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智能電網，聽起來陌生，但它很有可能改變我們當前的用電方式。“家里的電價不再是一成不變，它會根據一天中不同時段自動定價，人們也可以使用互動式的智能電表根據電價的變化自由選擇何時購電何時賣出……”IBM(中國)公司能源業務拓展總經理余紅光向記者描述著智能電網帶給人們的全新生活理念。作為智能電網技術解決方案在全球的積極推動者之一，IBM希望有越來越多的人被納入到這張因智慧而令人憧憬的電網中來。
然而，智能電網能否經受中國能源格局的現實考量？其背后的推動力量是出于商業炒作還是代表未來發展方向？利益相關者又將經歷怎樣一番博弈？這個被專家認為“每年可節省5%到10%的電力資源，可節約2000億元人民幣，同時每年至少拉動國民經濟一到兩個百分點”的喚醒中國財富計劃，似乎注定要在爭議中浮現。
智慧與夢想
從普通人的生活到電力工業本身，再到國家能源戰略層面，智能電網的概念無疑是對現有技術和理念的一場革新。余紅光向記者解釋說，在社會生活層面，電表作為電力系統的一個終端，目前只能實現單方面的交流，也就是只能達到自動讀取的功能，而不是雙方互動的交流；而智能電表的應用則可以使用戶和電力系統之間實現互動。比如，電力供應機構可以精確地了解用戶的用電規律，可以在電力供應高峰期或需求大于供給時，適當提高電價；而用戶此時可以把家里的替代能源設備打開，或者把熨衣服、燒熱水這些可調時間的家務挪到用電低谷的時候做，因為用電低谷的電價可能要便宜很多。
對于電力系統來說，智能電網則主要包含三個層面的內容：先是利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控，然后把獲得的數據通過網絡系統進行收集、整合，最后通過對數據的分析、挖掘，達到對整個電力系統運行的優化管理。在這個過程中，包含了許多具體的解決方案，而這也正是IBM、谷歌、通用電氣等芯片公司所要搶占的市場。
當然，智能電網的意義并不僅僅局限于優化電力公司的管理。余紅光告訴記者，傳統化石能源緊缺的壓力以及各國政府對環境的日益重視，使得以太陽能、風能和生物質能為代表的清潔、高效的可再生能源有著廣闊的發展前景。而清潔能源發電、輸電，需要原有的電網更加智能化，使得能源從生產、傳送到最后使用的過程受到集中監控和管理。
余紅光舉例說，中國農村有很多小水電站，特點是有多余的電就賣給電網，但是由于政策的原因和定價的原因，他們把電低價賣給電網，然后電網又把這些電高價賣給農村市場，使得清潔能源沒有帶來成本降低，沒能使當地的農民受益。如果能通過成本核算進行更好的定價，清潔能源就能從中獲益，從而更快地發展；而要進行更好的定價，就得依賴于更多的數據收集和更好的數據分析處理，智能技術將因此有了用武之地。
在我國力推智能電網發展的武建東教授用“互動電網”一詞具體闡釋了智能電網的涵義。他在自己起草的《中國智能互動電網發展戰略報告》中認為，智能互動電網就是在開放和互聯的信息模式基礎上，通過加載系統數字設備和升級電網網絡管理系統，實現發電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網分級調度、綜合服務等電力產業全流程的智能化、信息化、分級化互動管理，是集合了產業革命、技術革命和管理革命的綜合性的效率變革。
“互動電網的本質就是能源替代、兼容利用和互動經濟。”武建東說，從技術上講，互動電網應該是最先進的通訊、IT、能源、新材料、傳感器等產業的集成，也是配電網技術、網絡技術、通信技術、傳感器技術、電力電子技術、儲能技術的合成，智能電網具有可靠、自愈、經濟、兼容、集成和安全等特點。
路徑與選擇
“互動電網將是下一代全球電網的基本模式，中國應該借此拉動電網體系的革命，推動電力產業從中低端電力供應商的傳統模式提升為綜合能源、通訊和信息服務商的高端創新模式，電力系統的通訊和信息等服務的營業收入和盈利水平將完全可能等同或超過傳統的售電業務。”武建東提出，我國電網發展目標應從電網輸送方式的變革調整為電網的效率革命，即互動電網變革。
“經濟危機中受沖擊相對較輕的中國更需要占領智能互動電網這個能源革命的制高點。”武建東表示，3到5年內，我國應該全面推進互動電網發展，否則，一旦美歐經濟復蘇并實現了經濟與電力結構的升級轉型，我國不但將失去一次領跑世界經濟的機會，也將再一次淪為國際分工的勞動力角色。
據武建東初步估算，為推行國家互動電網的戰略改造，我國需要更新百萬個以上變電站，將3000萬至5000萬塊電表更改為智能電表。根據政策開放程度，電網還可以開放寬帶、電視盒通訊等業務，而這將是一個比3G業務更宏大的產業空間，更能拉動內需。
一方面是國際芯片業巨頭的全力推動和一些專家學者對中國積極發展智能電網的振臂高呼，另一方面，我國兩大電網公司也加緊了推進智能電網發展建設的步伐。
記者了解到，早在2007年10月，國家電網公司華東電網就正式啟動了智能電網可行性研究項目，規劃了發展智能電網“三步走”戰略；今年2月28日，華北電網智能化電網建設成果———華北電網穩態、動態、暫態三位一體安全防御及全過程發電控制系統通過專家組驗收。
5月22日，國家電網公司正式公布了其“2020年全面建成以信息化、數字化、自動化、互動化為特征的統一的堅強智能電網”發展目標，并將這一目標細化為三個發展階段，即：2009年至2010年的規劃試點階段，重點開展堅強智能電網發展規劃，制定技術和管理標準，開展關鍵技術研發和設備研制，開展各環節試點工作；2011年至2015年的全面建設階段，加快特高壓電網和城鄉配電網建設，初步形成智能電網運行控制和互動服務體系，關鍵技術和裝備實現重大突破和廣泛應用；2016年至2020年的引領提升階段，全面建成統一的堅強智能電網，技術和裝備全面達到國際先進水平。屆時，電網優化配置資源能力將得到大幅提升，清潔能源裝機比例有望達到35%，分布式電源實現“即插即用”，智能電表普及應用。
“南方電網已經在智能電網方面做了一些創新。”南方電網有限責任公司通信中心副總工程師趙曼勇這樣告訴記者。她介紹說：“去年的冰雪災害造成的大面積電力癱瘓，使得我們開始考慮將電力架空線與通訊用的電纜之間實現資源互相備用，而這實際上已經是互動電網所包含的‘一網多用，互聯互通’。”
據趙曼勇介紹，在電網的自動化方面，南方電網對廣域的信息管理已經采取了分布式建模管理。“各省的變電站維護都是獨立的，但通過一個拼接的平臺上，你可以看到任何一個變電站，從理論上，通過這個平臺就可以把模型建得無限大，而相應的變電站信息都在掌握之中。”
考量與博弈
中國智能電網戰略看似已是呼之欲出，但記者采訪中發現，政府決策層對這一“全球電力發展新方向”的表態顯得十分謹慎。
“智能電網更像一個過程，我們的電網處在一個智能化的過程之中，這個過程一定會提高能源的使用效率，如果建設智能互動電網能夠成為我國未來的戰略目標，那將會有很快的推進速度和發展。”國家電監會政策研究室主任俞燕山向記者表示，目前的關鍵是發展智能電網能否上升到國家電力發展的戰略層面。
據了解，目前在我國已經確定的電網發展戰略是“一特四大”，即加快建設由1000千伏交流和±800千伏直流構成的特高壓電網，促進大水電、大煤電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發和更大范圍的資源優化配置。國家電網公司提出建設統一的堅強智能電網，也是在以特高壓電網為骨干網架的電網基礎上，進一步追求電網的智能化。
俞燕山說，除了政策走向尚不明確外，還需要考量發展智能電網制度上的可行性和經濟上的合理性。
“在國內推動互動電網改造，目前還存在兩個問題：誰來投資？節能效率從何而來？”
曾于四年前赴美考察智能電網相關情況的俞燕山向記者介紹，按照當時的物價水平，換一塊智能電表，單成本費用就要143美元，當時美國的情況是政府和企業都不負擔這筆費用，而是分若干次從用戶電費支出中扣除。“如果按每個電表143美元，我國一半人口約6億人計算，僅智能電表就將是5000多億元人民幣的投資，況且還不包括其他基礎設施投資。”俞燕山提出，智能電網的投資不是小數目，美國由用戶買單，中國又由誰來出錢？
此外，俞燕山對于智能電網是否真的可以節約那么多能源還持保留意見。俞燕山說：“從目前化石能源的轉化效率來看，100個能源單位中有38個單位轉化進入電網輸電環節，然后3個單位被浪費掉，最終只有22個單位進入有效轉化，也就是說在用電環節損失了13個單位。而智能互動電網不能解決發電環節的浪費，只能解決需求側的參與問題，也就是說，在13個單位中，互動電網究竟能提高多少效率還有待進一步研究。”
“最重要的還是體制問題如何解決。”俞燕山向記者表示，發展智能電網就要求現有的管理體制、價格機制、定價方式都要發生改變，還需要電力網、通信網的相互融合，“我國電信網、計算機互聯網、有線電視網‘三網合一’失敗的事實告訴我們，此次要推動不同利益集團的融合，難度可想而知。”
“發展智能電網不是幾家芯片企業所能單獨推動的。一些IT廠商、通訊公司從傳統產業那里找到了新的機遇，希望借助建造互動電網的平臺賣設備、賣技術、賣解決方案。”俞燕山話鋒一轉，繼續說道：“智能電網不能淪為一個技術上的空架子，僅僅依靠硬件、技術和解決方案并不能解決中國能源領域所面臨的實質問題。”
俞燕山的觀點得到了一些電力專家和從業者的認同。國家電網公司一位不愿透露姓名的人士告訴記者：“一些國際知名芯片公司實際上是推動中國智能電網發展最為活躍的力量，他們看到了中國潛在的市場，希望能在這場新的變革中搶占先機。而我國電網發展的當務之急仍應圍繞‘一特四大’進行投資建設，現在上馬智能電網似乎有些為時尚早。”
國際幾大芯片公司力推智能電網技術
IBM公司目前被視作智能電網的開拓者和領先公司。2006年，IBM公司提出“智能電網”解決方案，主要解決電網安全運行、提高可靠性。從其在中國發布的《建設智能電網創新運營管理———中國電力發展的新思路》白皮書可以看出，解決方案主要包括以下幾個方面：一是通過傳感器連接資產和設備提高數字化程度；二是數據的整合體系和數據的收集體系；三是進行分析的能力，即依據已經掌握的數據進行相關分析，以優化運行和管理。該方案提供了一個大的框架，通過對電力生產、輸送、零售的各個環節的優化管理，為相關企業提高運行效率及可靠性、降低成本描繪了一個藍圖。
歐美智能電網戰略計劃
致力于推動中國智能電網發展的中國國際經濟交流中心特約研究員、中國科學院科學時報社首席經濟學家武建東教授向記者介紹了歐美國家智能電網發展的模式和進展。 |