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智能電網的研究進展及發展趨勢 |
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[ 通信界 / 張文亮，劉壯志，王明俊，楊旭升（中國電力科學研究院，北京市 海淀區 100192） / www.6611o.com / 2010/1/4 20:54:57 ] |
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智能電網的發展，嚴格的溫室氣體排放政策顯然起到了更大的推動作用，分布式能源和可再生能源接入研究也相應獲得了更多的支持。
國外電力企業智能電網的應用實踐工作主要集中在配電和用戶側。在輸電側目前有EPRI、ABB、PJM 等機構和企業開展相關研究，但其研究缺少整體性，且缺少實際的應用推廣支撐。
2003 年4 月2—3 日，美國65 位來自電力公司、電力設備制造商、聯邦和州政府官員、大學和國家實驗室的高級專家匯聚一堂，討論美國未來的電力系統。會后，于2003 年6 月以美國能源部輸配電辦公室的名義發布了一份名為“Grid 2030——電力的下一個100 年的國家設想”的報告[9]。這份報告可謂是美國電力改革的綱領性文件，描繪了美國未來電力系統的設想，并確定了各項研發和試驗工作的分階段目標。2003 年初到2004 年歷時18 個月先期完成的綜合能源及通信系統體系結構(integratedenergy and communication architecture ，IECSA)[10-11]，和隨后延伸的智能電網體系結構(Intelligrid Architecture)，都是由美國EPRI 創建、GE 公司管理，有UCA、SISCO、Lucent、EnerNex、Hypertek 等公司參與的一個研究未來電力系統體系結構的國際科學合作項目。Intelligrid 研究計劃致力于開發智能電網架構，目標是為未來的電網建立一個全面、開放的技術體系，支持電網及其設備間的通信與信息交換[12]。2004 年，完成了IECSA 研究；2005 年發布的成果中包含了EPRI 稱為“分布式自治實時架構(DART)”的自動化系統架構。其配電和用戶側的研究越來越呈現出相互耦合、密不可分的方向。目前，EPRI 的研究成果大多數都在配電和用戶側實施，這也與美國當前智能電網發展的大氣候相吻合。
歐洲于2005 年成立了歐洲智能電網論壇，目前，論壇已發表3 份報告：《歐洲未來電網的愿景和策略》重點研究了未來歐洲電網的愿景和需求[1]；《戰略性研究議程》主要關注優先研究的內容[13]；《歐洲未來電網發展策略》提出了歐洲智能電網的發展重點和路線圖[14]。其優先關注的重點領域包括：1）優化電網的運行和使用；2）優化電網基礎設施；3）大規模間歇性電源集成；4）信息和通信技術；5）主動的配電網；6）新電力市場的地區、用戶和能效。
世界著名的IBM、Google、Intel、Simens、Duke等公司也提出了自己的技術解決方案[15-16]，具有代表性的是IBM 與ABB、GE、SBC 等設備制造商聯合提出了智能電網解決方案。IBM 的“智能電網”解決方案涵蓋了完整、規范的數據采集，基于IP 協議的實時數據傳輸，應用服務無縫集成，完整、結構化的數據分析，有針對性的信息展現等5 個層次。
谷歌(Google)已宣布了一個與太平洋煤氣和電力公司(PG&E)的測試合作項目。2008 年9 月，Google 與通用電氣聯合發表聲明，宣布他們正在共同開發清潔能源業務，核心是為美國打造國家智能電網。同時強調，21 世紀的電力系統必須結合先進的能源和信息技術，而這正是通用電氣和谷歌的優勢領域。目前美國大約有1.3 億塊電表，倘若包括計算機、傳感器和網絡系統的投資在內，實現市場轉型，這項改革將拉動超過萬億美元以上的投資，對美國的信息產業也是一個巨大的機會。
值得一提的是，2009 年1 月25 日美國白宮最新發布的《復蘇計劃尺度報告》宣布：將鋪設或更新3000 英里輸電線路，并為4000 萬美國家庭安裝智能電表——美國將推動智能電網的整體革命。
西門子(Simens)公司預期未來智能電網將整合分布式電源和各種儲能元件，實現廠站自動化、智能表計化、負荷可控化以及樓宇(可作為負荷、電源和儲能設備)自動化，并通過IP/以太網實現電網各成員間的通信網絡，具有自適應、自優化和自愈功能，為用戶提供安全可持續和高效率的電力供應。Simens 公司認為智能電網具有4 個特性：1）柔性，滿足用戶需求；2）易接入，保證所有用戶的連接通暢，尤其對于可再生能源和高效、零或低碳排放的本地發電；3）可靠，保障和提高供電的安全性和質量；4）經濟，通過改革及競爭調節實現最有效的能源管理。2004 年，西門子收購了丹麥Bonus公司，從此進入風電市場并持續不斷擴大其生產能力。西門子公司在丹麥投入運行的風電接入控制系統可以使風電接入被有效制，并參與電網的調頻，對電網的影響從負面轉向正面。風電是可控的、可以調節的，不是發多少就接入多少，而是要按照電網的要求來發電，不僅考慮風機的最大效益，而且要實現機網的最大程度協調。此外，要做好風電預測，并與調度計劃編制相結合，充分發揮輸電網的資源優化配置作用。
在輸電側，作為美國電力市場典型的獨立系統運行商(independent system operator，ISO)，PJM 負責美國13 個州的電網調度運行和電力市場組織，因此其智能電網實施主要側重于調度和電力市場業務建設。PJM 目前主要從同步相量技術和高級控制中心(AC2)著手開展智能輸電網研究工作[17]。
在配用電領域，國外電力公司開展了大量的智能化實踐，包括智能表計、用戶電壓控制、動態儲能等。例如：意大利電力公司(ENEL)和法國電力公司(EDF)通過安裝智能雙上一頁 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] ... 下一頁 >> |
作者：張文亮，劉壯志，王明俊，楊旭升（中國電力科學研究院，北京市 海淀區 100192） 合作媒體：專網通信世界-中國電力通信網 編輯：顧北 |
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