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智能電網本質分析

來源：中國能源報 | 0評論 | 5977查看 | 2015-07-29 11:31:00

　　本世紀初以來，智能電網的理念逐步從美國等發(fā)達國家萌發(fā)，并逐漸在世界各地蓬勃發(fā)展。隨著特高壓輸電技術以及互聯(lián)網、物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展，人們對智能電網的內涵、構架、作用的認識不斷深化。但總體而言，對智能電網的研究及應用仍處于初級階段，就智能電網的概念來說，全球仍沒有統(tǒng)一、明確的定義。分析國際、國內種種智能電網的定義可以發(fā)現(xiàn)，智能電網定義不統(tǒng)一甚至差別較大，主要分為三種情況。一是對智能電網發(fā)揮的作用認識不同，由于國情、發(fā)展階段、資源分布及要解決的問題不同，各國智能電網在發(fā)展的目的、重點、步驟等方面有區(qū)別。二是對智能電網包含的范圍認識不同，如智能電網是配電網還是包含了發(fā)電端和用戶側的整個電力系統(tǒng)。三是對智能電網以什么樣的技術來支撐認識不同。

　　僅從發(fā)展智能電網的目的來看，各國有明顯區(qū)別。中國科學技術部《智能電網重大科技產業(yè)化工程“十二五”專項規(guī)劃》指出：英法德等國家著重發(fā)展泛歐洲電網互聯(lián)，意大利著重發(fā)展智能表計及互動化的配電網，而丹麥則著重發(fā)展風力發(fā)電及其控制技術；日本智能電網的核心是建設與太陽能發(fā)電大規(guī)模推廣開發(fā)相適應的電網，解決國土面積狹小、能源資源短缺與社會經濟發(fā)展的矛盾；韓國的智能電網研究重點放在智能綠色城市建設上；澳大利亞智能電網建設的目標是發(fā)展可再生能源和提高能源利用效率，主要工作集中在智能表計的實施及其相關的需求側管理方面。而英國《衛(wèi)報》網站2015年6月22日撰文稱：對于歐洲來說，能源效率是關鍵，智能電網是推廣低碳技術和實現(xiàn)經濟脫碳化的一個平臺。對拉丁美洲而言，建造智能電網的一個重要驅動力在于抑制竊電行為。對中國而言，智能電網更大的意義在于打造一個能夠與巨大電力需求相匹配的堅強電網。而對美國和日本來說，建造智能電網主要為了加強電網的適應能力以便在極端天氣事件和自然災害發(fā)生時保持電力的穩(wěn)定供應?？梢姡悄茈娋W的目的不同是大家公認的事實，針對各自不同國情發(fā)展智能電網也是大家的共識。

　　2015年7月6日，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布了《關于促進智能電網發(fā)展的指導意見》（發(fā)改運行[2015]1518號），提出了中國發(fā)展智能電網的指導思想、基本原則、發(fā)展目標、主要任務、保障措施?！兑庖姟诽岢觯?020年，中國將初步建成安全可靠、開放兼容、雙向互動、高效經濟、清潔環(huán)保的智能電網體系，滿足電源開發(fā)和用戶需求，全面支撐現(xiàn)代能源體系建設，推動我國能源生產和消費革命；帶動戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展，形成有國際競爭力的智能電網裝備體系?？梢哉f，這是中國自2009年國家電網公司、南方電網公司先后提出智能電網發(fā)展計劃，到2010年3月“加強智能電網建設”首次在《政府工作報告》中提出，再到2012年3月中國科學技術部發(fā)布的《智能電網重大科技產業(yè)化工程“十二五”專項規(guī)劃》以來，全面、系統(tǒng)闡述中國智能電網發(fā)展的權威性、政策性文件?！兑庖姟肥怪袊悄茈娋W建設主要由企業(yè)推進、各領域分散探索、局部發(fā)展以及技術與政策間不平衡，向有序、協(xié)調、規(guī)范性的方向發(fā)展。

　　在全球經濟一體化的格局下，能源革命、信息革命、電力技術發(fā)展和相互間的融合必然影響國際合作；智能電網標準的國際化也將使智能電網的發(fā)展具有互相影響、互相借鑒、協(xié)調發(fā)展的趨勢。中國正處在智能電網規(guī)劃發(fā)展的關鍵時期，為了進一步凝聚國內共識、形成合力，探求智能電網與“互聯(lián)網+智慧能源”以及“能源互聯(lián)網”的關系，加強與世界同行的交流、創(chuàng)新，有必要從本質上進一步厘清智能電網的概念。

　　智能電網的不同定義（描述）分析

　　采用規(guī)范的文字表達方式定義智能電網。百度百科對“定義”的定義和解釋是：定義（Definition）：是透過列出一個事件或者一個物件的基本屬性來描述或規(guī)范一個詞或一個概念的意義；被定義的事務或者物件叫做被定義項，其定義叫做定義項。還有，定義：對于一種事物的本質特征或一個概念的內涵和外延所作的確切表述。最有代表性的定義是“種差+屬”定義，即把某一概念包含在它的屬概念中，并揭示它與同一個屬概念下其他種概念之間的差別。《GB/T15237.1-2000術語工作詞匯第1部分：理論與應用》3.3.1 中的對“定義”的定義：描述一個概念，并區(qū)別于其他相關概念的表述。對“特征（ characteristic）”的定義是：“一個客體或一組客體特性的抽象結果。特征是用來描述概念的?！?/div>

　　在互聯(lián)網上可以搜索到大量對智能電網的定義或描述、解釋。下面選用美國、中國政府部門、中國國家電網公司對智能電網的定義或者描述，歸納分析智能電網的基本屬性。美國《能源獨立與安全法案（2007）》（EISA）中的定義：智能電網指的是現(xiàn)代化的電力網絡傳輸系統(tǒng)，可以監(jiān)測控制每一個用戶及節(jié)點，并保證信息及電能在發(fā)電廠、設備及其間的任意點雙向流動，可以監(jiān)控、保護并且自動優(yōu)化與之相連的設備運行，這些設備包括集中和分布式的電源，以及通過輸電網和配電網與之相連接的工業(yè)用戶、樓宇化系統(tǒng)、儲能裝置、終端用戶及其自動調溫器、電動汽車、電器及其他家用設備。國家發(fā)改委、能源局的《意見》中提到：智能電網是在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)基礎上，通過集成新能源、新材料、新設備和先進傳感技術、信息技術、控制技術、儲能技術等新技術，形成的新一代電力系統(tǒng)，具有高度信息化、自動化、互動化等特征，可以更好地實現(xiàn)電網安全、可靠、經濟、高效運行。發(fā)展智能電網是實現(xiàn)我國能源生產、消費、技術和體制革命的重要手段，是發(fā)展能源互聯(lián)網的重要基礎。國家電網公司對堅強智能電網的表述是：以特高壓電網為骨干網架、各級電網協(xié)調發(fā)展的堅強電網為基礎，以信息通信平臺為支撐，具有信息化、自動化、互動化的特征，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務流”的高度一體化融合的現(xiàn)代電網。

　　首先分析“智能”、“電網”與“智能電網”。智能電網中的“智能”不是指常規(guī)的自動化，而是智能化。自動化是相對于由人直接操作而言的，即把人在現(xiàn)場直接操控的一些工作交由機器執(zhí)行，或者由人在遠程指揮完成。即人在自動化中仍然是分析問題、解決問題、發(fā)出指令的主體，而自動化只是解決問題的工具，如同無人值守變電站，自動步槍等。智能化是指機器或者系統(tǒng)，根據(jù)人設定的目標和條件，自主分析問題、解決問題。雖然自動化及智能化系統(tǒng)仍然受人控制，但是人的作用由發(fā)出指令過渡到設定功能。我國一些變電站綜合自動化運行管理中的有些環(huán)節(jié)已經不僅限于常規(guī)自動化功能，還能夠實現(xiàn)在線自診斷，并將診斷結果送往遠方主控端。因此，智能化是構成電網系統(tǒng)區(qū)域子系統(tǒng)或者整個電網為了實現(xiàn)新的重大功能所具有的智能。這些重大的功能包括能源變革中的電網安全、經濟、綠色運行。

　　其次，智能電網中的“電網”不是指常規(guī)的電網而是新型電網。常規(guī)電網是指電力系統(tǒng)中各等級電壓的變電所及輸配電線路組成的整體，通常包含變電、輸電、配電三個單元，電力網的任務是輸送與分配電能，改變電壓。而新型電網中，“電網”的概念有所拓展，一是增加了大量不同性質的“儲電”方式，包括抽水蓄能發(fā)電、新型儲電系統(tǒng)或設備，包括對高載電生產廠（如電解鋁）通過智能化改造以起到移峰填谷的“儲電”作用。二是大量可再生能源發(fā)電接入電網，使原來的單向電力“用戶”成為雙向電力“客戶”，相應地需要對原有的電網進行硬件改造以滿足電網安全的需要。三是電網的概念將延伸到發(fā)電端，根據(jù)需要包括部分或者全部發(fā)電設備。

　　再次，智能電網是一個整體的新概念，不是“智能”與“電網”的簡單疊加。一是不能用“智能”簡單定義傳統(tǒng)“電網”

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