早在世紀(jì)之交，智能電網(wǎng)概念的雛形已被提出。美國(guó)電力科學(xué)研究院(EPRI)2001年就提出Intelligrid(智能電網(wǎng))技術(shù)并進(jìn)行相關(guān)研究，歐洲在2005年成立了SmartGrids(智能電網(wǎng))歐洲技術(shù)論壇，對(duì)歐洲的智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)行研討。中國(guó)智能電網(wǎng)相關(guān)研究工作的開(kāi)展稍遲于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，2009年6月由余貽鑫院士發(fā)起，在天津大學(xué)舉辦了“第1屆智能電網(wǎng)研究學(xué)術(shù)論壇”，從智能電網(wǎng)的基本理念、技術(shù)組成、設(shè)備需求等多個(gè)角度對(duì)中國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展進(jìn)行了探討。
國(guó)內(nèi)的華東電網(wǎng)公司于2007年在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了智能電網(wǎng)的可行性研究，并規(guī)劃了從2008～2030年的“三步走”戰(zhàn)略，即：在2010年初步建成電網(wǎng)高級(jí)調(diào)度中心，2020年全面建成具有初步智能特性的數(shù)字化電網(wǎng)，2030年真正建成具有自愈能力的智能電網(wǎng)。2009年2月，作為華北公司智能化電網(wǎng)建設(shè)的一部分——華北電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)、暫態(tài)三位一體安全防御及全過(guò)程發(fā)電控制系統(tǒng)在京通過(guò)專家組的驗(yàn)收。我們預(yù)計(jì)我國(guó)智能電網(wǎng)將在地區(qū)實(shí)行試點(diǎn)，然后在全國(guó)實(shí)行推廣。與美國(guó)的智能電網(wǎng)不同，我國(guó)的智能電網(wǎng)將主要以特高壓電網(wǎng)為主干電網(wǎng)。
目前我國(guó)政府正在研究中國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略和投資規(guī)劃，國(guó)家電網(wǎng)也在積極準(zhǔn)備建設(shè)智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)既是下一代全球電網(wǎng)的基本模式，也是中國(guó)電網(wǎng)現(xiàn)代化的核心。實(shí)際上，智能電網(wǎng)的本質(zhì)就是能源替代、兼容利用和互動(dòng)經(jīng)濟(jì)。從技術(shù)上講，智能電網(wǎng)應(yīng)是最先進(jìn)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(chǔ)能技術(shù)的合成，對(duì)于推動(dòng)新技術(shù)革`命具有直接的綜合效果。由此，智能電網(wǎng)具備可靠、自愈、經(jīng)濟(jì)、兼容、集成和安全等特點(diǎn)。智能電網(wǎng)學(xué)說(shuō)的本質(zhì)就是以信息革`命的造發(fā)性標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)手段大規(guī)模推動(dòng)工業(yè)革`命最重要財(cái)產(chǎn)——電網(wǎng)體系的革新和升級(jí)，建立消費(fèi)者和電網(wǎng)管理者之間的互動(dòng)。中國(guó)智能電網(wǎng)建立，多網(wǎng)合一的前景美好，十分必要，但困難很大。電力網(wǎng)、信息網(wǎng)、電視網(wǎng)三網(wǎng)合一技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行，資源充分利用，前景美好，問(wèn)題是要建立中國(guó)跨幾個(gè)壟斷企業(yè)的管理協(xié)調(diào)體制。中國(guó)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略研究和基礎(chǔ)現(xiàn)狀落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，建立更要經(jīng)歷二三十年一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期和數(shù)萬(wàn)億元的巨大資金支持，欲速則不達(dá)。在提高認(rèn)識(shí)、實(shí)事求是、積極慎重、科學(xué)論證基礎(chǔ)上，提出中國(guó)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略架構(gòu)是當(dāng)務(wù)之急。
近年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)對(duì)電力的需求也呈現(xiàn)急速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。如果一味擴(kuò)展電網(wǎng)規(guī)模而不解決傳統(tǒng)電網(wǎng)中存在的電力流失大，用電難以動(dòng)態(tài)調(diào)控等問(wèn)題，電網(wǎng)系統(tǒng)將難以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。2009年5月，國(guó)家電網(wǎng)公司首次公布了“智能電網(wǎng)計(jì)劃”，中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司正在全面建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，以信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化四化為特征的自主創(chuàng)新、國(guó)際領(lǐng)先的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。
智能電網(wǎng)建設(shè)是一個(gè)龐大的工程，未來(lái)幾年上萬(wàn)億元的投資將涉及行業(yè)的眾多環(huán)節(jié)。智能電網(wǎng)的投資構(gòu)成上，不考慮大規(guī)模儲(chǔ)能裝置，配網(wǎng)自動(dòng)化和用戶側(cè)系統(tǒng)將占40%，智能變電站占20%、智能調(diào)度占15%、柔性輸電系統(tǒng)(含清潔能源接人側(cè)設(shè)備)占10%，其他投資占15%。智能電網(wǎng)將成為新能源、新技術(shù)、新材料的綜合應(yīng)用平臺(tái)，拉動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)需求。
時(shí)間節(jié)點(diǎn)上，未來(lái)2—3年內(nèi)，即2012年前，特高壓、數(shù)字化變電站將是建設(shè)高峰期;2012～2015年智能調(diào)度將逐漸引入;2009～2013年用電信息采集和智能電表的需求將有較快增長(zhǎng)。其中，特高壓作為我國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分，指的是交流1000kV、直流正負(fù)800kV及以上的電壓，其在傳輸容量、傳輸損耗以及傳輸?shù)木嚯x都較500kV線路有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，按國(guó)網(wǎng)規(guī)劃，到2020年規(guī)劃投資預(yù)計(jì)超過(guò)7000億元。
智能電網(wǎng)的功效包括：一是智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)雙向互動(dòng)的智能傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)行動(dòng)態(tài)的浮動(dòng)電價(jià)制度;二是可以利用傳感器對(duì)發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)整合，遇到電力供應(yīng)的高峰期之時(shí)，能夠在不同區(qū)域間進(jìn)行及時(shí)調(diào)度，平衡電力供應(yīng)缺口，從而達(dá)到對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化管理;三是智能電網(wǎng)能夠?qū)⑿滦涂商娲茉唇尤穗娋W(wǎng)，比如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?，?shí)現(xiàn)分布式能源管理;四是可以提高供電效率，減少能量損耗，改善供電質(zhì)量，解決電網(wǎng)商業(yè)化運(yùn)轉(zhuǎn);五是智能電表可以作為互聯(lián)網(wǎng)路由器，推動(dòng)電力部門以其終端用戶為基礎(chǔ)，進(jìn)行通信、寬帶業(yè)務(wù)或傳播電視信號(hào)。中國(guó)電網(wǎng)升級(jí)化路線應(yīng)該定義為智能電網(wǎng)的變革，智能電網(wǎng)的發(fā)展是全球工業(yè)和信息業(yè)的一次新產(chǎn)業(yè)革`命、技術(shù)革`命和管理革`命，應(yīng)該以此為基礎(chǔ)制定中國(guó)高起點(diǎn)的電網(wǎng)現(xiàn)代化的戰(zhàn)略發(fā)展路線。為此，IT產(chǎn)業(yè)的深度革`命和能源革`命將成為孿生兄弟，智能電網(wǎng)改革將推動(dòng)全球能源革`命的深度擴(kuò)散。通過(guò)建造互動(dòng)的電網(wǎng)，將推進(jìn)IT革`命進(jìn)人創(chuàng)新階段;將為消費(fèi)者提供更好的減少能源消耗的路徑;將為整個(gè)社會(huì)節(jié)約成本、降低溫室氣體排放，并促進(jìn)綠色經(jīng)濟(jì)占統(tǒng)治地位。
智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈從技術(shù)層面上看，依次分為發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度這六個(gè)環(huán)節(jié)，智能電網(wǎng)的區(qū)別在于在各個(gè)環(huán)節(jié)上相對(duì)于傳統(tǒng)電網(wǎng)都有著不同的變化和技術(shù)創(chuàng)新。
總體上看，智能電網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：
1、通過(guò)分布式接入使更多能源能夠便捷的接入上網(wǎng)，特別是清潔的新能源加入能夠增加能源供給同時(shí)又不以犧牲環(huán)境為代價(jià)。
2、通過(guò)使用一系列新材料的運(yùn)用達(dá)到節(jié)能環(huán)保的作用
3、通過(guò)引入一系列如數(shù)字化變電站、智能電表、智能調(diào)度系統(tǒng)的新技術(shù)不僅提高了電力產(chǎn)業(yè)的綜合水平并使電力產(chǎn)業(yè)更加市場(chǎng)化。
下面就通過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)創(chuàng)新來(lái)更全面的詮釋智能電網(wǎng)的概念。
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