中國智能電網(wǎng)建設(shè)與市場機會

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

　　控制技術(shù)——先進的控制技術(shù)是指智能電網(wǎng)中分析、診斷和預(yù)測狀態(tài)并確定和采取適當(dāng)?shù)拇胧┮韵?、減輕和防止供電中斷和電能質(zhì)量擾動的裝置和算法。這些技術(shù)將提供對輸電、配電和用戶側(cè)的控制方法并且可以管理整個電網(wǎng)的有功和無功。從某種程度上說，先進控制技術(shù)緊密依靠并服務(wù)于其他四個關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，如先進控制技術(shù)監(jiān)測基本的元件(參數(shù)量測技術(shù))，提供及時和適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)(集成通信技術(shù);先進設(shè)備技術(shù))并且對任何事件進行快速的診斷(先進決策技術(shù))。另外，先進控制技術(shù)支持市場報價技術(shù)以及提高資產(chǎn)的管理水平。

　　未來先進控制技術(shù)的分析和診斷功能將引進預(yù)設(shè)的專家系統(tǒng)，在專家系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)，采取自動的控制行動。這樣所執(zhí)行的行動將在秒一級水平上，這一自愈電網(wǎng)的特性將極大地提高電網(wǎng)的可靠性。當(dāng)然先進控制技術(shù)需要一個集成的高速通信系統(tǒng)以及對應(yīng)的通信標(biāo)準(zhǔn)，以處理大量的數(shù)據(jù)。先進控制技術(shù)將支持分布式智能代理軟件、分析工具以及其它應(yīng)用軟件。

　　(1)收集數(shù)據(jù)和監(jiān)測電網(wǎng)元件

　　先進控制技術(shù)將使用智能傳感器、智能電子設(shè)備以及其他分析工具測量的系統(tǒng)和用戶參數(shù)以及電網(wǎng)元件的狀態(tài)情況，對整個系統(tǒng)的狀態(tài)進行評估，這些數(shù)據(jù)都是準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)，對掌握電網(wǎng)整體的運行狀況具有重要的意義，同時還要利用向量測量單元以及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的時間信號，來實現(xiàn)電網(wǎng)早期的預(yù)警。

　　(2)分析數(shù)據(jù)

　　準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)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步的能力。狀態(tài)估計和應(yīng)急分析將在秒級而不是分鐘級水平上完成分析，這給先進控制技術(shù)和系統(tǒng)運行人員足夠的時間來響應(yīng)緊急問題;專家系統(tǒng)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成信息用于快速決策;負荷預(yù)測將應(yīng)用這些準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)以及改進的天氣預(yù)報技術(shù)來準(zhǔn)確預(yù)測負荷;概率風(fēng)險分析將成為例行工作，確定電網(wǎng)在設(shè)備檢修期間、系統(tǒng)壓力較大期間以及不希望的供電中斷時的風(fēng)險的水平;電網(wǎng)建模和仿真使運行人員認識準(zhǔn)確的電網(wǎng)可能的場景。

　　(3)診斷和解決問題

　　由高速計算機處理的準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)使得專家診斷來確定現(xiàn)有的、正在發(fā)展的和潛在的問題的解決方案，并提交給系統(tǒng)運行人員進行判斷。

　　(4)執(zhí)行自動控制的行動

　　智能電網(wǎng)通過實時通信系統(tǒng)和高級分析技術(shù)的結(jié)合使得執(zhí)行問題檢測和響應(yīng)的自動控制行動成為可能，它還可以降低已經(jīng)存在問題的擴展，防止緊急問題的發(fā)生，修改系統(tǒng)設(shè)置、狀態(tài)和潮流以防止預(yù)測問題的發(fā)生。

　　(5)為運行人員提供信息和選擇

　　先進控制技術(shù)不僅給控制裝置提供動作信號，而且也為運行人員提供信息?？刂葡到y(tǒng)收集的大量數(shù)據(jù)不僅對自身有用，而且對系統(tǒng)運行人員也有很大的應(yīng)用價值，而且這些數(shù)據(jù)輔助運行人員進行決策。

　　支持技術(shù)

　　決策支持技術(shù)將復(fù)雜的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)運行人員一目了然的可理解的信息，因此動畫技術(shù)、動態(tài)著色技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及其他數(shù)據(jù)展示技術(shù)用來幫助系統(tǒng)運行人員認識、分析和處理緊急問題。

　　在許多情況下，系統(tǒng)運行人員做出決策的時間從小時縮短到分鐘，甚至到秒，這樣智能電網(wǎng)需要一個廣闊的、無縫的、實時的應(yīng)用系統(tǒng)、工具和培訓(xùn)，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(shù)據(jù)并將其裁剪成格式化的、時間段和按技術(shù)分類的最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)給電網(wǎng)運行人員，可視化技術(shù)將這些數(shù)據(jù)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(xiàn)有的、正在發(fā)展的以及預(yù)測的問題，提供決策支持的分析，并展示系統(tǒng)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(diào)度員培訓(xùn)—利用決策支持技術(shù)工具以及行業(yè)內(nèi)認證的軟件的動態(tài)仿真器將顯著的提高系統(tǒng)調(diào)度員的技能和水平。

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

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

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

　　除IEEE外，國際電工委員會(IEC)也在發(fā)揮重要作用，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院NIST(National Institute of Standards and Technology)協(xié)調(diào)各部門之間的合作。參與標(biāo)準(zhǔn)制定的15家機構(gòu)分別負責(zé)標(biāo)準(zhǔn)制定的不同環(huán)節(jié)。

　　IEEE主要致力于互通入網(wǎng)過程的標(biāo)準(zhǔn)，如各個能量源頭如何與整個智能電網(wǎng)鏈接，計量設(shè)備的接入(如電表)和時間同步性的標(biāo)準(zhǔn)等。美國機動車工程師學(xué)會(SAE)則主要關(guān)注機動車接入網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)，IEC則負責(zé)信息自動化的模式和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

　　2009年5月18日，美國商務(wù)部長駱家輝和能源部長朱棣文聯(lián)合宣布了美國智能電網(wǎng)建設(shè)的第一批標(biāo)準(zhǔn)(見表1)

　　表1 首批16個智能電網(wǎng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

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

　　目前由于智能電網(wǎng)包含內(nèi)容較多，各電網(wǎng)和設(shè)備廠家都要根據(jù)實際情況，采用總體規(guī)劃、分步實施的策略，逐步實現(xiàn)智能電網(wǎng)。

　　智能電網(wǎng)將會帶來哪些市場機會?

　　思科曾說過，美國的智能電網(wǎng)將帶來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(guī)模將比互聯(lián)網(wǎng)大100或1000倍。那中國的智能電網(wǎng)建設(shè)將會給我們帶來哪些市場機會呢?

　　按照我國國家電網(wǎng)公布的我國智能電網(wǎng)三個階段發(fā)展目標(biāo)，預(yù)計第一階段，全數(shù)字化變電站大面積試點，數(shù)字化開關(guān)、互感器等元器件的試用，用電管理系統(tǒng)開發(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(diào)度系統(tǒng)全面推廣，原有系統(tǒng)更新、升級。配電自動化管理、分布式電源接入開始試點。這一階段預(yù)計總投資約2萬億元。

　　第三階段，全數(shù)字變電站全面普及，柔性輸電技術(shù)全面應(yīng)用，智能電表進一步推廣。這一階段預(yù)計投資達到1.7萬億元。

　　由于智能電網(wǎng)具有極強的兼容性，因此還會帶動太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿刃履茉串a(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。屆時，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%。