[ 導讀 ] 從托馬斯·愛迪生和尼古拉·特斯拉的年代以來，電力工業并沒有發生根本性的變化，電力的生產、輸送和消費依然沿襲著與很多年前相同的模式。愛迪生和特斯拉能很容易地弄清楚今天的電力行業會是什么樣子：電力始終是單向流動的——從發電廠生產出的電力通過電網系統輸送到

　　從托馬斯·愛迪生和尼古拉·特斯拉的年代以來，電力工業并沒有發生根本性的變化，電力的生產、輸送和消費依然沿襲著與很多年前相同的模式。愛迪生和特斯拉能很容易地弄清楚今天的電力行業會是什么樣子：電力始終是單向流動的——從發電廠生產出的電力通過電網系統輸送到用電端進行使用。

　　今天，整個電力系統的運行遠不夠經濟。統計顯示，由于效率低下，從一次能源到有效電力消費的整個能源鏈中，損失了大約80%的能源。包括發電、輸電和用電在內的各個環節，運行效率都存在巨大的提升空間。而在氣候變化問題日益嚴峻的今天，電力系統的低效運行意味著更多。低效等同于浪費更多的電力，因此需要更多的燃料滿足人們電力需求，而這意味著更多的排放。

　　今天，電力系統的運行也遠談不上可靠。統計顯示，僅在美國，每年不可靠的電力所造成的損失就多于1000億美元，相當于花1美元買電，同時還得付出30美分的停電損失。僅擾動和斷電(不計大停電)每年的損失就高達790億美元。

　　今天，可再生能源發電在飛速成長，而這種因為間歇性而不斷變化的能源也帶來了新的挑戰。怎樣讓這些不穩定的電力得到使用？為了實現日益增加的可再生能源的并網，電力系統的結構形式和運行方式需要得到調整。

　　今天，人們基本上還只能被動、不加選擇地接受電力公司供給的電力。而事實是，用戶可以變得更“主動”，從前的配電網也可以成為收集分布式能源的接受電網。人們也可以減少尖峰負荷時的電力使用，使電網運行更可靠、更經濟，甚至可以對不同質量的電力進行消費選擇。

　　怎樣應對這些挑戰？

　　2006年，IBM公司與全球頂尖電力專業研究機構、電力企業合作開發了“智能電網”解決方案。這一方案被形象比喻為電力系統的“中樞神經系統”，電力公司可以通過使用傳感器、計量表、數字控件和分析工具，自動監控電網，優化電網性能、防止斷電、更快地恢復供電，消費者對電力使用的管理也可細化到每個聯網的裝置。

　　如今，成熟的智能電網還在孕育過程中，但顯然，它寄托著克服今天所有電力系統缺陷的希望。

　　要“巧干”，不要“苦干”

　　現代經濟的運行模式告訴我們，工作“要巧干，而不要苦干”。花一點時間和精力分析我們的工作方式，比單純地增加工作強度效果更好。對人來說如此，對于電力系統而言同樣如此。

　　根據國際能源署的預測，未來20年，我們每周要增加一座1GW的電廠和相關電網設施。而與國外相對成熟穩定的電力市場不同，中國仍是一個[FS:PAGE]發展中的電力市場。中國經濟仍然在快速增長，經濟和社會的飛速發展也帶來了持續強勁增長的電力需求。

　　根據相關預測，2010年中國人均用電量將突破3000千瓦時大關，而到2015年人均電量有望突破4000千瓦時。這意味著，“十二五”末期，中國投入運行的裝機總量需要達到12.6億千瓦，電源裝機總量將超過美國，位居世界第一。

　　快速增長的電力需求需要得到應對，但單純地“苦干”將帶來大量的風險和麻煩。僅以新建電力基礎設施的方式滿足增長的電力需求，必將導致日益嚴重的資源和環境問題，而這將給電力企業帶來越來越大的壓力。因此，未來的電力系統必須以更為經濟的方式應對這種容量的增加。

　　正如中國宏觀經濟發展不平衡的狀況一樣，中國不同地區間的電力消費量也存在較大的差異。總體而言，水資源在西南，煤炭資源在“三西”(山西、陜西、蒙西)，而主要負荷分布于東部沿海地區。中國的電網建設規劃也必須依賴這種資源稟賦，長距離的電力輸送是必不可少的。而提高電網效率的一種方式是提高輸電線路電壓，通過提升電壓來降低線路電流，從而降低線路損耗。特高壓輸電技術因此具有絕對的優勢，能使輸電環節經濟性更高。

　　資料顯示，與500千伏輸電相比，特高壓輸電線路損耗大大降低，1000千伏特高壓交流線路損耗是500千伏交流線路的1/16到1/4。而且，1000千伏特高壓交流輸電和500千伏超高壓交流輸電相比，可節省約2/3的土地資源，并在輸電容量相同的條件下，節省導線材(4444,283.00,6.80%)料約一半，鐵塔用材約2/3。

　　而減少低壓側電網中的電力損耗同樣非常重要。據統計，對于世界范圍而言，電力損耗有約三分之二發生在低壓側電網，因此配電環節具有巨大的節能潛力。

　　智能電網可以讓這種節能潛力得到發揮。與傳統的電網相比，智能電網可以進一步擴展對電網的監視范圍和監視詳細程度，整合各種管理信息和實時信息，為電網運行和管理人員提供更全面、完整和細致的電網狀態視圖，并加強對電力業務的分析和優化，實現更精細化和智能化的運行和管理。

　　智能電網是電力行業與信息技術的結合，但信息技術并不是全部。ABB集團首席技術官唐維詩表示，智能電網是“大腦”和“肌肉”的結合。決策智能層相當于人的大腦，而底層或物理層類似于人體的肌肉。但是，如今經常出現的情況是，人們只談“大腦”不談“肌肉”。然而，如果設備沒有達到預期效果，那么最好的控制系統也不會有多大用處。

　　例如，配電變壓器就是一種非常重要的節能設[FS:PAGE]備。用戶往往關注變壓器自身的價格，但沒有考慮到未來整個生命周期中變壓器的耗電量。實際上，節能型變壓器在生命周期內的綜合成本要比便宜的非節能型變壓器低得多。

　　好的設備使電力系統“巧干”成為可能。控制系統可以對系統狀態進行及時準確的了解，并做出最佳決策，用戶也可以自行改進用電模式以適應電網狀況。

　　降低“沒電的損失”

　　“自愈”是發展智能電網的另一大理由。自愈，意即具有實時、在線連續的安全評估和分析能力、強大的預警控制系統和預防控制能力、自動故障診斷、故障隔離和系統自我恢復的能力。

　　電力系統的可靠性始終是工程技術人員關注的焦點，然而，如今斷電的風險仍然存在。甲骨文公司(Oracle)能源部門總監穆凱什·卡塔爾(MukeshKhattar)說：“驅使人們研究智能電網的，不是電能的成本，而是沒電的損失。”

　　輸電量越大，系統運行就越接近穩定的極限，停電甚至較小的擾動事故也越來越難以接受。最先提出“智能電網”概念的美國，發展智能電網最重要的驅動力之一就是提高供電的可靠性，避免發生類似“8.14”的北美大面積停電事故。

　　發生于2003年8月14日(美國東部時間)的“8.14”事故在北美電力界造成了極為惡劣的影響。此次停電涉及美國東北部的6個州和加拿大東部的兩個省，共計損失負荷61.8GW，受影響人數達到5000萬，經濟損失超過300億美元。

　　而根據北美電力可靠性協會(NERC)公布的有關事故記錄做出的事后總結是，美國相關電力公司對事故反應緩慢和處理不當是此次事故擴大的主要原因之一。

　　對事故和故障的反應滯后是傳統電網的一大軟肋。隨著越來越多新設備投入使用，老規程和新設備之間的矛盾更加突出，這種反應滯后也就會造成更嚴重的影響。如何創新資產運行、維護和管理模式，既能準確合理評價設備的健康水平，又能避免或減少“過修、過試”現象，在資產規模不斷擴大而運行、維護投入規模不變的情況下確保運行、維護質量？

　　智能電網可以提供努力的方向：獲得設備狀態數據，實時掌握資產健康狀態，通過遠程設備監視，有效預防和避免故障的發生；在故障發生后，基于充分的信息支持，可以提高故障處理水平，實現對故障的快速定位、隔離和恢復供電；由目前傳統的計劃檢修向狀態檢修過渡，優化延長設備使用壽命，減少資產運行、維護的成本。

　　兼容性更高

　　如今，風能、太陽能等新發電方式越來越廣泛，而它們發電不穩定的特性也使電網受到挑戰。兼容，意味著電網對這些清潔電源[FS:PAGE]正確、合理接入的支持，從而滿足用戶多樣化電力需求。

　　在西方，發展智能電網最初的原因正是為鼓勵可再生能源的使用，用戶可以將用不完的分布式電力賣到網上，而改變只能從網上接受電力的傳統模式。但對于中國來說，情況卻有所不同。分布式發電的推廣需要大量擁有獨立建筑的用戶，而大量的居民集中居住在高樓大廈中。這樣，分布式發電并不適用，發展新能源還是要以集中式發電為主。因此，將電力從風能、太陽能發電場輸送到用電中心，需要跨越遙遠的距離。

　　如何減少大容量的清潔能源電力接入電網造成的影響？信息化技術可以提供非常大的幫助。新能源電站可以依靠電網調度機構的指令發電或停機，并控制功率輸出，或參與電網電壓調節。這依賴于電站自動化與信息化的技術的提高，使其具備良好的適應電網不同工況的能力，能夠根據電網運行條件的變化自動調整運行狀態，滿足智能電網對新能源提出的可測、可控、可調的要求。

　　對輸電線路又應該如何進行優化呢？基本的物理學常識告訴我們，電壓等級越高，線損就越低。這也是采用高電壓等級輸電線路進行輸電的基礎。除此之外，直流輸電在功率波動情況下的運行控制技術和柔性交流輸電技術都可以提高系統的穩定性。

　　商業模式的更新

　　幾十年來，電力行業的運行一直遵循著一種簡單而單調的模式。只要電力公司能夠按時將電力輸送到所需位置，用戶用電需求得到滿足，便會向電力公司繳納費用。但是，智能電網在需求側的應用可能將極大地改變這種商業模式。

　　智能電表的引入將省去人工抄表、收費等繁瑣的程序，而僅通過電表與用電側和電力公司之間的通信自動地計費、收費。而且，如果采用分時電價，即不同時間電網處于不同負荷狀態時，對電力進行不同定價，可以促使用戶在高負荷狀態時減少用電，將用電盡量轉移到電網低負荷時間，從而減少電力系統運行成本。這種在電力系統需求側進行的優化具有非常好的效果。數據顯示，終端用戶在增效節能方面每投資1元，就可以令電力生產環節節約2元的投資。

　　電動汽車充電站等新設施也應該更好地整合到智能電網框架中。目前，國家電網公司正在做充電站示范點，并通過這些示范點做將來的預期和規劃。充電站與智能電網的結合可以更好地實現用電終端的有效利用。電動汽車可以成為電網的蓄電池，即將多余的電量輸入到電網，參與電力交易，就可以降低電網負荷調峰的難度。如果電動汽車得到普及，這種作用就可以顯示出來。

　　更高層面的智能電網需求側的[FS:PAGE]應用將實現更多智能設備的接入，并帶來更多增值服務。這種趨勢目前還讓人難以想象，但媒體和娛樂業近年來的變化可以使我們更好地理解這一點。有線和衛星電視為觀眾提供了數百個可選頻道和定制節目，而最新的數碼攝像機、視頻點播、以及在線圖書館等新技術的涌現，使用戶在選擇節目的內容、觀看時間和地點等方面獲得了更大的靈活性。這一切得益于信息技術的發展。

　　隨著更多智能用電技術的開發，未來在用電終端(如一個家庭)，也可以打造出自動化程度更高的體系，同時用戶也更具“主動性”。高智能化的電表可以通過先進的通信技術與各種用電設備進行“交流”，從而更好地管理整個用電終端。用戶也可以在辦公室發出自己的指令，讓家里的電飯煲開始煮飯，熱水器開始燒水。

　　傳統的電網是一個相對封閉的系統，只有專業人員才能了解，而智能電網是一個開放性的網絡，用戶可以主動參與，并與電網進行互動。在過去的數年間，我們擁有了互聯網，擁有了“YouTube”網站。未來，會有“YouEnergy”誕生嗎？

【聲明】物流產品網轉載本文目的在于傳遞信息，并不代表贊同其觀點或對真實性負責，物流產品網倡導尊重與保護知識產權。如發現文章存在版權問題，煩請聯系小編電話：010-82387008，我們將及時進行處理。