作为应对全球变暖的对策之一，世界各国对智能电网均充满期待。智能电网的构建，将使传统电力基础设施发生根本性变化，从而产生新的商机。气候组织2008年的一项研究数据指出，“到2020年，智能电网的应用可以减少全球电 力 系 统 二 氧 化 碳

排 放 量 的14%。”英国能源及气候变化部也预测，未来五年内全球智能电网市场规模将达270亿英镑。本文作者对美国当前发展智能电网可能遇到的障碍和亟须发展的关键技术进行了研究，提出智能电网应上升至战略进行顶层设计，充分利用和整合

我国现有的基础，网络“坚强”和智能并重，政府必须履行监管责任，把握好智能电网投资建设节奏……

美国智能电网：新技术带来的潜在效益

美国皮尤研究中心(PE W researchcentre)发布的名为“智能电网”的报告，对美国当前发展智能电网需要处理好的多方面产业关系和亟需发展的关键技术进行了研究，在全景式展示的基础上，提出了有借鉴意义的政策建议。

现有电网存在的问题

美国电网是一个庞大和极复杂的系统，包括集中电厂、输电线路和配电网络，承载和持续保持着8500亿瓦电力的供 求 平 衡 。 它 的 运 行 可 靠 性 达 到 了99 .97%，每年停运的时间约为160分钟。

然而，传统电网的设计没有采用新技术，不能为提高能源效率、节能和实现低碳经济目标提供保障。

智能电网可以处理以下问题，但这些问题同温室气体减排并不直接相关。

首先，电力中断和电能储运损失耗资每年超过1500亿美元。对消费者而言，每年平均有2 .5小时的电力中断，这是相当大的经济损失。对于普通消费者，电力质量干扰可能只是灯光闪烁或灯光变暗，但对于依赖高品质电力(如通信网络和管线)的高科技制

造业和关键基础设施来说，这些事件则会破坏运营和花费数百万的经费。

其次，对电网峰负荷管理效率低。峰负荷是指一天、一季或一年之内高的电力需求时段。电力需求表现为周期性和多变性，为满足这种需求的变化，电力成本也不断变化。但由于发电企业需求管理的工具有限，因此电力供应必须不断跟踪需求进行调整

。此外，电网必须不断保持超额供应的缓冲储备，从而导致效率低、排放高和更高的成本。

第三，难以管理和处理复杂的信息。例如，接到消费者电话通知发电企业才能发现停电状况。此外，消费者很少了解电力如何定价以及他们正在使用的能源在不同时段具有不同价格等方面的信息。这些也是限制提高效率、节约能源和需求响应的因素。

第四，使用可再生能源的挑战。可再生能源发电由于其特点会产生比较大的波动(如风能和太阳能)。现有电网对可再生能源发电的支持水平，使超过大约20%的能量难以确定。
第五，对分布式发电支持不足。由于现有电网是以发电站为中心，输送电流到终用户的单向设计，因此为支持小型分布式发电，它必须升级到支持双向电流的设计。添加如屋顶太阳能或微型风力发电等分布式发电单元，对现有的电网来说，都会使管理

更为困难。

第六，插件式混合动力车的部署对电网压力大。在未来几十年，插件式混合动力车的部署是电力系统面临的主要压力。由于插件式混合动力车周期充电的特性，对现有的电网来说，不仅成本高昂而且技术实现也比较困难。

智能电网的潜在效益

智能电网的概念指的是将数字技术应用到电力部门，即运用IT技术自动控制电力供求平衡的第二代供电网。智能电网并非一项具体的技术，相反，它由一系列提高电网性能、可靠性和可控性的技术组成。其中许多技术已在其他经济部门应用，比如电信业

和制造业，它们运用数字技术进行现代化，提高了效率，产生新机会和获得更强的生产力。相比这些经济部门，电力行业已然落后，许多发电厂仍然在应用20世纪60年代和70年代的设计。

智能电网技术提供了以下几方面潜在的经济效益和环境效益：

增加可靠性；提高资产利用率；更好地集成插件式混合动力车和可再生能源的应用；减少发电企业的运营成本；减少家庭和企业的用电支出；提高效率和效用；支持新的组件和应用；降低温室气体和其他排放。

在提高效率和效用、可再生能源集成和插件式混合动力汽车应用等三个方面的效益为：

(1)提高效率和效用。

智能电网通过提高能源效率和储能措施能够使潜在的温室气体排放量减少一半以上，比如：通过对分布式系统更好地管理减少传输损耗；实时设备监控，通过对设备情况更好的把握，发电企业能够使设备的重要部分保持高效率运作；通过需求反馈管理高

峰负荷，从而代替常规的旋转备用；提高电力价格的透明度，帮助客户了解电力的真实成本。为消费者提供持续的电力使用直接反馈看似简单，但如果消费者根据价格和消费信息及时作出调整，到2030年预计可以减少每年3100万吨到1.14亿吨的二氧化

碳排放量。

(2)可再生能源集成。

美国电力科学研究院估计，通过智能电网应用增加的可再生能源产生的电能，在2030年可以减少相当于每年1900万吨到3700万吨二氧化碳的温室气体排放。两个独立的组件可以更好地集成可再生能源：

支持分布式发电。控制技术使分布式可再生能源发电的集成更安全和更可靠(例如，屋顶的太阳能装置)。智能电表能够更准确地计算分布式发电，使得网络计量更具吸引力。

对不稳定的可再生能源电力具备全网响应能力。需求响应资源能够缓冲电力供应的变化。提供插件式混合动力汽车分布式能源存储和配套服务。更好的定价机制和需求方管理，可以减少输电阻塞，使更多规模发电企业的可再生能源项目接入电网。

(3)插件式混合动力电动汽车得以应用。汽车尾气是美国温室气体大的排放源之一。插件式混合动力汽车的排放要比应用汽油内燃发动机的传统汽车低。美国电力科学研究院估计，通过启用智能电网应用插件式混合动力汽车，在2030年可以减少相当于

每年1000万吨到6000万吨二氧化碳的温室气体排放，而对智能电网本身不会造成过大的压力。

智能充电。通过实时价格和全系统范围的价格信号，插件式混合动力汽车可以做到主要在非高峰期充电，避免昂贵的使用成本和减少发电厂峰谷时的负担。

单车到电网。插件式混合动力汽车的应用可以起到调节电网电力的功能，且部分替代依赖化石燃料发电。

中国：进行顶层设计不可简单复制

2009年10月国际能源署(IE A )部长级理事会上，与会国已就构建智能电网达成共识。发展智能电网对电网安全、可靠、高效运行并实现节能减排、带动相关产业具有重要意义。

为了确保长远竞争力，美欧均抓紧投资，以便创立并获得对自己有利的智能电网技术标准。皮尤中心的报告反映出，智能电网发展不仅仅是一个技术问题，其涉及电力系统的整体变革，涉及巨额投资，涉及的能源战略、技术标准、电力市场和电价政

策、电力监管、多行业协同等诸多问题。

我国智能电网产业还处在起步阶段，智能电网应上升至战略进行顶层设计。要在层面，结合“十二五”科技发展规划，做好发展智能电网的顶层设计，发展智能电网要与我国新能源产业的快速发展相结合，从而带动如新能源汽车等相关产业发展。

要考虑跨领域、跨行业、跨学科的融合，做好政策协调、规范标准研究。积极推动相关的国际合作，抓住当前的战略机遇期，充分利用好国际技术资源。

2009年5月，中国电网公司正式发布了举世瞩目的“建设坚强智能电网”的研究报告，首次向社会公布了“智能电网”的发展计划。对于中国一次能源资源分布与生产力布局极不均衡的特殊布局以及具有长距离、大容量输电特征的特高压电网的实际情况

，欧美智能电网的发展道路显然不可以简单复制。由中国经济发展阶段、能源集中分布特点所决定的现状，要求我们避免丢低求高的发展思路，而必须网络“坚强”和智能并重，既重视满足重工业发展，也重视满足商业、行政和生活的用电需求。

电网公司的研究报告提出分三个阶段推进坚强智能电网的建设。在三个阶段里总投资预计将超过四万亿。各个阶段投资布局的重点对各个相关行业的影响有所不同。根据智能电网的规划实施阶段来看，初期智能电网的建设主要体现在特高压建设的推

进、用电端采集系统的推广以及智能化、新能源并网技术的试点应用、数字化变电站的试点建设等方面。对于智能电网的投资建设，政府自始至终必须履行监管的责任，对投资的经济性、智能电网的信息安全进行严格监管。同时研究智能电网的监管政策

和定价机制，使智能电网的建设和发展可持续。