電網2.0引領電力新時代智能電網掀熱浪

近日，國家科學技術獎勵大會將2014年度國家科學技術進步獎一等獎，授予國家電網公司組織申報的“國家電網智能電網創新工程”項目。回顧近年來的獲獎記錄發現，國家電網公司有關智能電網的項目屢獲大獎。這足以反映智能電網技術創新在我國電網基礎設施中的重要地位。

中國作為當前經濟發展最快的主要經濟體，其電網發展也代表了大多數國家和地區的趨勢，將傳統電網升級為智能電網，全球電網將進入2.0時代。

人類社會，已很難想象離開電力的生活，把輸電、變電、配電聯為一體的電網，將萬千觸手伸展到企業、家庭的角角落落，提供動力、創造光明。隨著時代發展、科技進步，電網自身的變革也勢在必行。升級版的智能電網，既是對傳統電網的升級，也是新能源、信息、電力電子等多種先進技術的交叉融合，而其發展路徑也日趨清晰：智能電表應用、幫助發展智能家居、將太陽能光伏和電池作為一種潛在的經濟有效的并網解決方案、微電網及虛擬發電廠、虛擬化配電網……想象一下，你可以隨時用智能手表控制家里的空調、冰箱的溫度，而分布于城鄉之間無數的分布式微電源或獨立或相互聯結，等等，從而將電網的觸手遠遠擴充，將電能的利用效率大大提升。

前景清晰充滿商機

部分國家著力于智能電網的互動性，而我國則將建設堅強智能電網提升為國家發展戰略。該戰略除了提升電網的安全性、經濟型和互動性外，對于保障新能源發電，促進節能減排和環境改善也有舉足輕重的意義。

電網升級，對于智能電網電力設備、管理服務等都有著同樣的巨大需求。TechNavio預測稱，全球智能電網數據分析市場從2014年至2019年的復合年增長率將高達20.6%。據彭博新能源財經估算，2014年全球智能電網設備市場約為166億美元，2019年將成長為255億美元。相關智能電網產業巨頭紛紛瞄準這一商機。

國際上通常認為，智能電網主要是傳感、信息通信技術與電網基礎設施的高度集成，強調通過電價機制，以及與用戶的互動，進一步提高電網資產利用率以及經濟性。例如，美國主要是對陳舊老化的電力設施進行更新改造或依靠技術手段提高利用效率，而歐洲國家主要是促進并滿足風能、太陽能和生物質能等可再生能源快速發展的需要。不同國家對于智能電網功能的側重點略有不同，總體上都必須滿足安全、可靠、優質、高效的電力供應。

智能電網涵蓋范圍極廣，小到用戶家中的一只智能電表，大到整個電網的智能調度控制系統。目前。電力行業專家將智能電網系統劃分為智能調度和智能管理兩部分。其中，新能源接入、輸變電能力提升、微電網技術等被列為調度部分。而用戶信息采集、配電自動化、電能利用則被列入智能管理部分。

相關資料顯示，在新能源接入、輸變電能力提升方面，我國目前掌握的技術均達到了較高的水平。相比之下，由于缺少技術標準、需求增加等原因，智能管理部分未來有更為廣闊的商業前景。

在我國推行階梯電價后，智能電表成為智能電網系統中最直觀的標志。小小的電表背后卻涉及數據采集、傳輸、集成、分析優化、信息展現等一系列的智能化管理過程。最終將為未來的電網自動化營銷系統服務。有觀點認為，帶通信功能的電子式多功能電能表將是未來發展的主導方向。隨著智能電網建設全面鋪開后，智能電表更多功能得以實現，智能電表還將迎來更大的市場，僅國內每年規模就超過50億，將給相關企業帶來豐厚的訂單。

隨著現代工業對電能質量的要求越來越高，低電能質量將使產品質量下降，而越來越多的電子設備的使用對電壓的要求也越來越苛刻。配電自動化在對配電系統的電能質量進行監測的同時，可以通過電能質量補償裝置實現對配電網電能質量的補償控制。

有專家認為，目前我國配電網網架結構仍相對薄弱，配網自動化覆蓋范圍較低，實用化水平較低，未來有較大的提升空間。

所謂的配電自動化，是建立在信息化的基礎上，將配電系統在線數據和離線數據、配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形進行信息集成，構成完整的自動化系統，實現配電網及其設備正常運行及事故狀態下的監測、保護、控制以及用電和配電管理的自動化，最終實現以大幅度提高供電可靠性、改善電能質量為目標的對配電系統在線的、準實時的閉環控制。

目前地區一級已經紛紛啟動了配電自動化項目，而未來縣一級的配電自動化項目則一片藍海。有分析認為這將為國內技術領先的電力設備企業提供大量的機遇。

此外，電能利用近兩年也在我國越來越受到關注，其中比較尋常的利用就是電動汽車以及小區電力線上網。隨著劃時代的純電動車“特斯拉”進入我國市場后，關于電動汽車大范圍推廣變得越來越有現實意義。國家電網智能電網創新工程內容包括研制全系列、多功能電動汽車充換電裝備，創造性提出并實踐針對多種電動汽車的換電模式。解決充換電網絡與配電網絡的統一規劃、協調運行難題，并將形成世界上規模最大的充換電服務網絡。事實上，充電樁等小型充電設備目前進入門檻更低，將讓更多國內電力設備企業從中分一杯羹。

讓更多需求互動

事實上，電網2.0版在全球范圍也正呈現出更清晰的發展。

在線能源論壇TheEnergyCollective.com本月刊文指出去年智能電網發展的五大趨勢。其中包括智能電表的應用，依托后臺數據分析得到了實時的情報;幫助發展智能家居;太陽能光伏和電池作為一種潛在的經濟有效的并網解決方案;微電網及虛擬發電廠;提前規劃的虛擬化配電網。

微電網是由一些微型電源等分布式發電系統、儲能系統和負荷構成，可同時提供電能和熱能的獨立網絡。微電網既可以和公共電網并聯運行，也可以單獨運行。微電網可以覆蓋傳統電力系統難以達到的偏遠地區，并提高該地區的供電可靠性和電能質量。

微電網可以代表許多不同的東西，從一個簡單的備份電源或者在醫院等特定場所的現場發電系統，到復雜的互聯當地太陽能發電，電池及熱電的聯產系統。GTM研究預測，這些更先進的微電網將成為城市智能電網景觀的重要組成部分，幫助美國的產能從如今的1051百萬瓦特到2017年擴大到1843百萬瓦特。

美國調查公司NavigantResearch于2014年5月發布預測稱，2023年亞太地區的微電網市場規模將由2014年的7.78億美元擴大到約58億美元。

截至目前，大約有5000萬個智能電表已經被部署在美國。數以千萬計的電表也正在進入歐洲、日本和其他大型國際市場。在過去一年，已經看到了對智能電網系統的大規模部署，它的功能也已經超出了“數字收銀機”。

美國政府正督促供電公司、燃氣公司及自來水公司等公共企業安裝智能儀表及智能電網。但是，這些公共企業大多是地方政府運營的小型企業，沒有經營資源。因此，難以構建將安裝的智能儀表通過通信網連接起來的AMI(AdvancedMeteringInfrastructure)及M2M(MachinetoMachine)網絡。于是，擁有第三方服務運營商構建智能電網所需要的所有硬件和軟件、向公共企業一攬子提供各種服務的業務就應運而生了。美國通用電氣(GE)數字能源業務部從2011年就開始向中小型地方公共企業提供包括管理服務在內的智能電網解決方案服務“GridIQSolution”。

而巴菲特想要告訴你什么時候洗衣服才是最佳選擇。或者至少他在英國的能源公司希望這么做。巴菲特旗下的北方電網公司正與德國機電大廠西門子于英國共同測試智能電網技術，規模達12000戶。這一項目名為“以客戶為導向的網絡革命(CLNR)”這一項目能夠對用戶需求進行更好地管理，“相較于建立新的有線電視網絡并投入新的變壓器，我們可以更好地通過利用自動化使現有系統得到更好利用。”西門子駐英國智能電網研究主管文森特˙索恩利說。

近日，系統集成和外包業務巨頭埃森哲公司也剛剛得到了新的支持，這筆資金來自于德克薩斯州的咨詢公司Structure，但是暫時數目不詳。Structure公司是一家休斯敦公司，成立于1998年,其完全集中于能源和公用事業行業,埃森哲公司計劃使用這筆資金以加強其智能電網解決方案的投資組合。摩根大通指出，今年最熱門的股票可能來自于替代能源及智能電網領域。

近年出現了除電力外，燃氣及自來水等基礎設施、路燈、信號乃至公共設施也都聯網以擴大管理服務范圍的趨勢。

比如，SilverSpring公司已開始在歐洲開展將路燈換成LED(發光二極管)同時聯網的“路燈服務”。2013年，在法國巴黎開始提供將路燈與交通信號通過網絡連接起來以優化網絡設計、運營管理、各路燈、信號及交通系統的服務。此外，在丹麥的哥本哈根正在推進LED照明大范圍聯網的計劃。

巨頭對智能電網的關注也令大數據、電網設備等產業受到關注。TechNavio預測稱，全球智能電網數據分析市場從2014年至2019年的復合年增長率將高達20.6%。據彭博新能源財經估算，2014年全球智能電網設備市場約為166億美元，至2019年將成長為255億美元。

智能電網緣何“堅強”

國家電網近年來在智能電網創新上成果累累，先后完成了國家風光儲輸示范工程等32類305項智能電網試點項目，還與國內裝備制造企業完成了柔性直流換流閥、新能源發電功率預測系統等近200項智能電網關鍵裝備的研制，并參與編制21項智能電網國際標準。

新華社對此評論稱，國家電網公司全面突破從發電到用電各技術領域的智能電網核心技術，推動我國電網技術在國際上實現由“跟隨者”向“引領者”的轉變。

從國家電網對于智能電網技術的研究方向來看，我國的智能電網與國外的智能電網定義的側重點有所不同。

國際上通常認為，智能電網主要是傳感、信息通信技術與電網基礎設施的高度集成，強調通過電價機制，以及與用戶的互動，進一步提高電網資產利用率以及經濟性。

而從我國對于智能電網的定義來看，還包括新建電網等在內的巨大基礎設施投資。我國的智能電網前也必須加上“堅強”這一定語。堅強，顧名思義是指堅強的電網網架結構，這與我國幅員遼闊，氣候條件多變是密切相關的。事實上，我國擁有的可能是全世界規模最大、運營條件最為復雜的電網。

例如2008年南方地區大范圍冰雪災害一度致使南方多省市電網設施嚴重故障，電力供應被迫中斷。此時就可看出強大網架結構的重要性。此外，我國能源分布存在西多東少的情況，但中東部地區卻是負荷中心，這一現狀意味著需要強大的電力輸送能力，將西部的電力外送到中東部地區，更好地進行資源調配。此外，隨著我國西部地區大力發展水電、風電以及太陽能發電基地，新能源發電上網比重日趨上升，雖然上述都屬清潔電力，但在穩定性、調峰方面對于現有電網是很大的考驗。也迫切需要加快升級西部地區輸電通道，以更好地支持清潔能源發展。相關資料顯示，如果我國沒有建設智能電網，將難以支撐近幾年風電年均增長98%，光伏發電增長近60倍，分布式光伏增長近20倍的迅猛增長。

一張電網需要滿足如此多的功能，背后必然需要強大的技術支撐。除了國家電網外，全國還有多個地方政府、科研機構、電力設備企業參與了智能電網創新方面的研究。在新能源并網監測、電力線路巡檢、變電、直流融冰應對冰災、配電自動化等方面均取得了突破性的進展。

例如研發適用于多種地形和氣候類型的新能源發電功率預測系統，精度達85%以上。建成國家風光儲輸示范工程，使間歇性、波動性的新能源發電出力轉換成接近常規電源的出力特性。運用直升機/無人機巡檢、輸電線路狀態監測、直流融冰裝置等關鍵設備，提高電網應對災害性氣候的能力等。

中國未來能源論壇舉辦多位專家力挺智能電網

11月14日舉辦的2014第二屆中國未來能源論壇上，多位專家指出，智能電網能更有效的接入風光儲能，同時也對電網規劃、建設、服務等提供更可靠依據。

國網能源研究院副院長張瑋介紹，智能電網，一方面就是從發電側來看，它能很好解決間歇性能源大規模接入電網這樣一個問題。從用戶側來說，它能跟用戶實現良好的雙向的溝通與互動，特別是解決電動汽車這種新型用能設施的接入問題和用電問題。第三能夠解決電網運營過程中面臨各種復雜的影響干擾，這個過程中能夠保持系統的穩定運行。“現在國家電網每年在智能電網上投資3000億�！彼�說。

將智能電網融入當前大電網，專家認為必須建設市場化的電力機制。長江三峽集團公司副總經理畢亞雄介紹，公司在開發巴西水電項目的過程中，認為巴西市場化的水電項目資源配置機制值得借鑒。主要的做法是由政府制定項目發展規劃，根據市場需求，決定拍賣的數量和規模，發電通過公開投標贏得項目，與配電簽定長期的購售電合同。

在開發市場化方面，第一，認真落實可再生能源法，制定優先保證新能源等可再生能源金額收購的市場機制和激勵政策，實行綠色配額交易制度，探索碳排放權和碳稅等。第二，做好地方規劃與國家規劃，近期規劃與遠期規劃，建設規劃與并網規劃的協同平衡，注重實效，使規劃真正成為落實能源戰略的關鍵手段，也徹底扭轉重發輕供不管用的發展思路。

第三，完善新能源電價和補貼政策，今天的補貼是為了明天能更好的參與競爭，逐步降低補貼是行業發展的必然。但是，應該注意保持政策的穩定性和可持續性，留給市場充足的反映消化時間。第四，改變當前以計劃電量為基礎的電力系統運行模式，加快市場改革，允許發電企業、用戶、民營資本等投資運營，轉為新能源項目接入的微電網系統。

國務院參事石定寰則認為，建設智能電網應該是推進再生能源，更多要靠分布式系統。智能電網是能源革命重要的技術手段。在智能化上，將來可能是推進能源革命，把信息化和能源的清潔化、綠色化、低碳化緊密結合的重要手段，這也是符合國家“兩化融合”的重要要求，將來我們的信息業要大力的介入到能源革命當中。

國家電網每年投3000億布局智能電網

11月14日舉辦的2014第二屆中國未來能源論壇上，多位專家指出，智能電網能更有效的接入風光儲能，同時也對電網規劃、建設、服務等提供更可靠依據。

國網能源研究院副院長張瑋介紹，智能電網，一方面就是從發電側來看，它能很好解決間歇性能源大規模接入電網這樣一個問題。從用戶側來說，它能跟用戶實現良好的雙向的溝通與互動，特別是解決電動汽車這種新型用能設施的接入問題和用電問題。第三能夠解決電網運營過程中面臨各種復雜的影響干擾，這個過程中能夠保持系統的穩定運行�！艾F在國家電網每年在智能電網上投資3000億。”他說。

將智能電網融入當前大電網，專家認為必須建設市場化的電力機制。長江三峽集團公司副總經理畢亞雄介紹，公司在開發巴西水電項目的過程中，認為巴西市場化的水電項目資源配置機制值得借鑒。主要的做法是由政府制定項目發展規劃，根據市場需求，決定拍賣的數量和規模，發電通過公開投標贏得項目，與配電簽定長期的購售電合同。

國務院參事石定寰則認為，建設智能電網應該是推進再生能源，更多要靠分布式系統。智能電網是能源革命重要的技術手段。在智能化上，將來可能是推進能源革命，把信息化和能源的清潔化、綠色化、低碳化緊密結合的重要手段，這也是符合國家“兩化融合”的重要要求，將來我們的信息業要大力的介入到能源革命當中。

近年來，中國政府以及企業對能源的管理以及新能源的開發利用投入了大量的資金。比如，公開資料顯示，在2011年的時候，中國國家電網就計劃在“十二五”期間投入約1.6萬億元用于智能電網建設。

國泰君安認為，長期看好智能電網等替代能源板塊，主要是因為它改變我們的生活，也是國家新一輪國際競爭的戰略制高點。具體來看，智能電網在電網安全運行、可為用戶可靠提供高質量電能前提下，提高能源使用效率，減少對環境影響，同時可以形成新的產業群，促進就業。

目前A股上市公司中，涉及智能電網的上市公司主要有：思源電氣(002028)、國電南瑞(600406)、平高電氣(600312)思源電氣、榮信股份(002123)、東源電器(002074)等強勢漲停，國電南自(600268)、智光電氣(002169)、

市場分析人士指出，在智能電表領域，長城開發(000021)、科陸電子(002121)等有望成為受益者;在超導電纜領域，因科技含量高且為新生事物，目前全球只有幾家企業能夠生產，而在A股上市公司中，除了寶勝股份(600973)正在積極開拓超導電纜市場外，永鼎股份(600105)也在瞄準這一領域。

國家電網董事長：構建全球能源互聯網連接赤道和北極

7月27日-31日，電氣與電子工程師學會電力與能源協會2014年會在美國華盛頓特區蓋洛德國家會議中心舉行，會議主題為“繪制新的能源未來藍圖”，來自國際學術組織、知名研究機構、國際電力企業、跨國制造企業等單位的2500多名代表參加會議。國家電網公司董事長劉振亞在會上發表署名文章“構建全球能源互聯網，服務人類社會可持續發展”。

劉振亞分析了人類社會可持續發展面臨嚴峻挑戰，并指出了推進清潔替代和電能替代(“兩個替代”)的重要性。他指出，應對人類社會可持續發展面臨著能源安全、環境污染、氣候變化等諸多挑戰，應對挑戰的關鍵是加快能源變革，大規模開發利用清潔能源，優化能源結構，提高能源效率，改善生態環境，實現清潔發展;根本出路是推進清潔替代和電能替代。清潔替代是在能源開發上以清潔能源替代化石能源，走低碳綠色發展道路，實現化石能源為主、清潔能源為輔向清潔能源為主、化石能源為輔轉變。電能替代是在能源消費上實施以電代煤、以電代油，推廣應用電鍋爐、電采暖、電制冷、電炊和電動交通等，提高電能在終端能源消費的比重，減少化石能源消耗和環境污染。

針對世界能源變革的思路與實踐，劉振亞認為，只有樹立全球能源觀，構建全球能源互聯網，統籌全球能源資源開發、配置和利用，才能保障能源的安全、清潔、高效和可持續供應。能源問題具有全局性和廣泛性。樹立全球能源觀是推動能源變革的重要前提。全球能源互聯網由跨洲、跨國骨干網架和各國各電壓等級電網(輸電網、配電網)構成，連接“一極一道”(北極、赤道)大型能源基地，適應各種集中式、分布式電源，能夠將風能、太陽能、海洋能等可再生能源輸送到各類用戶，是服務范圍廣、配置能力強、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺，具有網架堅強、廣泛互聯、高度智能、開放互動的特征。

劉振亞指出，構建全球能源互聯網包括洲內聯網、洲際聯網和全球互聯。重點是開發“一極一道”等大型能源基地、構建全球特高壓骨干網架、推動智能電網在全球廣泛應用、強化能源與電力技術創新。構建全球能源互聯網具有顯著的規模經濟性和網絡經濟性。意義重大、影響深遠，將保障全球能源安全、保護地球生態環境、實現人類社會共同發展。

劉振亞也特別指出，推進全球能源互聯網建設，實現“兩個替代”，既面臨可再生能源加快發展的歷史機遇，也面臨國際政治、經濟利益、社會環境、能源政策、市場建設、技術創新等重大挑戰，需要各方面加強溝通、凝聚共識，增進信任、形成合力，共同推動全球能源互聯網建設，為人類社會可持續發展作出重大貢獻。

會議期間，劉振亞關于“構建全球能源互聯網”的觀點得到了與會代表的強烈反響和共鳴。與會代表們紛紛指出，近年來，國家電網公司在建設特高壓和智能電網、促進能源可持續發展方面做了大量工作，已成為世界領先的實踐者。國家電網公司基于全球能源觀，提出的全球能源互聯網理念具有極大創新性，世界各國在特高壓、智能電網和清潔能源發展的創新實踐，將為全球能源互聯網發展奠定基礎。

據了解，電氣與電子工程師學會電力與能源協會(IEEEPES)是IEEE下設協會之一，是IEEE共享電力行業最新技術發展、開發技術標準、指導系統設備制造，培養行業人才的重要平臺。協會設有23個技術委員會，關注領域涵蓋電力各個領域，其愿景是在電力與能源領域為社會提供科學與工程方面的知識，并為其會員提供行業發展的信息。