“十年之期”已到！智能電網(wǎng)實(shí)現了哪些重要突破？

智能電網(wǎng)能夠實(shí)現分布式電源等各類(lèi)發(fā)電廠(chǎng)、高電壓網(wǎng)絡(luò )、大容量?jì)δ苎b置、智能家居、電動(dòng)汽車(chē)等的有機連接。10多年來(lái)，我國智能電網(wǎng)核心技術(shù)取得全面進(jìn)步，很多技術(shù)和設備實(shí)現了“中國制造”和“中國引領(lǐng)”。

先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)和控制技術(shù)，通過(guò)與物理電網(wǎng)高度集成，形成智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)能夠大幅提高電網(wǎng)接受可再生能源的能力，從而節約能源、發(fā)展清潔能源；對電力系統狀態(tài)不斷進(jìn)行檢測、分析，對故障自動(dòng)作出反應，并在故障后迅速恢復供電；不斷使用新技術(shù)，提高運行效率；實(shí)現智能用電，提高用電效率，滿(mǎn)足客戶(hù)多元化需求，實(shí)現優(yōu)質(zhì)服務(wù)。通過(guò)對發(fā)電、輸電、配電、用電和服務(wù)進(jìn)行監控和優(yōu)化調度，智能電網(wǎng)技術(shù)使電網(wǎng)達到清潔、高效、安全。

天津：智能電網(wǎng)綜合示范工程

2007年11月18日，中國、新加坡兩國政府簽署協(xié)議，合作建設中新天津生態(tài)城（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“生態(tài)城”）。生態(tài)城位于天津濱海新區，總面積約30平方公里，周邊交通便利。作為國家生態(tài)示范建設工程，生態(tài)城可再生能源的綜合利用和生態(tài)環(huán)境保護問(wèn)題受到高度的重視。

國家電網(wǎng)公司選擇在生態(tài)城建設智能電網(wǎng)綜合示范工程，工程總體目標是建設與生態(tài)城發(fā)展定位相匹配，各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的堅強、自愈、靈活的智能城市電網(wǎng)。2011年9月19日，工程正式建成投運。

該工程遵循“能復制、能實(shí)行、能推廣”的規劃思路，從電力流、信息流、業(yè)務(wù)流統一融合的角度，基于6大環(huán)節1個(gè)平臺（發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度和通信信息平臺），按照電源側、電網(wǎng)側和用電側將綜合示范工程劃分為12個(gè)子項，并開(kāi)發(fā)了12個(gè)應用系統。

在示范工程建設過(guò)程中，國網(wǎng)天津市電力公司圍繞工程建設管理、技術(shù)和管理創(chuàng )新、政策支持等方面進(jìn)行了積極探索與實(shí)踐。作為世界上覆蓋區域最廣、功能最齊全的智能電網(wǎng)綜合示范工程，該工程的竣工投運為我國乃至全世界樹(shù)立了全新的建設標準和典范，為其他地區的智能電網(wǎng)建設提供了參考。

截至目前，生態(tài)城核心區日常用電負荷40兆瓦左右，區域共有4條110千伏輸電線(xiàn)路，4條35千伏輸電線(xiàn)路，2座110千伏變電站，2座35千伏變電站，1座容量為10兆瓦時(shí)的儲能電站，在建110千伏變電站2座，220千伏變電站1座。區域內可再生能源也十分豐富，其中，風(fēng)電裝機容量4.5兆瓦，光伏裝機容量10兆瓦，可再生能源消納率100%。

山東：5G賦能智能電網(wǎng)

近年來(lái)，山東青島供電公司聯(lián)合中國電信青島分公司、華為公司等合作伙伴，積極進(jìn)行5G智能電網(wǎng)實(shí)驗網(wǎng)建設。自2019年10月以來(lái)，青島供電公司先后在青島古鎮口、金家嶺、奧帆中心以及青島供電公司調度大樓四大示范區建設5G站點(diǎn)29個(gè)，部署電力專(zhuān)用邊緣計算設備2套，建成了目前國內規模最大的5G智能電網(wǎng)實(shí)驗網(wǎng)。

通過(guò)近一年的持續投入，目前，青島供電公司打造的5G智能電網(wǎng)先行示范區推出一系列創(chuàng )新成果。成果聚焦智能分布式配電（包括5G縱差保護、5G智能分布式FA）、電力切片和安全隔離、變電站作業(yè)監護及配網(wǎng)態(tài)勢感知等專(zhuān)題，全力開(kāi)拓最佳應用實(shí)踐。

5G縱差保護和智能分布式FA（饋線(xiàn)自動(dòng)化）屬于智能分布式配電自動(dòng)化的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，也是堅強智能電網(wǎng)的關(guān)鍵應用。2020年1月，在古鎮口區域，基于5G網(wǎng)絡(luò )切片的5G配網(wǎng)縱差保護外場(chǎng)試點(diǎn)上線(xiàn)；在嶗山區金獅廣場(chǎng)，基于5G切片的智能分布式FA試點(diǎn)商業(yè)應用上線(xiàn)。電力行業(yè)對安全隔離性要求非常嚴格，青島供電公司始終把5G的安全隔離性放在首位，依據電力監控系統安全防護總體方案要求，結合5G承載電網(wǎng)業(yè)務(wù)模型進(jìn)行應用場(chǎng)景設計。

在階段性成果的基礎上，青島供電公司將推進(jìn)5G智能電網(wǎng)規模商用。

江蘇：探索智能用電新方式

2020年9月，國網(wǎng)江蘇省電力有限公司建成“零碳”直流家居屋，房間內配置了空調、冰箱等15種直流家電。通過(guò)無(wú)線(xiàn)直流供能方式，電飯煲、電水壺等廚房電器省去了插拔插頭的操作，在易于收納取放的同時(shí)，出現異常情況時(shí)還可自動(dòng)停機，提升了家庭用電的安全性。

日常生活中，220伏交流電是常見(jiàn)的入戶(hù)供電方式，但是，有時(shí)需要將交流電轉換為直流電，對電器的電子器件進(jìn)行靈活控制。例如，變頻空調、節能冰箱就是通過(guò)直流電控制壓縮機，達到節能減排；電視機也是通過(guò)直流供電來(lái)顯示圖像。

直流家居屋直接采用直流供電，既減小了電器體積，也提高了用電效率；與此同時(shí)，當今快速發(fā)展的太陽(yáng)能發(fā)電、儲能電池等的電能也都是直流電，因此，采用直流配電系統，可省去交流、直流的轉換環(huán)節，在大幅提高能效的同時(shí)，使系統更加靈活、可靠。

此外，直流家居屋中的直流電能路由器更是起到了“大腦中樞”的作用。通過(guò)電能路由器的智能決策，可以根據實(shí)時(shí)電價(jià)信息來(lái)調整用電負荷，節省居民用電費用，另外，還可以對光伏和儲能進(jìn)行高效管理，將多余的光伏電量存儲起來(lái)供夜間使用。據估計，采用直流供電可以讓一個(gè)四口之家每年節省用電近400千瓦時(shí)，倘若居民接入光伏，還可再節省電費將近30%，家庭二氧化碳排放量減少40%以上。

下一步，國網(wǎng)江蘇電力將推進(jìn)直流配網(wǎng)示范工程建設，不斷完善直流家居生態(tài)體系。

【專(zhuān)訪(fǎng)】

圍繞智能電網(wǎng)技術(shù)，記者對國網(wǎng)能源研究院電網(wǎng)發(fā)展綜合研究所所長(cháng)韓新陽(yáng)進(jìn)行了專(zhuān)訪(fǎng)。

記者：國內智能電網(wǎng)經(jīng)過(guò)10多年的發(fā)展，技術(shù)上主要實(shí)現了哪些重要突破？還面臨哪些問(wèn)題？

韓新陽(yáng)：10多年來(lái)，我國智能電網(wǎng)核心技術(shù)取得全面進(jìn)步，很多技術(shù)和設備實(shí)現了“中國制造”和“中國引領(lǐng)”。特高壓輸變電技術(shù)保持國際領(lǐng)先，特高壓交直流混聯(lián)大電網(wǎng)安全運行控制和仿真技術(shù)持續領(lǐng)先，柔性直流輸電技術(shù)、交直流混合配電網(wǎng)、統一潮流控制器、高彈性電網(wǎng)技術(shù)不斷取得突破和應用。“大云物移智鏈邊”等先進(jìn)信息通信技術(shù)與能源電力技術(shù)深度融合，有力支撐能源電商、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、多站融合、綜合能源、智能芯片等新業(yè)務(wù)新模式蓬勃發(fā)展，以及電網(wǎng)數字化、智能化、智慧化轉型升級。

當前，在能源革命和數字革命大背景下，智能電網(wǎng)正加速向能源互聯(lián)網(wǎng)轉型升級，能源技術(shù)與數字技術(shù)加速深度融合，源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動(dòng)技術(shù)、多種能源優(yōu)化互補技術(shù)將推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)的物理網(wǎng)架、信息支撐、價(jià)值創(chuàng )造三大體系從戰略走向實(shí)踐。

為推動(dòng)智能電網(wǎng)進(jìn)一步向能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，我們要深入貫徹“四個(gè)革命，一個(gè)合作”能源安全新戰略，堅持“創(chuàng )新、協(xié)調、綠色、開(kāi)放、共享”五大發(fā)展理念，著(zhù)力在特高壓關(guān)鍵組部件、高性能電工材料、電力專(zhuān)用工控芯片等一系列核心技術(shù)上加強攻關(guān)、取得突破；依托“大云物移智鏈邊”等技術(shù)，加強智能終端、通信網(wǎng)絡(luò )和系統平臺等建設，推動(dòng)電網(wǎng)在形態(tài)、技術(shù)、功能、價(jià)值等方面的持續升級。

記者：我們了解到美國較早開(kāi)展了智能電網(wǎng)的研究，于2001年提出了智能電網(wǎng)概念，現在包括美國在內的其他國家智能電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)展如何？

韓新陽(yáng)：根據國際能源署IEA的統計數據，全球電網(wǎng)投資自2016年以來(lái)呈下降趨勢，但智能設備投資在總投資中的占比卻在上升，投資重點(diǎn)趨于集中。不過(guò)，各國智能電網(wǎng)發(fā)展的驅動(dòng)力、發(fā)展進(jìn)程和重點(diǎn)領(lǐng)域則呈現一定的差異。

美國智能電網(wǎng)發(fā)展的驅動(dòng)力來(lái)自于能源獨立戰略和老舊電力設施升級的需要。自2007年《能源獨立與安全法案》和2009年《美國恢復和再投資法案》頒布以來(lái)，一系列支持智能電網(wǎng)發(fā)展的政策和投資方案陸續發(fā)布，推動(dòng)了智能計量裝置、儲能等智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應用。

歐洲智能電網(wǎng)發(fā)展的根本驅動(dòng)力是實(shí)現可再生能源發(fā)展和節能減排目標。歐盟委員會(huì )在2009年成立了智能電網(wǎng)小組；2019年年初通過(guò)清潔能源一攬子法令，歐盟各國將根據法令制定本國相應法律，鼓勵信息通信、智能技術(shù)在電網(wǎng)中的運用。

日本智能電網(wǎng)發(fā)展的驅動(dòng)力來(lái)自于國家能源安全。日本從21世紀初開(kāi)始著(zhù)手投資智能電網(wǎng)，自2003年以來(lái)陸續建設了一系列包括微電網(wǎng)、智慧城市在內的智能電網(wǎng)示范工程。2011年福島核電廠(chǎng)事故發(fā)生后，日本大力發(fā)展包括新能源、需求響應在內的智能電網(wǎng)技術(shù)，計劃在2024年完成境內5000萬(wàn)戶(hù)家庭的智能電表升級，屆時(shí)用戶(hù)和電網(wǎng)的交互能力將進(jìn)一步得到加強。