智能電網，面向何方

863計劃將在“十二五”期間向智能電網重大專項投資10.5億元，這是國家層面首次對智能電網展開研究

上海世博會國家電網館，地下二層并不起眼的展示廳里，智能電網時代的場景在眼前一一展開：通過一個看似灰不溜秋的智能電表，人們可以錯峰用電，可以根據電價選用風能、太陽能等綠色能源；未來每個家庭都光纖到戶，有線網、互聯網、電話網線和電線四網合一；出門駕駛電動車隨時能充電，徹頭徹尾過上了低碳生活……

9月30日，本刊記者從上海舉辦的亞太智能電力峰會上獲悉，科技部863計劃將在“十二五”期間投資10.5億元，用于智能電網重大專項的研究。

這是國家層面首次對智能電網展開研究。知情者向本刊記者透露說，研究內容包括大規模風電接入電網、電動車、高密度分布式電源、太陽能發電、輸變電設備等20幾個課題，每個課題將落地一個試點項目。

與歐美發達國家相比，中國智能電網建設起步較晚，但資金投入不菲。世界經濟論壇(WEF)2010年9月發布的報告顯示，去年以來，中國已在智能電網領域投資了70.3億美元，美國在財政刺激計劃中引導了40.5億美元投資。

總體而言，智能電網在世界各國仍處于起步階段，中國在某些領域，特別是在輸電側，特高壓直流、交流遠程輸送技術、數字化變電站等方面已經取得不俗的成績，但在配電領域，中國則遠為落后。

國家電網能源研究所副主任胡兆光向《瞭望東方周刊》樂觀預測：“未來5～10年，中國的智能電網估計會走在世界前列，只要國家重視，投資馬上就跟進，這是我們的體制機制決定的。”

技術重點如何轉向

自1998年，美國電科院推動了“復雜交互式網絡/系統”，2003年，美國總統布什要求美國能源部致力于電網現代化，并于當年發布了GRID2030計劃。2009年，奧巴馬政府將智能電網提升為美國國家戰略。

中國直到2006～2007年才引入智能電網的概念。國家電網公司2009年首次提出了“堅強的電網”計劃，今年4月發布《綠色發展白皮書》，預計在2020年基本建成堅強智能電網，發揮其能源配置的綠色平臺功能，通過大規模電力輸送以消納清潔能源、助推電力系統提升能源利用效率、加快電動汽車發展等。

由于中國能源分布遠離負荷中心，為緩解中國煤電油運突出矛盾，中國智能電網的發展走了一條與歐美截然不同的路線。輸電網側的智能電網相關技術在中國率先突破和大量應用。

截至目前，國家電網1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程、±800千伏四川向家壩—上海直流特高壓示范工程相繼建成，南方電網云南-廣州±800千伏特高壓直流輸電工程也正在建設之中。

“在輸電側，特高壓遠距離輸送的能力、數字化控制技術，我們處于世界領先地位。”中國電力科學研究院首席專家胡學浩說，“在配電領域就大大地落后了， AMI(高級量測體系)，美國覆蓋率6%， AMR(自動抄表系統)美國覆蓋了30%，中國幾乎是零。”

“中國目前只部分實現ICS 系統，即用戶的電表通過窄帶(速度慢但價格便宜)傳送到一個集中器，再到一個公共無線網絡，電力系統完成采集。這只是用戶與電力公司之間一個單向的數據采集系統。截至目前，ICS在大工業用戶實現53.2%，居民用戶只有3%。”

從衡量一國電力可靠性的重要指標“年停電時間”來看，2009年中國平均為每戶9小時，而東京是5分鐘，新加坡是2分鐘，上海尚需要約1小時，更不要談廣大農村地區。背后的實質是，“電力公司還是管理者的姿態，用戶也沒有停電要求補償的意識。未來配電領域還有太多的工作要做。”南方電網公司專家委員會秘書長、中國工程院院士李立對《瞭望東方周刊》說。

作為節約能源舉措之一的分時電價，推出多年，但還僅僅在上海等大城市得到推廣，全國絕大多數地區還沒有實行。“電價是管制的，電力公司和用戶之間還處于不對等的位置，更談不上平等交流。”李立說。

智能電網的最終目標是引導用戶改變用能方式，實現全社會能源結構的徹底改變，其背后醞釀的是一場從依賴化石能源，到強調使用清潔能源，減少碳排放的能源革命。

然而，中國智能電網僅僅在輸電側的發展，還遠遠不夠。“未來5年，技術重點必須逐漸轉移至配電、用電領域。”胡學浩說。

標準之惑

“未來十年，是國家智能電網的大建設階段，想在這個領域賺錢的企業，要抓緊時間了，盡快研發出新的產品，否則就來不及了。”中國電力科學研究院首席專家胡學浩在9月30日的智能電力峰會上提醒說。

有預測說，中國智能電網10年大發展，將撬起一個規模數萬億的新興產業市場。GE、西門子、貝爾—阿爾卡特—朗訊、泰科電子等國際巨頭們紛紛前來搶占這塊大蛋糕，國內企業華為等也紛紛斥資進入。

GE在美國擁有成熟的AMI(高級測量體系)研發技術；貝爾阿爾卡特全球投資29億美元用于智能電網的建設；泰科電子是全球領先的連接和無源電子電氣元件供應商，目前著力于中國風電領域。

到了中國，他們首先面臨 “標準”問題。

美國在2009年4月發布了一批16個操作標準，涉及AMI和智能電網端對端安全、樓宇自動化、變電站和饋電裝置自動化等。不過，“其中只有一條關于變電站自動化的IEC標準，在歐洲、中國可以通用，其他在中國都不能用。”胡學浩說。

2009年初，GE公司到國家電網公司談判，期望能夠在中國推廣其AMI產品，但是由于不符合中國的GB標準，被國家電網公司拒絕。

2010年5月中美戰略與經濟對話框架下，中美雙方達成的成果清單中包括：“宣布美貿易與開發署將資助中美兩國企業和機構共同開展智能電網標準的合作”。

實際的推進還需假以時日。

在智能電表領域，國內也有國電南瑞等多家企業涉足生產，但“基本上還是根據地方的試點項目度身定做的，不是一個通用智能電表。在其他項目使用和出口中，還要面臨標準統一問題。”泰科電子(上海)有限公司電力產品部新能源產品經理趙天意對《瞭望東方周刊》說。

一個現實的例子就是，中國國家電網公司全面接管了菲律賓電力公司，希望推廣中國國標的智能電表，但是菲律賓傾向于美國的智能電網標準，中國產品的出口即面臨阻礙。

在智能電網的建設初期，標準如同企業產品路線，非常重要。無論外資還是國內企業紛紛在打探中國標準的進展。

今年6月，國家電網公司智能電網標準體系(國際版)中的第一批標準終于頒布，共274項，其中特高壓106項，電網智能化標準168項。

然而，這些標準還只是公司標準， 不是行業標準，更不是國家標準。

風電并網之難

實現新能源的接入，是智能電網的重要目標之一。

泰科電子電力產品部新能源產品經理趙天意常常聽到風電場客戶談起他們的困惑，“風電并網的時候，面臨電網公司比較高的標準，什么時候風電接入電網，能夠找到一個世界認可、穩定可靠的解決方案，來平抑風電的間歇性缺點？”趙天意期望能在國家電網研究院副院長胡兆光那里找到一些答案。

胡兆光的回答令風電運營商有些失望，“為了考慮電網的運行安全，風電入網必須要有一定的門檻。據我所知，我們國家的并網標準并不高，西班牙要求各風電企業提前一天報出各時段的上網電量，如果預測結果與實際情況誤差超過20%，企業要支付超過上網電價數額的罰款。”

風電并網難早已是業界熟識的秘密。2009年中國以1400萬千瓦的新裝機量，成為當年全球最大的風電市場。然而很多風電場項目在建設初期，并沒有考慮消納問題，建成后，風能并網、輸送難問題叢生，“棄風”現象相當普遍。

2009年7月，國家電監會發布的《我國風電發展情況調研報告》也顯示，多數風電場反映，風電場等效滿負荷利用小時低于設計值，風電場普遍經營困難。甚至有報道說，全國1/3的風機在閑置。

“有人認為清潔能源發展慢，是因為智能電網沒有建起來，這其實是個誤區。我們的風電在甘肅、內蒙古等地，遠離用電負荷中心。風電利用小時每年在2000～2500小時之間，設備造價8000～10000元/千瓦。火電利用小時是風電的2.5倍，設備造價是風電的1/2.5。 風電成本是火電的6.25倍。再加上遠距離輸送，或者儲能(1000瓦的儲能，要2萬～5萬元)，風電賣給誰啊？再補貼也是問題。”南方電網公司專家委員會秘書長、中國工程院院士李立對《瞭望東方周刊》說。

李立的說法，道出了風電面臨的尷尬境地，電網公司事實上并沒有大規模接入風能的動力，也沒有為此做好準備。

數據顯示，到2020年，也就是國家電網規劃中智能電網基本建成的那一年，我國新能源發電裝機2.9億千瓦，約占總共裝機的17%。其中風電裝機接近1.5億千瓦。

要讓風力發電最大效能地發揮作用，迫切呼喚新的國家扶持政策出臺。

國家“973”計劃能源領域咨詢組專家、華北電力大學教授張建華對《瞭望東方周刊》說：從政策建議的角度，“必須要改善接入電網補貼標準偏低的狀況，對大型風電基地，遠距離輸變電工程的投資回收制定相關政策。風電大規模并網之后，常規電廠以及電網提供的多種輔助服務也需要建立起定價和補償機制。”

電動汽車技術瓶頸

電動汽車充電樁作為分布式電源的一部分，近年來受到電網公司高度重視。僅2009年年底，全國已經建起各種類型充電站98座、充電樁325個、電動公交車大型換電站2座，超級電容公交車線路充電塔62座。

積極布局電動汽車充電站網點的國家電網公司，欲在不久的將來，取代傳統加油站的霸主地位。預計到今年年底，國家電網完成75個電動汽車充電站，6209個充電樁建設。

然而，從南方電網深圳充電站的運營狀況看，情況并不樂觀。李立院士對《瞭望東方周刊》表示，“兩個充電站利用率太低，一天也沒看到一輛車來充電。

李立依此悲觀地做出了“電動汽車的大規模發展5年不行，還需要10年”的判斷。

在智能電網的藍圖中，電動汽車的充電樁放電量大，如果大規模使用，電動汽車晚上充電白天用，可以對電網起到削峰填谷的作用，而且，用不完的電能也可以再賣到網上。

然而，現實的問題是，“電動汽車價格還比較貴，電池壽命還不夠長，儲能技術還沒有突破。如果為了節能，晚上充，白天用不完的再賣到網上，可以賺了一個差價，但是放電一次又會減少電池的壽命，而電池卻是整輛車中最貴的部件。”胡兆光說。

2010年上海世博會上，由國家電網、中國電科院以及上海電力合作建設的電動車充電站、充電樁，在世博公交線路試運行。

真正商業化運營還需要更多的試點。“儲能技術是個關鍵，如果能像普通電池那樣達到儲存攜帶的理想效果，就不會像加油站一樣，大家集中在一個時段充電，那樣電網也受不了。”國家電網能源研究所副主任胡兆光說。

“我認為，能源結構的徹底改變需要50年，而技術儲備起碼就需要30年，”王聰生說。