2010-2013年中國智能電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展預(yù)測與投資分析報告

-2013年中國智能電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展預(yù)測與投資分析報告第一篇智能電網(wǎng)基礎(chǔ)篇智能電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展基本概述智能電網(wǎng)的概念智能電網(wǎng)的定義智能電網(wǎng)，就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2.我國能源問題專家武建東將“智能電網(wǎng)”稱之為“智能互動電網(wǎng)”,即“互動電網(wǎng)”是指在開放和互聯(lián)的信息模式基礎(chǔ)上，通過加載系統(tǒng)數(shù)字設(shè)備和升級電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網(wǎng)分級調(diào)度、綜合服務(wù)等電力產(chǎn)業(yè)全流程的智能化、信息化、分級化互動管理，是集合了產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和管理革命的綜合性的效率變革。智能電網(wǎng)的特征要素智能電網(wǎng)主要特征要素歸納為六點，即具有堅強(qiáng)、自愈、兼容、經(jīng)濟(jì)、集成、優(yōu)化等特征。1．堅強(qiáng)在電網(wǎng)發(fā)生大擾動和故障時，電網(wǎng)仍能保持對用戶的供電能力，而不發(fā)生大面積的停電事故；在自然災(zāi)害和極端氣候條件下、或人為的外力破壞下仍能保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行；具有確保信息安全的能力和防計算機(jī)病毒破壞的能力。2．自愈具有實時、在線連續(xù)的安全評估和分析能力，強(qiáng)大的預(yù)警控制系統(tǒng)和預(yù)防控制能力，自動故障診斷、故障隔離和系統(tǒng)自我恢復(fù)的能力。3．兼容能支持可再生能源的正確、合理地接入，適應(yīng)分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的接入，能使需求側(cè)管理的功能更加完善和提高，實現(xiàn)與用戶的交互和高效互動。4．經(jīng)濟(jì)支持電力市場和電力交易的有效開展，實現(xiàn)資源的合理配置，降低電網(wǎng)損耗，提高能源利用效率。5．集成實現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成和共享，采用統(tǒng)一的平臺和模型，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和精細(xì)化的管理。6．優(yōu)化通過優(yōu)化提高資產(chǎn)的利用，降低投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本。智能電網(wǎng)主要功能特征分析智能電網(wǎng)是自愈電網(wǎng)“自愈”指的是把電網(wǎng)中有問題的元件從系統(tǒng)中隔離出來并且在很少或不用人為干預(yù)的情況下使系統(tǒng)迅速恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，從而幾乎不中斷對用戶的供電服務(wù)。從本質(zhì)上講，自愈就是智能電網(wǎng)的“免疫系統(tǒng)”。這是智能電網(wǎng)最重要的特征。自愈電網(wǎng)進(jìn)行連續(xù)不斷的在線自我評估以預(yù)測\o"電網(wǎng)"電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問題，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在的或正在發(fā)展的問題，并立即采取措施加以控制或糾正。自愈電網(wǎng)確保了電網(wǎng)的可靠性、安全性、電能質(zhì)量和效率。自愈電網(wǎng)將盡量減少供電服務(wù)中斷，充分應(yīng)用數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，執(zhí)行決策支持算法，避免或限制電力供應(yīng)的中斷，迅速恢復(fù)供電服務(wù)?；趯崟r測量的概率風(fēng)險評估將確定最有可能失敗的設(shè)備、發(fā)電廠和線路；實時應(yīng)急分析將確定電網(wǎng)整體的健康水平，觸發(fā)可能導(dǎo)致電網(wǎng)故障發(fā)展的早期預(yù)警，確定是否需要立即進(jìn)行檢查或采取相應(yīng)的措施；和本地和遠(yuǎn)程設(shè)備的通信將幫助分析故障、\o"電壓"電壓降低、電能質(zhì)量差、過載和其他不希望的系統(tǒng)狀態(tài)，基于這些分析，采取適當(dāng)?shù)目刂菩袆印Ｗ杂娋W(wǎng)經(jīng)常應(yīng)用連接多個電源的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方式。當(dāng)出現(xiàn)故障或發(fā)生其他的問題時，在電網(wǎng)設(shè)備中的先進(jìn)的傳感器確定故障并和附近的設(shè)備進(jìn)行通信，以切除故障元件或?qū)⒂脩粞杆俚厍袚Q到另外的可靠的電源上，同時傳感器還有檢測故障前兆的能力，在故障實際發(fā)生前，將設(shè)備狀況告知系統(tǒng)，系統(tǒng)就會及時地提出預(yù)警信息。智能電網(wǎng)激勵和包括用戶在智能電網(wǎng)中，用戶將是電力系統(tǒng)不可分割的一部分。鼓勵和促進(jìn)用戶參與電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理是智能電網(wǎng)的另一重要特征。從智能電網(wǎng)的角度來看，用戶的需求完全是另一種可管理的資源，它將有助于平衡供求關(guān)系，確保系統(tǒng)的可靠性；從用戶的角度來看，電力消費(fèi)是一種經(jīng)濟(jì)的選擇，通過參與電網(wǎng)的運(yùn)行和管理，修正其使用和購買電力的方式，從而獲得實實在在的好處。在智能電網(wǎng)中，用戶將根據(jù)其電力需求和電力系統(tǒng)滿足其需求的能力的平衡來調(diào)整其消費(fèi)。同時需求響應(yīng)（\o"DR"DR）計劃將滿足用戶在能源購買中有更多選擇的基本需求，減少或轉(zhuǎn)移高峰電力需求的能力使電力公司盡量減少資本開支和營運(yùn)開支，通過降低線損和減少效率低下的調(diào)峰電廠的運(yùn)營，同時也提供了大量的環(huán)境效益。在智能電網(wǎng)中，和用戶建立的雙向?qū)崟r的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)鼓勵和促進(jìn)用戶積極參與電力系統(tǒng)運(yùn)行和管理的基礎(chǔ)。實時通知用戶其電力消費(fèi)的成本、實時電價、電網(wǎng)目前的狀況、計劃停電信息以及其他一些服務(wù)的信息，同時用戶也可以根據(jù)這些信息制定自己的電力使用的方案。智能電網(wǎng)將抵御攻擊電網(wǎng)的安全性要求一個降低對電網(wǎng)物理攻擊和網(wǎng)絡(luò)攻擊的脆弱性并快速從供電中斷中恢復(fù)的全系統(tǒng)的解決方案。智能電網(wǎng)將展示被攻擊后快速恢復(fù)的能力，抵御那些裝備精良的攻擊者發(fā)起的攻擊。智能電網(wǎng)的設(shè)計和運(yùn)行都將阻止攻擊，最大限度地降低其后果和快速恢復(fù)供電服務(wù)。智能電網(wǎng)也能同時承受對電力系統(tǒng)的幾個部分的攻擊和在一段時間內(nèi)多重協(xié)調(diào)的攻擊。智能電網(wǎng)的安全策略將包含\o"威懾"威懾、預(yù)防、檢測、反應(yīng)，以盡量減少和減輕對電網(wǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。不管是物理攻擊還是網(wǎng)絡(luò)攻擊，智能電網(wǎng)要通過加強(qiáng)電力企業(yè)與政府之間重大威脅信息的密切溝通，在電網(wǎng)規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)安全風(fēng)險，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全等手段，提高智能電網(wǎng)抵御風(fēng)險的能力。智能電網(wǎng)提供滿足世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量電能質(zhì)量指標(biāo)包括電壓偏移、頻率偏移、三相不平衡、諧波、閃變、電壓驟降和突升等。由于用電設(shè)備的數(shù)字化，對電能質(zhì)量越來越敏感，電能質(zhì)量問題可以導(dǎo)致生產(chǎn)線的停產(chǎn)，對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大的損失，因此提供能滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量是智能電網(wǎng)的又一重要特征。但是電能質(zhì)量問題又不是電力公司一家的問題，因此需要制定新的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對電能質(zhì)量進(jìn)行分級，因為并非所有的商業(yè)企業(yè)用戶和居民用戶，都需要相同的電能質(zhì)量。電能質(zhì)量的分級可以從“標(biāo)準(zhǔn)”到“優(yōu)質(zhì)”，取決于消費(fèi)者的需求，它將在一個合理的價格水平上平衡負(fù)載的\o"敏感度"敏感度與供電的電能質(zhì)量。智能電網(wǎng)將以不同的價格水平提供不同等級的電能質(zhì)量，以滿足用戶對不同電能質(zhì)量水平的需求，同時要將優(yōu)質(zhì)優(yōu)價寫入電力服務(wù)的合同中。智能電網(wǎng)將減輕來自輸電和配電系統(tǒng)中的電能質(zhì)量事件智能電網(wǎng)能夠通過其先進(jìn)的控制方法監(jiān)測電網(wǎng)的基本元件，快速診斷并準(zhǔn)確地提出解決任何電能質(zhì)量事件的方案。智能電網(wǎng)的設(shè)計還考慮了減少由于閃電、開關(guān)涌流、線路故障和諧波源引起的電能質(zhì)量的擾動，同時應(yīng)用超導(dǎo)、材料、儲能以及改善電能質(zhì)量的電力電子技術(shù)的最新研究成果來解決電能質(zhì)量的問題。另外，智能電網(wǎng)將采取技術(shù)和管理手段，使電網(wǎng)免受由于用戶的電子負(fù)載所造成的電能質(zhì)量的影響，通過監(jiān)測和執(zhí)行相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，限制用戶負(fù)荷產(chǎn)生的諧波電流注入電網(wǎng)。除此之外，智能電網(wǎng)將采用適當(dāng)?shù)臑V波器，以防止諧波污染送入電網(wǎng)，惡化電網(wǎng)的電能質(zhì)量。智能電網(wǎng)將容許各種不同類型發(fā)電和儲能系統(tǒng)的接入智能電網(wǎng)將安全、無縫地容許各種不同類型的發(fā)電和儲能系統(tǒng)接入系統(tǒng)，簡化聯(lián)網(wǎng)的過程，類似于“即插即用”，這一特征對電網(wǎng)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。改進(jìn)的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)將使各種各樣的發(fā)電和儲能系統(tǒng)容易接入。從小到大各種不同容量的發(fā)電和儲能在所有的電壓等級上都可以互聯(lián)，包括分布式電源如光伏發(fā)電、風(fēng)電、先進(jìn)的電池系統(tǒng)、即插式混合動力汽車和燃料電池。商業(yè)用戶可以安裝自己的發(fā)電設(shè)備（包括高效熱電聯(lián)產(chǎn)裝置）和電力儲能設(shè)施將更加容易和更加有利可圖。在智能電網(wǎng)中，大型集中式發(fā)電廠包括環(huán)境友好型電源，如風(fēng)電和大型太陽能電廠和先進(jìn)的核電廠將繼續(xù)發(fā)揮重要的作用。加強(qiáng)輸電系統(tǒng)的建設(shè)使這些大型電廠仍然能夠遠(yuǎn)距離輸送電力。同時各種各樣的分布式電源的接入一方面減少對外來能源的依賴，另一方面提高供電可靠性和電能質(zhì)量，特別是對應(yīng)對戰(zhàn)爭和恐怖襲擊具有重要的意義。智能電網(wǎng)將使電力市場蓬勃發(fā)展在智能電網(wǎng)中，先進(jìn)的設(shè)備和廣泛的通信系統(tǒng)在每個時間段內(nèi)支持市場的運(yùn)作，并為市場參與者提供了充分的數(shù)據(jù)，因此電力市場的基礎(chǔ)設(shè)施及其技術(shù)支持系統(tǒng)是電力市場蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵因素。智能電網(wǎng)通過市場上供給和需求的互動，可以最有效地管理能源、容量、容量變化率、潮流阻塞等參量，降低潮流阻塞，擴(kuò)大市場，匯集更多的買家和賣家。用戶通過實時報價來感受到價格的增長從而將降低電力需求，推動成本更低的解決方案，并促進(jìn)新技術(shù)的開發(fā)，新型潔凈的能源產(chǎn)品也將給市場提供更多選擇的機(jī)會。智能電網(wǎng)優(yōu)化其資產(chǎn)應(yīng)用運(yùn)行更加高效智能電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整其電網(wǎng)資產(chǎn)的管理和運(yùn)行以實現(xiàn)用最低的成本提供所期望的功能。這并不意味著資產(chǎn)將被連續(xù)不斷地用到其極限，而是有效地管理需要什么資產(chǎn)以及何時需要，每個資產(chǎn)將和所有其他資產(chǎn)進(jìn)行很好的整合，以最大限度地發(fā)揮其功能，同時降低成本。智能電網(wǎng)將應(yīng)用最新技術(shù)以優(yōu)化其資產(chǎn)的應(yīng)用。例如，通過動態(tài)評估技術(shù)以使資產(chǎn)發(fā)揮其最佳的能力，通過連續(xù)不斷地監(jiān)測和評價其能力使資產(chǎn)能夠在更大的負(fù)荷下使用。智能電網(wǎng)通過高速通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對運(yùn)行設(shè)備的在線狀態(tài)監(jiān)測，以獲取設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在最恰當(dāng)?shù)臅r間給出需要維修設(shè)備的信號，實現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修，同時使設(shè)備運(yùn)行在最佳狀態(tài)。系統(tǒng)的控制裝置可以被調(diào)整到降低損耗和消除阻塞的狀態(tài)。通過對系統(tǒng)控制裝置的這些調(diào)整，選擇最小成本的能源輸送系統(tǒng)，提高運(yùn)行的效率。最佳的容量、最佳的狀態(tài)和最佳的運(yùn)行將大大降低電網(wǎng)運(yùn)行的費(fèi)用。此外，先進(jìn)的信息技術(shù)將提供大量的數(shù)據(jù)和資料，并將集成到現(xiàn)有的企業(yè)范圍的系統(tǒng)中，大大加強(qiáng)其能力，以優(yōu)化運(yùn)行和維修過程。這些信息將為設(shè)計人員提供更好的工具，創(chuàng)造出最佳的設(shè)計來，為規(guī)劃人員提供所需的數(shù)據(jù)，從而提高其電網(wǎng)規(guī)劃的能力和水平。這樣，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用以及電網(wǎng)建設(shè)投資將得到更為有效的管理。智能電網(wǎng)的目標(biāo)智能電網(wǎng)的目標(biāo)是實現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全，電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)這些目標(biāo)，就可以稱其為智能電網(wǎng)。具體來說具有以下六個目標(biāo)。第一、智能電網(wǎng)必須更加可靠——智能電網(wǎng)不管用戶在何時何地，都能提供可靠的電力供應(yīng)。它對電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問題提出充分的告警，并能忍受大多數(shù)的電網(wǎng)擾動而不會斷電。它在用戶受到斷電影響之前就能采取有效的校正措施，以使電網(wǎng)用戶免受供電中斷的影響。第二、智能電網(wǎng)必須更加安全——智能電網(wǎng)能夠經(jīng)受物理的和網(wǎng)絡(luò)的攻擊而不會出現(xiàn)大面積停電或者不會付出高昂的恢復(fù)費(fèi)用。它更不容易受到自然災(zāi)害的影響。第三、智能電網(wǎng)必須更加經(jīng)濟(jì)——智能電網(wǎng)運(yùn)行在供求平衡的基本規(guī)律之下，價格公平且供應(yīng)充足。第四、智能電網(wǎng)必須更加高效——智能電網(wǎng)利用投資，控制成本，減少電力輸送和分配的損耗，電力生產(chǎn)和資產(chǎn)利用更加高效。通過控制潮流的方法，以減少輸送功率擁堵和允許低成本的電源包括可再生能源的接入。第五、智能電網(wǎng)必須更加環(huán)境友好——智能電網(wǎng)通過在發(fā)電、輸電、配電、儲能和消費(fèi)過程中的創(chuàng)新來減少對環(huán)境的影響。進(jìn)一步擴(kuò)大可再生能源的接入。在可能的情況下，在未來的設(shè)計中，智能電網(wǎng)的資產(chǎn)將占用更少的土地，減少對景觀的實際影響。第六、智能電網(wǎng)必須是使用安全的——智能電網(wǎng)必須不能傷害到公眾或電網(wǎng)工人，也就是對電力的使用必須是安全的。智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)智能電網(wǎng)的核心是在電力系統(tǒng)各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)新型信息與通信技術(shù)的集成，以促進(jìn)智能水平的提高。智能電網(wǎng)的覆蓋范圍，包括從需求側(cè)設(shè)施到廣泛分散的分布式發(fā)電，再到電力市場的整個電力系統(tǒng)及所有的相關(guān)環(huán)節(jié)。智能電網(wǎng)是將智能能源技術(shù)應(yīng)用到供電和發(fā)電領(lǐng)域的產(chǎn)品，它通過將傳統(tǒng)的和邊緣的電力工程技術(shù)、先進(jìn)的傳感和監(jiān)視技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)及通信技術(shù)的集成，以顯著提高從輸電、配電到用電系統(tǒng)的性能，并支持廣泛的客戶附加服務(wù)，滿足二十一世紀(jì)數(shù)字化社會對電網(wǎng)電能質(zhì)量的需要。在智能電網(wǎng)中，不限制于僅使用某方面的技術(shù)，而是將基于現(xiàn)代新材料技術(shù)、計算機(jī)軟硬件技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、電力電子器件技術(shù)、高溫超導(dǎo)技術(shù)、信息技術(shù)、分布式發(fā)電技術(shù)以及現(xiàn)代通信技術(shù)的綜合，為現(xiàn)代電網(wǎng)提供各種類型先進(jìn)的測量、監(jiān)視、保護(hù)和控制的電力設(shè)備，對傳統(tǒng)電網(wǎng)進(jìn)行升級改造，構(gòu)造一個更加經(jīng)濟(jì)、安全、可靠、環(huán)保的電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的實施，是必須采用上述各種技術(shù)來支撐所需的屬性的。這些技術(shù)不少是在電網(wǎng)中已采用或是正在完善的技術(shù)，這些技術(shù)包括如用于提供輸電系統(tǒng)穩(wěn)定的靜止無功補(bǔ)償器（SVC）和可控串聯(lián)補(bǔ)償（TCSC）技術(shù)；用于輸電系統(tǒng)穩(wěn)定控制的廣域測量系統(tǒng)（WAMS）中同步相量（PMU）技術(shù)；優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的配電自動化系統(tǒng)中的饋線自動化（FA）技術(shù)和自動抄表（AMR）技術(shù)；改善配電網(wǎng)電能質(zhì)量的靜止無功補(bǔ)償器（SVC/STACOM）和有源濾波器（AF）技術(shù)；大型風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)等等。智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)可分為五類，即集成的通信技術(shù)，傳感、計量和測量技術(shù)，先進(jìn)的電網(wǎng)設(shè)備，先進(jìn)的控制方法和決策支持和人機(jī)接口。下圖所示為上述關(guān)鍵支撐技術(shù)領(lǐng)域的相互關(guān)聯(lián)的特性，從圖中我們也可以看出，集成的通信技術(shù)為其余四個技術(shù)領(lǐng)域連接在一起的基礎(chǔ)元件。圖表SEQ圖表\*ARABIC1關(guān)鍵支撐技術(shù)領(lǐng)域的相互關(guān)聯(lián)的特性1．集成通信技術(shù)智能電網(wǎng)應(yīng)建立起高速的、全面集成的高速雙向通信技術(shù)架構(gòu)，使智能電網(wǎng)變成一個動態(tài)的、交互的，用于實時信息和功率交換的超級架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。采用通信系統(tǒng)的開放式架構(gòu)，可以對網(wǎng)絡(luò)智能傳感器和控制裝置、控制中心、保護(hù)系統(tǒng)和用戶建立一個安全的“即插即用”的應(yīng)用環(huán)境。在電力系統(tǒng)應(yīng)用的通信技術(shù)種類繁多，常見的類型有銅芯線、電力線載波、微波中繼、光纖通信等技術(shù)。通過這些載體，以及引入新的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，可以在更廣的范圍實現(xiàn)更多的信息和應(yīng)用的連接和集成，使數(shù)據(jù)在整個電力系統(tǒng)的不同主體及不同的應(yīng)用系統(tǒng)之間傳遞，滿足智能電網(wǎng)對通信系統(tǒng)的要求。新的集成通信技術(shù)，包括Internet2（IPv4和IPv6）、光纖以太網(wǎng)、通過電力線的寬帶通信（BPL）、第四代（4G）WiMax、第三代（3G）無線語音和數(shù)據(jù)通信、Zigbee/WiMedia/WiFi無線通信等。2．傳感、計量和測量技術(shù)在智能電網(wǎng)中，使用雙向通信、多種輸入（定價信號、分時計費(fèi)、區(qū)域輸電組織（RTO）減少的阻塞卸載）、多種輸出（實時用電數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量、電氣參數(shù)）、隔離和接入能力，和發(fā)電機(jī)、電網(wǎng)運(yùn)行人員的接口，以及用戶入口的新的數(shù)字技術(shù)來擴(kuò)展電力測量，提供停電檢測和響應(yīng)，評估設(shè)備的健全情況和電網(wǎng)的完整性，并支持先進(jìn)的繼電保護(hù)功能；消除表記的估計、防止竊電、提供用戶的選擇以及實現(xiàn)供RTO阻塞卸載的需求側(cè)管理。此外，新的智能傳感器將用于各種電網(wǎng)監(jiān)視功能。在智能電網(wǎng)中，采用各種先進(jìn)的傳感器、結(jié)合雙向通信的智能表計與監(jiān)視系統(tǒng)，用以監(jiān)視用戶端用電狀況、電網(wǎng)設(shè)備的健全狀態(tài)與網(wǎng)絡(luò)安全狀態(tài)，提供智能電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的最基礎(chǔ)的功能。從目前的應(yīng)用來看，我們可以大致上述技術(shù)的應(yīng)用分為以下三個方面：1）智能儀表和智能住宅經(jīng)過了近十年來的發(fā)展，基于微處理器的電子式多功能電表取代傳統(tǒng)的機(jī)械式電度表已成為必然趨勢，近幾年來在國內(nèi)各行各業(yè)已開始廣泛的應(yīng)用。一些高端的電子式多功能電表，除了提供各種電量的測量和計量功能（如正反向有功計量、四象限無功計量、復(fù)費(fèi)率功能、分時計費(fèi)等）外，還可提供電力參數(shù)實時測量、事件記錄、負(fù)荷曲線存儲、電能質(zhì)量分析、通信等功能。在通信接口方面，一般可提供可進(jìn)行靈活配置的單向RS485、GPRS、電話MODEM和紅外通信接口。智能電網(wǎng)中采用的智能儀表（SmartMeter）技術(shù)，它是一種有別于上述電子式多功能電表采用先進(jìn)的測量架構(gòu)（AMI）的新技術(shù)。它是更多技術(shù)和功能的混合，提供更詳盡的用電信息，并具有雙向通信性能。智能儀表現(xiàn)時一般是指用于計量和控制的智能電表，將來智能儀表可能擴(kuò)充至應(yīng)用至用戶的水、氣的計量和控制方面。AMI代表著下一階段的借助儀表具有易于控制的雙向通信、并在儀表測量設(shè)備中具有能與各種負(fù)荷相互配合的自動抄表技術(shù)。對于力求充分去平衡供、用電方面的需求的不同公共事業(yè)單位，正在推進(jìn)實施這一領(lǐng)域的應(yīng)用。2）廣域測量和控制系統(tǒng)（WAMACS）廣域測量和控制系統(tǒng)是在功角遙測基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是用于預(yù)防大電網(wǎng)可能發(fā)生大面積停電而開發(fā)的。導(dǎo)致電網(wǎng)大面積停電的原因很多，涉及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行管理、自動裝置和人員培訓(xùn)等方面。其中，由級聯(lián)事件和人為處理不當(dāng)而演變成的大停電事故，日益引起人們的關(guān)注。在存在風(fēng)險的情況下，用以制止級聯(lián)跳閘和縮小停電范圍的主動解列、靈活分區(qū)等措施，以及從集中監(jiān)視控制發(fā)展到分布協(xié)調(diào)控制，已成為目前電網(wǎng)安全控制的研究熱點。廣域測量和控制系統(tǒng)(WAMACS)通過測量稱之為同步相量（Synchrophasor）的測量量具有同步測量和電力系統(tǒng)即時狀態(tài)通信的能力。它可以動態(tài)地監(jiān)視電力系統(tǒng)的狀態(tài)，以實時的方式評估正常和遭受應(yīng)力的系統(tǒng)狀態(tài)并執(zhí)行起作用的動態(tài)控制?，F(xiàn)時電力系統(tǒng)運(yùn)行人員在數(shù)秒到數(shù)分鐘的期限內(nèi)完成操作，但WAMACS可以在100毫秒內(nèi)做出和執(zhí)行決策。WAMACS架構(gòu)的開發(fā)需要在變電站安裝測量和數(shù)據(jù)收集裝置、一個可靠的廣域通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)集中器以及可視化的決策設(shè)備。在電力公司增建其通信架構(gòu)時，他們必須注意到由實時同步相量通信規(guī)定的要求。許多項目可能需要5年或更長的時間才會成熟。

3）電網(wǎng)設(shè)備的在線監(jiān)測電網(wǎng)設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)主要包括電氣量監(jiān)測以及非電氣量監(jiān)測。電氣量監(jiān)測主要通過監(jiān)測電網(wǎng)設(shè)備的電流、電壓、相角、功率、功率因數(shù)等特性量；非電氣量監(jiān)測則包括監(jiān)測電氣設(shè)備中的介質(zhì)的壓力、流量、氣體成分、溫度等。采用先進(jìn)的傳感器通過對電氣量以及非電氣量監(jiān)測，可完成電網(wǎng)設(shè)備的在線診斷，為實施電網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)檢修和管理提供必要的信息。現(xiàn)時采用電網(wǎng)在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用主要包括變壓器在線監(jiān)測、斷路器狀態(tài)監(jiān)測以及線路容量動態(tài)監(jiān)測等。3．先進(jìn)的電網(wǎng)設(shè)備先進(jìn)的電網(wǎng)設(shè)備對電網(wǎng)的遠(yuǎn)行特性起著積極的作用。這些新一代智能電網(wǎng)中應(yīng)用的先進(jìn)電網(wǎng)設(shè)備，將采用新的材料技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、先進(jìn)的數(shù)字設(shè)計技術(shù)等，以生產(chǎn)出高功率密度、高可靠性和改善實時診斷性能的新一代電力系統(tǒng)設(shè)備，以顯著改進(jìn)電網(wǎng)的運(yùn)行性能。利用這些技術(shù)生產(chǎn)的部分電網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)時已在電網(wǎng)投入商業(yè)運(yùn)行或試運(yùn)行。在智能電網(wǎng)中采用的這些先進(jìn)的電網(wǎng)設(shè)備，包括超導(dǎo)輸電電纜、故障電流限制器、復(fù)合導(dǎo)線、靈活交流輸電系統(tǒng)設(shè)備（FACTS）、先進(jìn)的儲能裝置、分布式發(fā)電裝置、先進(jìn)的變壓器和斷路器、智能電器、先進(jìn)的保護(hù)控制設(shè)備等。4．先進(jìn)的控制方法

電力系統(tǒng)自動控制可實現(xiàn)對電網(wǎng)的快速診斷，并對特定的電網(wǎng)瓦解或停電提供周密的解決方案。通過從所有電網(wǎng)主要設(shè)備中收集數(shù)據(jù)，輸入到計算機(jī)的進(jìn)行算法運(yùn)算，可監(jiān)視這些電網(wǎng)設(shè)備，并通過以確定性的和隨機(jī)的觀點分析數(shù)據(jù)去進(jìn)行診斷和提供解決方案。電網(wǎng)自動化系統(tǒng)可自治地采取適當(dāng)?shù)男袆樱瑢⑿畔⒑徒鉀Q方案提供給操作人員，并集成到企業(yè)過程和工藝中去。這些先進(jìn)的控制方法應(yīng)支持諸如分布式能源和需求響應(yīng)調(diào)度、配電自動化和變電站自動化、自適應(yīng)繼電保護(hù)、能量管理、市場定價、電網(wǎng)模擬、操作員顯示和先進(jìn)的可視化系統(tǒng)。此外，它們也可能集成到資產(chǎn)管理過程和工藝中去，以進(jìn)一步優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行和規(guī)劃。5．決策支持和人機(jī)接口

智能電網(wǎng)中使用信息系統(tǒng)技術(shù)，應(yīng)能使操作和管理人員在日益增加的可變因素下利用這些工具來減少復(fù)雜性，保持電網(wǎng)的高效運(yùn)行。在某些情形，可供操作員作出決策的時間縮短到秒級的水平。因此，現(xiàn)代電網(wǎng)需要非專門化的、無縫的、實時使用的應(yīng)用和工具，以滿足電網(wǎng)操作和管理人員作出快速決策的需要。帶有改進(jìn)接口的決策支持將擴(kuò)展決策至所有等級的電網(wǎng)，它包括用戶級的電網(wǎng)。決策支持和人機(jī)接口技術(shù)主要包括可減少大量的數(shù)據(jù)到易于理解的可視格式的可視化工具和系統(tǒng)、當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行人員操作時需提供的多種方案的軟件系統(tǒng)、用于操作培訓(xùn)和“what-if”分析的仿真器、用作演示的控制板、先進(jìn)的控制室設(shè)計等等。我們應(yīng)當(dāng)看到，智能電網(wǎng)并非只是為了展示某些先進(jìn)技術(shù)，或僅是著眼于某種局部問題的解決方案。它實質(zhì)上是以先進(jìn)的計算機(jī)、電子設(shè)備和高級元器件等為基礎(chǔ)，通過引入新的通信、自動控制和其他信息技術(shù)，從而實現(xiàn)對整個電力網(wǎng)絡(luò)的升級改造，最終達(dá)到電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更加可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保這一根本目標(biāo)。2009年國外智能電網(wǎng)發(fā)展走勢分析智能電網(wǎng)價值鏈分析從發(fā)電站到電網(wǎng)、到變電站、再到用戶，通過智能網(wǎng)關(guān)構(gòu)成的智能電網(wǎng)將形成一條價值鏈，具體按照智能電網(wǎng)本身所覆蓋的價值鏈環(huán)節(jié)，智能電網(wǎng)的價值鏈可劃分為智能用電、智能網(wǎng)絡(luò)、新能源發(fā)電與智能企業(yè)四類。智能用電包括智能表計、電池技術(shù)、家庭自動化、微型電網(wǎng)、優(yōu)質(zhì)供電園區(qū)等。智能網(wǎng)絡(luò)包括調(diào)度自動化、即插即用式智能電力設(shè)備、智能保護(hù)裝置、測量監(jiān)視設(shè)備、電力電子設(shè)備、海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)和可視化技術(shù)等。新能源發(fā)電包括可再生能源發(fā)電、微透平技術(shù)、超導(dǎo)儲能技術(shù)等。智能企業(yè)包括信息集成技術(shù)企業(yè)、通信技術(shù)企業(yè)等。目前，智能電網(wǎng)大部分技術(shù)已經(jīng)通過試驗，有的已經(jīng)比較成熟，甚至開始商業(yè)應(yīng)用，只有少數(shù)技術(shù)尚待進(jìn)一步研究。然而，我們不能忽視這些尚處于研發(fā)階段的技術(shù)，它們恰恰是智能電網(wǎng)實現(xiàn)重大突破所需的關(guān)鍵技術(shù)。國外智能電網(wǎng)政策演進(jìn)歷程目前“智能電網(wǎng)”概念發(fā)展具有三個里程碑。第一個2006年美國IBM公司與全球電力專業(yè)研究機(jī)構(gòu)、電力企業(yè)合作開發(fā)了“智能電網(wǎng)”解決方案。這個解決方案，標(biāo)志著智能電網(wǎng)概念的正式誕生。第二個是奧巴馬上任后提出的能源計劃，建立美國橫跨四個時區(qū)的統(tǒng)一電網(wǎng)；發(fā)展智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，最大限度發(fā)揮美國國家電網(wǎng)的價值和效率，將逐步實現(xiàn)美國太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿慕y(tǒng)一入網(wǎng)管理；全面推進(jìn)分布式能源管理，創(chuàng)造世界上最高的能源使用效率。第三個是2009年2月2日中國能源專家武建東提出的“互動電網(wǎng)”美國智能電網(wǎng)政策演進(jìn)歷程電網(wǎng)2030規(guī)劃2003年2月，美國時任總統(tǒng)布什提出“電網(wǎng)2030規(guī)劃”，指出要建設(shè)現(xiàn)代化電力系統(tǒng)，以確保經(jīng)濟(jì)安全，同時促進(jìn)電力系統(tǒng)自身的安全運(yùn)行。該規(guī)劃的主要內(nèi)容有：為所有用戶提供高度安全、可靠、數(shù)字化的供電服務(wù)，在全國實現(xiàn)成本合理、生產(chǎn)過程無污染、低碳排放的供電，經(jīng)濟(jì)實用的儲能設(shè)備，建成超導(dǎo)材料的骨干網(wǎng)架。能源獨立與安全法案2007為有效促進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)，美國于2007年12月頒布“能源獨立與安全法案2007”，確立了國家層面的電網(wǎng)現(xiàn)代化政策，設(shè)立新的專責(zé)聯(lián)邦委員會，并界定其職責(zé)與作用，建立問責(zé)機(jī)制，同時建立激勵機(jī)制，促進(jìn)股東投資。奧巴馬政府施政計劃美國總統(tǒng)奧巴馬為振興經(jīng)濟(jì)，從節(jié)能減排、降低污染角度提出綠色能源環(huán)境氣候一體化振興經(jīng)濟(jì)計劃，智能電網(wǎng)是其中的重要組成部分。2009年1月，奧巴馬政府將智能電網(wǎng)作為其新能源經(jīng)濟(jì)“救市計劃”中至關(guān)重要的組成部分，并制定了短期和長期目標(biāo)：到2012年，實現(xiàn)可再生能源發(fā)電占到總發(fā)電量的10%，到2025年，這一數(shù)字將達(dá)到25%。將鋪設(shè)或更新3000英里輸電線路，在未來三年內(nèi)為美國家庭安裝4000萬個智能電表。在隨后于2月頒布的總投資達(dá)7870億美元的“美國經(jīng)濟(jì)重建和再投資計劃”中，智能電網(wǎng)獲得了其中投入最大的一筆資金110億美元。歐洲智能電網(wǎng)政策演進(jìn)歷程歐盟為應(yīng)對氣候變化、對能源進(jìn)口依賴日益嚴(yán)重等挑戰(zhàn)，向客戶提供可靠便利的能源服務(wù)，正在著手制定一整套能源政策。這些政策將覆蓋資源側(cè)、輸送側(cè)以及需求側(cè)等方面，從而推動整個產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域深刻變革，為客戶提供可持續(xù)發(fā)展的能源，形成低能耗的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。歐洲智能電網(wǎng)技術(shù)研究主要包括網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)、電網(wǎng)運(yùn)行、需求側(cè)和計量、發(fā)電和電能存儲四個方面。歐盟于2005年成立“智能電網(wǎng)技術(shù)論壇”，促進(jìn)智能電網(wǎng)研究，希望把電網(wǎng)轉(zhuǎn)換成用戶和運(yùn)營商互動的服務(wù)網(wǎng)，提高歐洲輸配電系統(tǒng)的效率、安全性及可靠性，并為分布式和可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用掃除障礙。2006年歐盟理事會的能源綠皮書明確強(qiáng)調(diào)歐洲已經(jīng)進(jìn)入一個新能源時代，而智能電網(wǎng)技術(shù)是保證歐盟電網(wǎng)電能質(zhì)量的一個關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展方向。2009年，歐盟《能源技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略》中將選擇30座城市作為“智能電網(wǎng)”和“空間絕緣”城市的試點，來爭當(dāng)全球綠色科技競賽中的領(lǐng)跑者。亞洲及大洋洲地區(qū)的智能電網(wǎng)發(fā)展日本政府計劃于2010年開始在孤島大規(guī)模的構(gòu)建智能電網(wǎng)試驗；韓國計劃在2011年前建立一個智能電網(wǎng)綜合性試點項目；澳大利亞政府在最新的預(yù)算案中已劃撥1億澳元用于智能電網(wǎng)建設(shè)。2009年國外智能電網(wǎng)建設(shè)情況分析美國大力推動智能電網(wǎng)發(fā)展近年來，美國電力官員一直在推介智能電網(wǎng)。奧巴馬政府的經(jīng)濟(jì)刺激計劃中，有大約45億美元貸款用于智能電網(wǎng)投資和地區(qū)示范項目。奧巴馬2009年元月宣稱，智能電網(wǎng)可以“節(jié)省開支，保護(hù)電源免受停電或災(zāi)害襲擊，在全國每一個角落奉獻(xiàn)可替代的潔凈電能”。智能電網(wǎng)提高電網(wǎng)效率，智能電網(wǎng)采用數(shù)字技術(shù)收集、交流、處理數(shù)據(jù)，從而提高電網(wǎng)系統(tǒng)的效率和可靠性。譬如，傳感器可以幫助用戶迅速找到故障，并迅速加以排除。智能電表可以用來監(jiān)測用電量及費(fèi)用，給客戶在電能使用上更大的控制權(quán)。因此，一些電力消費(fèi)會轉(zhuǎn)移到價格便宜的峰谷時段，這將減少用電堵塞，并降低對新設(shè)施建設(shè)的需求。此外，電動混合汽車可以在用電需求較低的晚間充電，甚至可以在白天停放期間將電能重新輸回電網(wǎng)。智能電網(wǎng)技術(shù)將在未來幾年內(nèi)為美國直接創(chuàng)造出28萬個新的就業(yè)機(jī)會。太陽能等分布式可再生能源、即插即拔式電動車等還將創(chuàng)造大量間接的工作機(jī)會。這樣，智能電網(wǎng)將帶來數(shù)百萬的“綠領(lǐng)就業(yè)機(jī)會”。日本構(gòu)建智能電網(wǎng)以新能源為主日本政府通過深入比較與美國電力工業(yè)特征的不同，結(jié)合自身國情，決定構(gòu)建以對應(yīng)新能源為主的智能電網(wǎng)。１．日本政府關(guān)于智能電網(wǎng)的看法針對美國提出的智能電網(wǎng)，日本將根據(jù)自身國情，主要圍繞大規(guī)模開發(fā)太陽能等新能源，確保電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定，構(gòu)建智能電網(wǎng)。日本政府將于2010年開始在孤島進(jìn)行大規(guī)模的構(gòu)建智能電網(wǎng)試驗，主要驗證在大規(guī)模利用太陽能發(fā)電的情況下，如何統(tǒng)一控制剩余電力和頻率波動，以及蓄電池等課題。日本政府期待智能電網(wǎng)試驗獲得成功并大規(guī)模實施，這樣可以通過增加電力設(shè)備投資拉動內(nèi)需，創(chuàng)造更多就業(yè)機(jī)會。2．產(chǎn)學(xué)共同進(jìn)行智能電網(wǎng)模式研究為配合企業(yè)技術(shù)研究，東京工業(yè)大學(xué)于2009年3月初成立“綜合研究院”，其中的關(guān)于可再生能源如何與電力系統(tǒng)相融合的“智能電網(wǎng)項目”備受矚目。除東京電力公司外，東芝、日立等8家電力相關(guān)企業(yè)也積極參與到該項目研究中。該項目計劃用3年時間開發(fā)出高可靠性系統(tǒng)技術(shù)，使可再生能源與現(xiàn)有電力系統(tǒng)有機(jī)融合的智能電網(wǎng)模式得以實現(xiàn)。歐盟委員會推動智能電網(wǎng)技術(shù)歐盟委員會號召其成員國利用信息與交流技術(shù)提高能效，應(yīng)對氣候變化，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)。智能電網(wǎng)技術(shù)可以幫助歐洲在未來12年內(nèi)減少排放15%，這將成為歐盟完成2020年減排目標(biāo)的關(guān)鍵。智能電網(wǎng)不僅可以監(jiān)測工業(yè)用電情況，還能監(jiān)測寫字樓、住宅及其他公共部門的用電情況。大眾可以借此了解如何用電并努力節(jié)電，促進(jìn)節(jié)能減排。智能電表項目可以幫助客戶節(jié)電10%。智能電表可以實時告訴客戶用電情況，借助智能電表，客戶可以適當(dāng)改變用電習(xí)慣。歐盟委員會要求各成員國統(tǒng)一的歐洲智能測量標(biāo)準(zhǔn)，主動與其他成員國合作，推動技術(shù)創(chuàng)新和示范工程建設(shè)，實現(xiàn)信息共享。2009年美國智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)項目分析美國最廣泛的智能電網(wǎng)項目2009年4月20日――佛羅里達(dá)州邁阿密市在這里舉行“邁阿密智能能源”項目啟動儀式，這一項目旨在使用美國聯(lián)邦政府的經(jīng)濟(jì)刺激基金，在未來兩年內(nèi)刺激產(chǎn)生2億美元的綜合投資，加強(qiáng)該地區(qū)的“智能電網(wǎng)”和可再生能源建設(shè)。“邁阿密智能能源”的核心是為邁阿密－戴德縣的居民提供更多用電選擇，節(jié)約電費(fèi)。該項目可以在短期內(nèi)創(chuàng)造800至1000人的就業(yè)，加強(qiáng)佛羅里達(dá)州在全國環(huán)保實踐的領(lǐng)先地位，也將在長遠(yuǎn)意義上解決佛羅里達(dá)州，特別是沿海地區(qū)氣候變化的挑戰(zhàn)。“邁阿密智能能源”將是全美國最廣泛的智能電網(wǎng)項目。邁阿密－戴德縣的居民和企業(yè)將得到超過100萬只“智能電表”，這些電表將幫助佛羅里達(dá)電力和照明公司（FPL）的用戶節(jié)約用電，同時，電表提供的自動反饋信息將為FPL公司更有效地管理輸出電力發(fā)揮作用。智能電表的管理系統(tǒng)將是一個開放的平臺，各種節(jié)電方案可以在這個平臺上應(yīng)用，比如，它可以管理和控制空調(diào)和家電設(shè)備的用電?！斑~阿密智能能源”項目是對城市、我們的居民和社區(qū)的一個未來投資，它將刺激產(chǎn)生綠色工作，建立以清潔能源為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)。這一項目也是對奧巴馬政府投資可再生能源目標(biāo)，減少對外國石油的依賴和應(yīng)對全球氣候危機(jī)目標(biāo)的支持。這一項目將在未來兩年內(nèi)實施，包括一系列提高電力輸送效率和為消費(fèi)者節(jié)約用電和電費(fèi)的措施。智能電網(wǎng)自動化和信息傳輸新的智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，更象一個互聯(lián)網(wǎng)，它通過中央信息和控制系統(tǒng)連接智能電表、高效變壓器、數(shù)字化變電所，發(fā)電廠和其他設(shè)備。該系統(tǒng)實時監(jiān)測用電狀況，識別并自動修復(fù)停電或派出人員檢修，可整體提高用電效率和電廠的生產(chǎn)率。智能電表項目實施的第一階段會在邁阿密－戴德市家庭安裝100多萬部智能電表，在未來5年，F(xiàn)PL公司會在佛羅里達(dá)全州的400多萬個家庭安裝，這一擴(kuò)展計劃將會為產(chǎn)生新的5億美元投資。智能電表是一個多系統(tǒng)的交流平臺，包括具有雙向信息交流功能的讀表器，和一套操作管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫。用戶可以通過上網(wǎng)方式，了解自己在某月、某日