智能電網總體概念2.1

關于智能電網的中文譯名

由于各種事故和災害所涉及到的“關鍵性基礎設施”，如電力、通信、信息、交通、金融等皆已發展成為自身擁有的龐大網絡系統，他們應對網絡災難的智能化措施也各有特點。2.1

關于智能電網的中文譯名作為國家關鍵基礎設施的電力基礎設施從其功能上劃分，可分為輸電網、配電網和終端用戶網等3部分，而每個部分的結構和特點又都有不同功能的智能化要求：對于輸電網而言，不同類型的科研機構、高等院校、管理和運行部門或制造部門都會提出不同的智能化設想規劃，并冠以各不相同的名稱。2.1

關于智能電網的中文譯名在國際上，初期的智能電網就出現了多種多樣的“智能”名稱，如“Smart”(中文翻譯為聰明的、漂亮的、時髦的、巧妙的等，1995年的《21世紀大英漢詞典》出現了智能的、智能化的翻譯)、“Wise”(中文翻譯為明智的、有學問的、有智慧的、聰明的、機靈的等)、“intelligent”(中文翻譯為理解力強的、有才智的、聰明的、明智的，在計算機領域內翻譯為智能的)等多種英語名稱。因此對SmartGrid、GridWise和IntelligentGrid的中文翻譯到目前為止尚無統一的名稱。2.1

關于智能電網的中文譯名但從研發部門的初衷來看SmartGrid、GridWise和IntelligentGrid是有所側重的，SmartGrid、GridWise兩個項目都是由DOE資助立項的，它們側重于配電網絡和用戶的智能化；而IntelligentGrid項目是由美國EPRI創建和研發的，其重點在于電力基礎設施體系結構的重建，如一體化的能源及通信系統體系結構(integratedenergyandcommunicationsystemarchitecture，IECSA)，和隨后延伸的IntelligentGrid體系結構。2.1

關于智能電網的中文譯名在本文中，將“GridWise”譯為“智慧電網”；“SmartGrid”的翻譯依據美國《2007能源獨立和安全法案》中第XIII條款的法律規定看，只能翻譯為“智能電網”，因為法案中將“SmartGrid”定義為“支持國家電力傳輸和配電系統的現代化”的重大措施，“SmartGrid”已含蓋了電力傳輸和配電系統；這樣，為了引用的方便和區分，本文將“IntelligentGrid”翻譯為“智力電網”。在美國“智能電網”的英文名稱還有SmartElectricGrid

(智能電網)、SmartPowerGrid(智能電力網)、IntelligentGrid/Intelligrid

(智力電網)和FutureGrid

(未來電網)等。2.2

智能電網總體概念智能電網是在現代電網中應用數字技術實現電能從電源到用戶的傳輸、分配、管理和控制，以達到節約能源和成本的新一代電力網絡。2.2

智能電網總體概念智能電網的本質就是能源替代和兼容利用。它主要是通過終端傳感器將用戶之間、用戶和電網公司之間形成即時連接的網絡互動，從而實現數據讀取的實時、高速、雙向的效果，整體性提高電網的綜合效率。2.2

智能電網總體概念智能電網實現的三要素：一是有足夠的投資,在龐大的輸電網上安裝足夠數量的傳感器和可進行雙向通信的智能電表

,讓它告訴你整個系統的實時情況。二是必須要有相當健全的通信系統與電子計算機系統,以及統一的通信系統標準。而目前這些還存在不確定性。三是計算機系統足夠的運算能力，通過數據分析，以優化運行和管理2.2

智能電網總體概念2.2.1氣候的變化、燃料成本的飛升、過時的電網基礎設施，以及全新的發電技術改變了所有相關人士的觀念：●發電造成了大約25%的全球溫室氣體排放量，電力公司也在對電力系統的未來走向進行重新思考。●可再生、分布式發電將對減少溫室氣體排放發揮更加重要的作用。●需求方管理將提高能效，降低總耗電量。●實時監控電網性能將提高電網可靠性和利用率，減少燈火管制，并優化電網的投資回報。

這些供需方面的變化需要一個全新、更加智能的系統，來管理日趨復雜的電網。2.2

智能電網總體概念2.2.2

在意識到這些問題后，能源企業開始將信息和通信技術（ICT）集成入電力基礎設施，使電力系統實現“智能化”。接近實時的信息使公用事業公司能夠將整個電力系統作為一個集成框架加以管理，主動地檢測和響應各個地區和設備的電力需求、供應、成本、質量和溫室氣體排放量的變化。同樣，更為出色的信息也使消費者能夠管理能源使用，滿足其需求。正如美國前副總統阿爾·戈爾所說，“就像互聯網的推出引發了強大的信息經濟問世一樣，電力網絡或智能電網的開發將促使動態、全新、可再生能源經濟的誕生。2.2

智能電網總體概念2.2.3智能電網潛在的環境和經濟優勢是不容忽視的。西北太平洋國家實驗室近期對家庭利用智能電網技術監控和調整家中能耗的情況進行了調查。結果表明，家庭用戶每年的電費平均降低了10%。如果該方案廣泛部署的話，每年能夠將公用電網高峰負載降低15%，這相當于超過100千兆瓦時的電量，而為了獲取這些電量，在美國未來20年內就需要建設100座、各為2000兆瓦裝機容量的大型燃煤發電廠。此舉將節省新電廠和電網投資達2000億美元，相當于減少了3000萬路面行駛車輛。2.2

智能電網總體概念2.2.4

一個由出色技術支持的電力系統將更加高效，不僅能夠減少溫室氣體排放，還能提高電力可靠性。具體來說，智能電網能夠：●通過自動關閉家庭、辦公室和工廠中的指定設備，減少電力使用高峰電量●提供能耗的即時反饋，減少浪費●鼓勵廠商生產“智能”設備，減少能源使用●隔離電網中的干擾因素，檢測并防止電力燈火管制2.2

智能電網總體概念2.2.5

智能電網的主要應用2.2

智能電網總體概念智能電網的主要應用包括：●智能電網平臺：自動收集電網中所有相關節點電網狀態信息。過去，只是收集高壓電網和部分中壓電網的信息，而現在全面查看電網狀態正變得日益重要。管理人員能夠發現所有地區的電網損耗，并能更好地管理可再生能源，它們通常能向以前未監視過的地區供電。管理系統日趨復雜，這也需要用智能技術集成分散的決策機制，從而實現電網管理的優化，大幅度減少斷電現象。2.2

智能電網總體概述●電網監控和管理：利用收集的信息實時控制電網如果釆取措施快速隔離故障，代價高昂的斷電現象即可減少。電力公司正在安裝傳感器以接近實時地（秒到毫秒級延遲）監控電網，盡早地發現故障。這些監控系統將從起始的輸電網擴展至配電網。

電網狀態信息被集成接入電力公司的SCADA系統，實現接近實時的電網電力自動化控制。2.2

智能電網總體概述●集成維護：延長資產生命周期從中長期來看，收集信息能夠優化電網資產的維護戰略。由于使用、年限和許多其他因素的不同，資產狀況可能存在很大差異。固定周期式的傳統維護策略不再適用。管理人員能夠對資產進行持續監控，關鍵問題可被提早發現。借助全新通信技術，現場技術人員能夠獲得關鍵資產狀態信息，確保問題得以及時解決。

這一全新的維護方法能夠顯著地延長資產使用壽命，避免發生代價高昂的中斷事件。2.2

智能電網總體概述●智能計量：實時能耗監控

由于受到產量、燃料價格、氣候條件和需求波動等供需關系的影響，當今批發市場的電力價格反復無常。一般來說，晚間非高峰用電的價格比白天的價格低50%。但是，消費者通常只是見到一個與時間周期無關的平穩價格。在能源法規制訂者的要求下，一些公用事業公司開始以“智能電表”替換傳統的機械電表，使客戶能根據一天中的時間段選擇可變價位。通過讓客戶隨時看到其所消耗能源的實際成本，他們能夠相應地做出調整，關閉一些設備，將能耗從高價格時段轉換至低價格時段。

這一錯峰用電和限電機制能夠同時降低消費者成本和消費者對電力公司的高峰需求。2.2

智能電網總體概述●需求方管理：降低家庭、辦公室和工廠的電力消耗通過持續監控電力消耗和主動管理設備耗能方式，需求方管理能夠有效地減少家庭、辦公室和工廠的電力消耗。管理的內容包括需求響應計劃、智能電表和可變電價、配備智能設備的智能樓宇，以及能源儀表板。

這些創新組合在一起，使電刀公司和消費者能夠更有效地管理和響應電力需求的變化。2.2

智能電網總體概述●集成可再生能源：鼓勵家庭和企業安裝自己的可再生能源

小規模低炭源發電：一些家庭和辦公室利用小型發電設備本地供電更加經濟高效。這些設備包括光電和太陽能設備等可再生能源設備，以及不可再生設備，如具備熱回收功能的燃油或燃氣發電機。小規模低炭源產電技術的價格正變得更加廉宜。由于技術類型和操作環境（地點、利用率、政府補助金）的差異，與傳統發電相比，它們具有更強的競爭力，并能減少溫室氣體排放。但是，大規模推廣這些技術還需要獲得公眾的支持和進一步的技術研發。

小規模低炭源產電技術與智能電網相結合，將幫助消費者成為“電網一個積極的組成部分”，而非置身局外，并能與中央發電集成。

此外，智能電網將允許電力公司將分布式發電資產作為“虛擬電廠”集成到它們的體系之中。2.2

智能電網總體概述●汽車電網：直至最近，抽水蓄能電站依然是大規模存儲電力的唯一經濟的選擇。隨著插電型油電混合車（PHEV）和電動汽車的開發，新的機遇將改變市場。例如，當汽車電池價格低時，可用來存儲電能，而當價格升高時，可再賣回給電網。

就駕駛者而言，其車輛將成為控制電力成本的一種有效方式，而電力公司則能利用PHEV車隊為電網供電，以解決高峰期的電力需求。2.2

智能電網總體概述2.2.6歐美智能電網發展的簡況●

2008年美國科羅拉多州的波爾得(Boulder)已經成為了全美第一個智能電網城市，其他多個州已經開始設計智能電網系統，近兩年可能將超過10個州。

●

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—美國行將推動智能電網的整體革命。

2.2

智能電網總體概述●智能電網在英國、法國、德國等都有潮流性發展趨勢。2006年歐盟理事會的能源綠皮書《歐洲可持續的、競爭的和安全的電能策略》(AEuropeanStrategyforSustainable，CompetitiveandSecureEnergy)明確強調歐洲已經進入一個新能源時代，智能電網技術是保證歐盟電網電能質量的一個關鍵技術和發展方向。2.2

智能電網總體概述●在中國電力行業熱烈慶祝首座1000千伏交流輸變電項目，“晉東南—南陽—荊門”特高壓試驗示范工程建成投運的時刻，大洋彼岸的人們卻在熱議IBM公司CEO塞繆爾·帕爾米薩諾對奧巴馬的一項新建議，將信息革命與新能源革命整合—大力發展智能

電網

……

中國也開始行動了……2.2

智能電網總體概述(結論)不斷攀升的燃料成本、