从智慧城市看我国智能电网发展瓶颈

智能电网蓝图 制图：陈芳

2008年美国科罗拉多州的博尔德(Boulder)成为全球第一个智能电网城市。该市的每个家庭都安装了智能电表，人们可以直观地了解即时电价，把洗衣服、烫衣服等事情安排在电价低的时间段。

2009年4月，美国政府下令尽快构建一个新的“智能电网”的法案，同时委任了一名专家担任首任智能电网互动操作全国协调员，并且美国目前至少有15家机构在协同制定智能电网标准。

在北美“统一智能电网”启动的同时，欧洲也开始了一项超级智能电网的工程，最前沿的分析认为，“智能电网”将重塑世界经济和能源格局。然而，关于智能电网应用标准和原则却未能统一，面对精通新技术的消费者，智能电网是否已做好准备?

服务智慧城市发展

始于2008年11月，由美国IBM公司提出的“智慧地球”这一理念，进而引发了智慧城市建设的热潮。我国住房城乡建设部从2013年8月启动了国家智慧城市试点工作，截至今年4月，我国已经公布的3批国家智慧城市试点已达277个。

智慧城市的概念在全球范围内存在不同解读，但共同点都是一直在想方设法优化其基础设施。

“从宏观上讲，智能配电网最终将为智慧城市服务。”埃森哲中国智能电网服务负责人丁民丞认为。智慧城市以广泛覆盖和深度互联的通信信息网络为基础，全面感知基础设施、环境、能源等方面信息，能够整合能源、交通、水资源等城市运行各个核心系统，为城市运营和各类资源优化配置提供智能决策与响应，提高有限资源的运行和利用效率。

自2010年首次列入政府工作报告，智能电网建设连续6年成为政府工作报告中的常客。电力体制改革、企业走出去战略、“一带一路”、智慧城市、新能源汽车等这些与电力系统、智能电网息息相关的关键词接连出现在政府工作报告当中，预示着发展智能电网广阔空间。

记者梳理今年各地政府工作报告发现，大部分省区市均以加强电网建设改造、支持新能源产业、服务地方经济发展、提升科技创新水平等为出发点，明确提出建设智能电网，或者为智能电网提供产业配套。记者注意到，在已经出台的地方规划中，上海、江苏、广东等省市都已经将智能电网列入地方物联网3-5年发展规划中的重点发展领域之一。

综合来看，省级地方政府提出的智能电网发展目标，有的是总体战略，有的是局部项目;有的着眼节能减排，有的侧重产业振兴……这都将成为智能电网加速发展的坚强动力。

规划标准出台迫在眉睫

智能电网计划的宣布给市场带来极大振奋，国内外电力设备商、IT软硬件厂商都早已对这块“大蛋糕”垂涎欲滴。然而，智能电网概念已经炒到极热，但指导具体行动的规划以及相关标准却一直未出台，让不少企业感到焦急和迷茫。

南方电网科学技术研究院副总工程师董旭柱告诉记者，我国智能电网国家标准尚缺位，包括国家电网、南方电网都在致力于相关标准的研究编制。这种努力无可厚非，国家有关部门表示，国标的诞生将综合考虑市场多个主体的研究技术成果。

早在2012年5月，科技部发布《智能电网重大科技产业化工程“十二五”专项规划》提出，形成具有自主知识产权的智能电网技术体系和标准体系，建立较为完善的智能电网产业链，基本建成以信息化、自动化、互动化为特征的智能电网。

为落实国家标准委、国家发展改革委、科技部等10个部委印发的《战略性新兴产业标准化发展规划》，2014年5月，国家标准委、国家发改委、国家能源局等12个部委联合发布《2014年战略性新兴产业标准综合体指导目录》，其中就包括了槽式太阳能热发电热力系统标准综合体、智能电网并网标准综合体、光伏发电站运行维护标准综合体、电动汽车充换电设施标准综合体等31项智能电网相关标准计划。

据悉，目前在国家标准委国家智慧城市标准化总体组正在研究智能电网如何支持智慧城市标准化工作，在智慧城市体系下的智能电网将主要涉及配电自动化、分布式电源及微电网并网、分布式储能系统接入配电网、双向互动服务、用电信息采集、智能用能服务、智能用电检测、电动汽车充放电、节能与能效、通信网络、信息化应用和信息安全等专业领域，主要包括供电基础设施智能化、提供公共服务便捷化、电网与用户互动化、能源利用绿色化。

4月23日，国家能源局电力司副司长童光耀在“能源互联网”产业研讨会上透露，国家能源局主导制定的《智能电网建设指导意见》即将出台，此外“十三五”规划中的智能电网发展规划也在制订中。

仍需破解技术屏障

过去的电网是由火电厂、水电厂提供电力，电网的设计和调度长期保持平稳。但随着风能、太阳能等清洁能源的发展，电网技术开始出现种种“不适应”。

国家发改委能源研究所所长韩文科表示，智能电网将是未来趋势，“电网今后会越连越大，互联互通”。目前，欧盟也在拨出专项经费，研究跨欧洲的电网，以便更大范围地调度资源，更多地消纳可再生能源和新能源。

不过，在专家看来，智能电网目前仍有很多问题需要解决。

国家电网能源研究院副院长张玮认为，电网企业把新能源的发展当作一次机遇，但在具体技术处理上面临很多挑战。“比如弃风问题，从全国来看，风电的比重只占6%，但在一些局部地区，峰值电源装机超过20%，比重较大，要联入电网非常困难。这就在考验电网的调节能力。”

他指出，进一步发展智能电网，需要解决很多现实问题，例如分布式电源的接入等。未来目标最终是实现分布式能源即插即用，这就导致很多技术性难题。因为原来在分布式电源大规模接入之前，电流的流向很简单，如同水坝一样从上到下传输，但接入分布式电源后，电流的流向变了，这对电网控制来说，是一个很大挑战。

董旭柱认为，未来的智能电网，首先要通过合理规划，实现国内地区之间乃至与周边国家的联网。其次，要实现高度智能化，达到即插即用。此外，还要实现不同能源系统之间的广泛互联，因为很多能源最终都需要转变成电力，即电力是能源资源配置的平台。

“未来电网也需要实现开放互动，这不仅包括技术层面，也包括和消费者的沟通层面。而电网公司希望电网的发展跟互联网的发展能相互融合，通过信息技术的发展，包括移动终端的采用，加大与用户之间的互动力度。”张玮说。

董旭柱表示，未来的电网不仅要实现互联互通，还需要在经营上有更多灵活性。“我国离不开一个大的电网，但到底电网怎么经营,采取什么模式，给消费者更多选择权，仍需要探索。”

董旭柱还认为，未来的电网既要足够大，又要更加小，因为可能会发展出很多微电网。目前很多钢铁企业能自主发电，但也需要电网给它提供备份。所以智能电网必须非常灵活，这是一个发展趋势。

同时，智能电网的概念也在不断发展，“可能再过10年、15年我们再谈起来，就不是这个概念。但互联互通与灵活发展的趋势是必然的，这是新一轮能源革命所驱动的。”韩文科最后表示。(综合报道)

(鸣谢 南方电网科学研究院 肖前)

■延伸阅读

南方电网公司智能电网主要技术研究成果

南方电网公司目前已完成公司智能电网顶层设计：“南方电网发展智能电网的战略与规划研究”和“南方电网绿色电网建设研究”，并在5个领域(发电、输电、配电、用电、信息通信)的17个关键技术，通过57个试点示范工程展开了一系列的研究与试点工作，主编或参编了多项与智能电网相关的国标和行标。

●新能源并网技术主要成果：建立光伏、风电新能源仿真模型库;研究大规模和分布式新能源并网影响。

●微电网技术主要成果：在珠海东澳岛建成国内首个10千伏离网型海岛微电网;承担国家863项目“基于分布式电源的微电网关键技术研究及示范”。

●变电站智能化技术主要成果：南方电网五省区共建成42座110千伏及以上智能化(数字化)变电站;编制南方电网3C输变电装备技术导则;研发了变电站驾驶舱技术一体化电网运行智能系统。

●配电智能化技术在39个城市开展了配电自动化建设;编制标准《配电自动化规划设计导则》和《配电网运行控制技术导则》;减少停电和快速复电的技术研究及应用(DMS)营配信息集成系统应用、带电作业、快速复电等。

●智能用电技术主要成果：建立网级电力需求侧管理平台;承担863项目“灵活互动的智能用电关键技术研究”;成功申请IEEE国际标准，实现“零”的突破;开展电动汽车运营模式研究;提出了电动汽车相关技术标准体系。

●信息通信技术应用主要成果：云计算技术、云计算的信息平台集成;数据处理技术、大数据融合、挖掘、分析;宽带电力线通信、电力载波通信技术;电力无线专网通信、TD-LTE。

国家智慧城市试点名单

第1批

●广东 珠海市、广州市番禺区、广州市萝岗区、深圳市坪山新区、佛山市顺德区、佛山市乐从镇

●海南 万宁市

●贵州 铜仁市、六盘水市、贵阳市乌当区

●云南 昆明市五华区

第2批

●广东 肇庆市端州区、东莞市东城区、中山翠亨新区新增佛山市新增南海区，2012年已批复顺德区、顺德区乐从镇

●广西 南宁市、柳州市(含鱼峰区)、桂林市、贵港市、

●云南 红河哈尼族彝族自治州蒙自市、红河哈尼族彝族自治州弥勒市

●贵州 贵阳市、遵义市(含仁怀市、湄潭县)、毕节市、凯里市、六盘水市盘县

第3批

●广东 河源市江东新区

●广西 钦州市、玉林市

新增柳州市试点鹿寨县

●云南 大理市、文山市、玉溪市

●贵州 安顺市西秀区

■案例

珠海横琴自贸区：探索建设先进电力示范区

横琴自贸区“前身”为横琴新区，所处横琴岛与澳门特别行政区隔水相望，经港珠澳大桥与香港特别行政区连通。2009年8月，横琴新区成为继上海浦东新区、天津滨海新区之后第三个国家级新区，为粤港澳合作探索新模式。

统计数据显示，5年多以来，该区用电量从0.5亿千瓦时上升到2.5亿千瓦时，翻了5番。为了满足日益增长的用电负荷要求，珠海供电局先后建设了3个变电站、35条输电线路，目前已形成20千伏多联络的网架格局。

截至目前，广东电网公司先后建成了220千伏琴韵和环澳等两座绿色智能变电站，探索智能变电技术;应用“220千伏直降20千伏电压序列模式”，探索智能电网网架

建设;建成全球专网首个TD-LTE无线宽带专网，探索智能通信网络建设。接下来，该公司将深度研究智能输变电、智能配电网、分布式能源及微电网、智能用电、通信网络等智能化技术的运用，努力打造具有横琴特色的先进电力示范区，确保横琴享受智能电网的优质电力服务。

“到2015年底，横琴新区将建成20千伏公用线路20回;到2016年底，公用配网取消10千伏电压等级。”广东电网公司珠海供电局计划发展部工程师陈勇介绍，220千伏直降20千伏电压序列模式具有送电能力大、供电范围广、能耗低、节约土地等优点，更适用于负荷密度相对高的新建工业园区。 (邱晓丹)

广州中新知识城：电网高“智能”

“东进、西联、南拓、北优”，15年前，广州提出了这样的战略。今年，广州的东进目标再进一步——东部山水新城将是未来人口疏导的主要承载区。在东部这片土地上，中新知识城无疑是智慧之城的集中体现。这里的电网也同样是一张智慧之网。

2010年6月，在中新知识城举行奠基仪式上，南方电网公司就明确要运用先进的计算机技术、通信技术、控制技术，将知识城建设成为智能、高效、可靠、绿色的现代化电网。

2013年，广州供电局在《中新广州知识城智能电网示范区规划报告》中确定了中新知识城智能电网建设的目标，就是通过建设“绿色、开放、透明”的电网，将知识城电网打造成为面向未来的“智能、高效、可靠、绿色”的智能电网示范区，并在当年7月

得到南方电网公司批复。当年8月，广州供电局与知识城管委会签署《智能电网建设合作协议》。

在这里，从项目建设开始就全面引入新能源运用的机制，对新能源实行优惠补贴，提高新能源发电积极性。如鼓励在首期开发的建筑屋顶装设太阳能发电装置，在室内停车场预留装设汽车充电装置的位置;利用智能电表，引导用户错峰用电。

在这里，开始试水智能表计系统，水、电、气三表合一，电视网、电话网、互联网、电力网“四网合一”，实现智能家居与楼宇自动化。

截止目前，20千伏花瓣合环运行、智能家电与家居和三表集抄等示范项目已经进入施工阶段;三联供、实时监控运营中心等项目也已取得阶段性成果。    (郝思远)

国内智能电网建设情况

>>链接

●天津生态城智能电网综合示范工程：主要包括分布式电源接入、微网及储能系统、智能变电站、智能小区/楼宇、电动汽车充电设施、智能电力营业厅等共12项建设内容。已建成运行，目前正在进行升级改造;

●在上海、青岛、杭州等地，也正在相继开展智能电网示范项目的建设。

南方电网供电区域内智能电网建设情况

●深圳前海智能电网示范区：已获得网公司批复，目前正在加紧建设，该区域将开

展分布式三联供项目试点;

●珠海横琴智能电网示范区：计划在发、输、变、配、用等环节试点智能电网新技术;20千伏配电网计划配置区域保护进行合环供电。