國外智能電網(wǎng)研究與發(fā)展(一)

編者按：

進(jìn)入21世紀(jì)以來，一些發(fā)達(dá)國家開始注意到傳統(tǒng)電網(wǎng)存在的問題，將智能電網(wǎng)的建設(shè)提升到國家戰(zhàn)略高度并納入到能源發(fā)展規(guī)劃之中。隨著2008年全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)的爆發(fā)，為刺激經(jīng)濟(jì)，世界各主要國家更是紛紛加大了智能電網(wǎng)建設(shè)力度，并投入大量公共資金予以扶持，使得智能電網(wǎng)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出繁榮景象。我國關(guān)于智能電網(wǎng)技術(shù)和規(guī)劃方面的研究已有了一定基礎(chǔ)，但對智能電網(wǎng)的系統(tǒng)理論研究和實(shí)踐還只是剛剛起步。對此，我們對國外智能電網(wǎng)研究與發(fā)展情況進(jìn)行了調(diào)研，初步形成了國外智能電網(wǎng)發(fā)展情況的調(diào)研報(bào)告。《重大技術(shù)裝備》簡報(bào)將從本期開始陸續(xù)推出《國外智能電網(wǎng)研究與發(fā)展》系列報(bào)道，供參考。

國外智能電網(wǎng)研究與發(fā)展（一）

——智能電網(wǎng)理論與規(guī)劃

一、美國

美國并不是智能電網(wǎng)技術(shù)最先進(jìn)的國家，但卻是準(zhǔn)備最為充分、計(jì)劃最為系統(tǒng)、推動(dòng)最為有力的國家。從理論研究到實(shí)踐探索都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

(一) 美國智能電網(wǎng)理論的沿革

1.EPRI（美國電力科學(xué)研究院）的“Intelligrid”（智能電網(wǎng)）概念。ERPI是智能電網(wǎng)研究的先行者之一，早在1998～2002年間，該研究院即推動(dòng)“復(fù)雜交互式網(wǎng)絡(luò)/系統(tǒng)”（CN/SI），試圖為電網(wǎng)開發(fā)一個(gè)中央神經(jīng)系統(tǒng)，提高調(diào)度員對電網(wǎng)事故的預(yù)判能力。2001年，EPRI開始對智能電網(wǎng)的系統(tǒng)研究，并將其稱為“Intelligrid”，項(xiàng)目目的是創(chuàng)建一個(gè)將電力與通訊、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)集成起來的架構(gòu)。2004年，EPRI公布了《Intelligrid用戶指南與建議》、《Intelligrid功能需求》、《Intelligrid模型》以及《Intelligrid技術(shù)分析》等一系列文檔，并提出了公開的智能電網(wǎng)架構(gòu)（Intelligrid Architecture），為公用事業(yè)機(jī)構(gòu)提供了參照。此外，EPRI還開展了快速仿真與模擬、分布能源資源通訊協(xié)議等方面的研究。

2.《Grid 2030》。2003年2月初，美國政府根據(jù)前兩年對能源和電力問題研究的成果，包括國家能源政策發(fā)展組報(bào)告（2001年5月）、《國家傳輸電網(wǎng)研究》（2002年5月）和電力咨詢委員會(huì)部長報(bào)告（2002年9月），提出有必要對國家電力傳輸系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造，以保障國家經(jīng)濟(jì)安全和國家整體安全。

2003年4月，美國能源部召集了來自電力企業(yè)、設(shè)備制造商、信息技術(shù)廠商、聯(lián)邦政府有關(guān)部門、大學(xué)和國家實(shí)驗(yàn)室的65名資深人士共同探討美國電網(wǎng)的未來，并將會(huì)議成果歸納形成了題為《Grid 2030》的報(bào)告，指出要建設(shè)現(xiàn)代化電力系統(tǒng)，以確保經(jīng)濟(jì)安全，同時(shí)促進(jìn)電力系統(tǒng)自身的安全運(yùn)行。該規(guī)劃的主要內(nèi)容包括：為所有用戶提供高度安全、可靠、數(shù)字化的供電服務(wù)，在全國實(shí)現(xiàn)成本合理、生產(chǎn)過程無污染、低碳排放的供電方式，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的模式，建成超導(dǎo)材料的骨干網(wǎng)架。《Grid 2030》還提出要將美國電網(wǎng)建設(shè)成為由全國性骨干網(wǎng)、區(qū)域電網(wǎng)、地方配電網(wǎng)和分布式微型電網(wǎng)構(gòu)成的綜合性電網(wǎng)。《Grid 2030》是一份具有里程碑意義的重要文獻(xiàn)，它首次從國家戰(zhàn)略高度對美國電網(wǎng)的遠(yuǎn)景進(jìn)行了全面系統(tǒng)地規(guī)劃和闡述，此后，美國智能電網(wǎng)的建設(shè)部署實(shí)際上都源自于此。

3.《國家輸電技術(shù)路線圖》。為實(shí)現(xiàn)《Grid 2030》的目標(biāo)并進(jìn)行戰(zhàn)略部署，2003年7月，美國能源部再次組織電力行業(yè)相關(guān)單位召開會(huì)議，探討如何實(shí)現(xiàn)美國電力傳輸系統(tǒng)的現(xiàn)代化，并基于會(huì)議討論結(jié)果，于2004年發(fā)布了《國家輸電技術(shù)路線圖》（National Electricity Delievery Roadmap），總結(jié)了美國實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)現(xiàn)代化的主要問題和挑戰(zhàn)，并提出相關(guān)建議。

路線圖提出通過五種途徑實(shí)現(xiàn)《Grid 2030》愿景，包括：設(shè)計(jì)“Grid 2030”體系結(jié)構(gòu)；發(fā)展“關(guān)鍵”技術(shù)；加速市場接受度；加強(qiáng)電力市場運(yùn)作；建立更強(qiáng)有力的公共和私營之間的合作關(guān)系。路線圖還詳細(xì)介紹了國家電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化需要開展的一系列活動(dòng)，但還有一些問題沒有涉及到，例如保障這些活動(dòng)能順利完成的具體細(xì)節(jié)、截止日期以及所需要的資源等。這些補(bǔ)充計(jì)劃還需要電力行業(yè)相關(guān)單位做進(jìn)一步思考。《國家輸電技術(shù)路線圖》具體實(shí)施路徑見下表：

美國國家輸電技術(shù)路線圖實(shí)施途徑

4.《智能電網(wǎng)系統(tǒng)報(bào)告》。隨著2009年美國政府大規(guī)模開展智能電網(wǎng)研發(fā)和建設(shè)，2009年7月，美國能源部公布了《智能電網(wǎng)系統(tǒng)報(bào)告》（Smart Grid System Report），全面檢視了美國智能電網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r以及發(fā)展過程中存在的問題。報(bào)告指出，目前美國智能電網(wǎng)發(fā)展最大的問題就是費(fèi)用問題，據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國僅智能電網(wǎng)測量體系就需要投入270億美元，到2030年美國整個(gè)智能電網(wǎng)投入需達(dá)到1.5萬億美元。此外，智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的互操作性以及發(fā)展過程中相關(guān)政策的變化，也是智能電網(wǎng)發(fā)展面臨的問題。（未完待續(xù)）