng)創(chuàng)新運營管理———中國電力發(fā)展的新思路》白皮書可以看出，解決方案主要包括以下幾個方面：一是通過傳感器連接資產(chǎn)和設(shè)備提高數(shù)字化程度,；二是數(shù)據(jù)的整合體系和數(shù)據(jù)的收集體系,；三是進行分析的能力，即依據(jù)已經(jīng)掌握的數(shù)據(jù)進行相關(guān)分析,，以優(yōu)化運行和管理,。該方案提供了一個大的框架，通過對電力生產(chǎn),、輸送,、零售的各個環(huán)節(jié)的優(yōu)化管理，為相關(guān)企業(yè)提高運行效率及可靠性,、降低成本描繪了一個藍(lán)圖,。
歐美智能電網(wǎng)戰(zhàn)略計劃
致力于推動中國智能電網(wǎng)發(fā)展的中國國際經(jīng)濟交流中心特約研究員、中國科學(xué)院科學(xué)時報社首席經(jīng)濟學(xué)家武建東教授向記者介紹了歐美國家智能電網(wǎng)發(fā)展的模式和進展,。 |