尹天文：智能电网将推动智能用户端快速发展

1. 智能电网首先是要“坚强”的
国际上提出的智能电网包含五大元素，即互动、自愈、优化、集成、兼容，中国在此基础上提出“坚强”的智能电网是出于几方面考虑，一是去年特大雪灾使我国很多地方的电网遭遇摧毁性打击；二是防范人为破坏；三是电网系统整体安全性、可靠性问题。
美国的电网条件与中国不同，其电网老旧，大多是几十年以前建设的，而中国的电网大部分是近20年建设的，电网基础条件比美国好；过去我们的电网很小，而现在则以每年1亿千瓦的装机容量在发展，电网的建设及相关技术发展速度在这几年相当快，从这个角度来看，建设“坚强”的智能电网比美国更容易些。其实国际上虽然没有特意强调“坚强”，但在其五大元素中已经隐含了“坚强”的概念，在安全性、可靠性方面都有严格要求，因此在美国与欧洲的智能电网概念中也隐含着“坚强”的要素。
整体来说，我认为“坚强”虽然不一定作为一个特定的描述，但这一元素是必要的，在中国要引起大家的重视，智能电网首先一定是要“坚强”的。对于智能电网的建设方式，现在还存在不同的看法，有些专家认为全国应该建设统一的大电网，而有些专家则认为统一建设这样的大电网存在高风险，智能电网首先应从微型电网（即小型的、区域性智能电网）着手，逐步构建大电网，以提高安全性。从可行性角度而言，我认为坚强微型智能电网可能是今后首先实现的目标。

2. 用户端是智能电网重要的组成部分
智能电网与智能电器的关系是行业中一直在探讨的问题。我国的智能电网是以特高压主干网为基础的，包括特高压、超高压、输变电、高、低压配电，以及用户端，与我们关联度最高的是用户端配电，而用户端配电中最主要的控制与保护器件就是低压电器，因此智能电网与我们低压电器是息息相关的。智能电网对低压电器提出了许多新要求，之前所说的互动、自愈、优化、集成、兼容等特征在新一代低压电器中都要体现出来。据统计80%的电能是通过用户端用电设备消耗掉的，因此用户端的重要性可见一斑，它是智能电网非常重要的组成部分。
智能电网对用户端提出了新的技术要求，应加强预警与区域联锁等新技术的研究与利用。过去在配电系统中，开关只在故障发生时动作，这远远达不到智能电网的要求，通过预警技术，可在故障发生前及时消除故障隐患，这对电网安全性、可靠性的提高有很大帮助。还有最近几年我们一直在研究的区域联锁技术也非常关键。区域联锁技术从根本上来说就是能够快速定位故障发生地点，最靠近故障点的开关迅速动作，而其他开关闭锁，只有当最靠近故障点的开关本身也发生故障时，才会通知上级开关断开，这样就把故障限制在最小范围，不会因为一个点的故障造成整个配电系统的瘫痪，这样的技术对于智能电网很重要。因此，对于相关的新技术要加强研究，充分利用起来。

3. 智能电网将推动智能用户端的发展
我国发展智能电网是以特高压主干网为基础，而国外则不同，美国从底层开始建设，投资40亿美元更换4000万个智能电表，自下而上发展新能源发电、分布式储能及互动电网，欧洲一些国家亦是如此。但用户端的概念不仅仅包含智能电表，从通常意义上说，用户端分为三大系统：智能电器及系统、能源管理系统、智能楼宇系统。
首先，在三大系统中智能电器及系统的基础工作是最好的，我国从第三代低压电器产品研制起就着手发展智能化低压电器，其后又开发了可通信的低压电器，产品集成了基本的智能化与通信功能，能够基本满足智能电网的相关需求。虽然这些产品的一部分智能化功能已经得到应用，但是大部分功能尤其是通信功能并未真正利用起来，这与我国用户端发展缓慢不无关系。我认为今后用户端将越来越受重视，智能电器及系统要集成许多新的技术，使之更符合智能电网的要求。我国的第四代产品将集成这些新的技术，这些产品的诞生与应用将对构建我们的智能电器及系统提供强大的支撑，这其中当然包含了我们新一代的ACB、MCCB、CPS、MCB产品，它们都是适用于智能电网的。因此构建我们新一代的低压电器，其中第一个特征就是要满足智能电网对低压电器的需求。
其次，能源管理系统目前基础较差。从我国国情来看，居民用电量较小，因此能源管理系统应主要针对工业、楼宇等大用户，但中国企业的能源管理水平很低，国内企业实施能源管理的凤毛麟角。目前，国外一些企业的能源管理系统做得非常好，如ABB、西门子等都有企业级的能源管理系统，可根据用户不同特点设计完整的能源管理解决方案，帮助企业降低能耗及相关费用。不过从另一个角度来看，今后我们在这方面的市场也是很可观的。另外，也需要国家出台相关政策予以支持，例如实行分时电价，引导电力消费。站在能源管理的角度，就是要“削峰填谷”，这又涉及一些新的技术。首先是电力储能，在用电低谷时将电能存储起来，以备高峰时段的用电需求；其次是负荷控制，根据分时电价，引导企业合理安排用电；第三要引入分布式的新能源，利用光伏及风能发电等途径有效解决一部分电能缺口，尤其是高峰时的用电问题，以减小整个电网的负担。随着新能源的发展，储能、充电等相关技术都是下一步要加以攻克的课题，另外还有新能源发电涉及的预测与接入切出等技术。目前在能源管理方面企业与楼宇用户潜力更大；对于普通用户而言，最直接的联系就是智能电表的使用，今后的智能电表是具有双向通信、互动功能的，一方面可以统计每个用户的用电量并实时反映给电力公司；另一方面每个用户可以根据分时电价有计划地用电，用电计划可通过双向通信告知电力公司，使其能够合理分配电能、组织电能生产。用户也可以通过互动了解实时反映的电价，以便更经济地用电。今后分布式的新能源发电将越来越多，因此我们的电表要实现双向计量、双向计费，以实现用户与电力公司之间的电能买卖。
第三，智能楼宇系统尚有许多技术需要攻克。智能楼宇系统最简单的实现单元就是智能家居。智能家居系统是将节能型的照明、空调、防火、防盗等系统集成在一个平台上，并且可以交互式远程监控。由若干智能家居单元可构成智能楼宇或智能化小区，其中要解决很多问题，比如海量数据的高速处理、各种系统的匹配和兼容，以及智能楼宇里新能源发电系统的集成问题等。
综上所述，智能电网对用户端发展将起到很大的推动作用，智能电器及系统、能源管理系统与智能楼宇系统构成的智能用户端今后发展会很快。我们一直在说“坚强”的智能电网，实际上过去我们在这些环节基础还非常薄弱，尤其是在用户端。因此基于智能电网的概念，我们要大力推进智能电器及系统的研究、应用、建设与推广；通过智能电表的使用与能源管理系统建设，提高居民用电效率，帮助企业进行合理规划，减少能耗，降低成本；智能楼宇系统方面，小区互联网接入到户为下一步智能小区、智能家居打下了良好基础，接下去还要攻克无线通讯等更多新技术。

4. 上海电器科学研究所（集团）有限公司将分三个阶段分步实现智能电网用户端整体解决方案
上海电器科学研究所（集团）有限公司已经着手制定智能电网用户端的整体规划。如果没有整体的解决方案，实际能起到的作用是微乎其微的，因此对于之前提到的三大系统的构成、涉及的技术、要形成的系统与产品等都要进行整体规划。
之后，我们将根据规划搭建一个试验平台，也是演示平台。这一平台将有两大功能，一是测试与试验功能，检验研制出的产品是否满足智能电网的要求；二是演示功能，将我们对于智能电网的理解形成具体的演示平台，引导技术发展与市场推广。
根据规划，我们将分步实施，建设智能用户端。我们将智能用户端三大系统中的每一部分都划分为三个阶段进行实施：
第一阶段的目标是开发一些简单的基础设备，在现有基础上，搭建基础性系统。智能电器及系统方面，明年我们的第四代产品将要陆续进入市场，这一代产品与智能电网的要求是吻合的，在此基础上，我们将基于3S-Net搭建新一代的智能配电与控制系统。能源管理系统方面，我们将先攻克智能电表，然后建立一些小型的能源管理系统，重点实现有效的负荷控制。智能楼宇系统方面，我们第一阶段将先解决智能家居的问题。除上述系统建设外，我们也将着手进行配套标准的制订，做好基础工作，并尽量多地进行示范工程的建设。
第二阶段将上升一个层次，完善整个系统，使配电领域主要的低压电器产品与系统全面满足智能电网需求；能源管理系统将攻克新能源的接入切出与储能技术；智能楼宇系统方面则要实现智能楼宇、智能小区，并进一步加强智能用户端的市场推广。
第三阶段将是完善应用期。根据我们的整体思路，前五年是关键的技术攻关和示范应用阶段，后五年则是在此基础上不断完善产品与系统和市场推广与应用阶段，将使智能电网的整个系统从上到下全面贯通，全面实现智能电网总体目标。

                                                                                                                                                             文章出自：智能电工网\co土木在线