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智能电网的研究进展及发展趋势 |
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[ 通信界 / 张文亮，刘壮志，王明俊，杨旭升（中国电力科学研究院，北京市 海淀区 100192） / www.cntxj.net / 2010/1/4 20:54:57 ] |
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智能电网的发展，严格的温室气体排放政策显然起到了更大的推动作用，分布式能源和可再生能源接入研究也相应获得了更多的支持。
国外电力企业智能电网的应用实践工作主要集中在配电和用户侧。在输电侧目前有EPRI、ABB、PJM 等机构和企业开展相关研究，但其研究缺少整体性，且缺少实际的应用推广支撑。
2003 年4 月2—3 日，美国65 位来自电力公司、电力设备制造商、联邦和州政府官员、大学和国家实验室的高级专家汇聚一堂，讨论美国未来的电力系统。会后，于2003 年6 月以美国能源部输配电办公室的名义发布了一份名为“Grid 2030——电力的下一个100 年的国家设想”的报告[9]。这份报告可谓是美国电力改革的纲领性文件，描绘了美国未来电力系统的设想，并确定了各项研发和试验工作的分阶段目标。2003 年初到2004 年历时18 个月先期完成的综合能源及通信系统体系结构(integratedenergy and communication architecture ，IECSA)[10-11]，和随后延伸的智能电网体系结构(Intelligrid Architecture)，都是由美国EPRI 创建、GE 公司管理，有UCA、SISCO、Lucent、EnerNex、Hypertek 等公司参与的一个研究未来电力系统体系结构的国际科学合作项目。Intelligrid 研究计划致力于开发智能电网架构，目标是为未来的电网建立一个全面、开放的技术体系，支持电网及其设备间的通信与信息交换[12]。2004 年，完成了IECSA 研究；2005 年发布的成果中包含了EPRI 称为“分布式自治实时架构(DART)”的自动化系统架构。其配电和用户侧的研究越来越呈现出相互耦合、密不可分的方向。目前，EPRI 的研究成果大多数都在配电和用户侧实施，这也与美国当前智能电网发展的大气候相吻合。
欧洲于2005 年成立了欧洲智能电网论坛，目前，论坛已发表3 份报告：《欧洲未来电网的愿景和策略》重点研究了未来欧洲电网的愿景和需求[1]；《战略性研究议程》主要关注优先研究的内容[13]；《欧洲未来电网发展策略》提出了欧洲智能电网的发展重点和路线图[14]。其优先关注的重点领域包括：1）优化电网的运行和使用；2）优化电网基础设施；3）大规模间歇性电源集成；4）信息和通信技术；5）主动的配电网；6）新电力市场的地区、用户和能效。
世界著名的IBM、Google、Intel、Simens、Duke等公司也提出了自己的技术解决方案[15-16]，具有代表性的是IBM 与ABB、GE、SBC 等设备制造商联合提出了智能电网解决方案。IBM 的“智能电网”解决方案涵盖了完整、规范的数据采集，基于IP 协议的实时数据传输，应用服务无缝集成，完整、结构化的数据分析，有针对性的信息展现等5 个层次。
谷歌(Google)已宣布了一个与太平洋煤气和电力公司(PG&E)的测试合作项目。2008 年9 月，Google 与通用电气联合发表声明，宣布他们正在共同开发清洁能源业务，核心是为美国打造国家智能电网。同时强调，21 世纪的电力系统必须结合先进的能源和信息技术，而这正是通用电气和谷歌的优势领域。目前美国大约有1.3 亿块电表，倘若包括计算机、传感器和网络系统的投资在内，实现市场转型，这项改革将拉动超过万亿美元以上的投资，对美国的信息产业也是一个巨大的机会。
值得一提的是，2009 年1 月25 日美国白宫最新发布的《复苏计划尺度报告》宣布：将铺设或更新3000 英里输电线路，并为4000 万美国家庭安装智能电表——美国将推动智能电网的整体革命。
西门子(Simens)公司预期未来智能电网将整合分布式电源和各种储能元件，实现厂站自动化、智能表计化、负荷可控化以及楼宇(可作为负荷、电源和储能设备)自动化，并通过IP/以太网实现电网各成员间的通信网络，具有自适应、自优化和自愈功能，为用户提供安全可持续和高效率的电力供应。Simens 公司认为智能电网具有4 个特性：1）柔性，满足用户需求；2）易接入，保证所有用户的连接通畅，尤其对于可再生能源和高效、零或低碳排放的本地发电；3）可靠，保障和提高供电的安全性和质量；4）经济，通过改革及竞争调节实现最有效的能源管理。2004 年，西门子收购了丹麦Bonus公司，从此进入风电市场并持续不断扩大其生产能力。西门子公司在丹麦投入运行的风电接入控制系统可以使风电接入被有效制，并参与电网的调频，对电网的影响从负面转向正面。风电是可控的、可以调节的，不是发多少就接入多少，而是要按照电网的要求来发电，不仅考虑风机的最大效益，而且要实现机网的最大程度协调。此外，要做好风电预测，并与调度计划编制相结合，充分发挥输电网的资源优化配置作用。
在输电侧，作为美国电力市场典型的独立系统运行商(independent system operator，ISO)，PJM 负责美国13 个州的电网调度运行和电力市场组织，因此其智能电网实施主要侧重于调度和电力市场业务建设。PJM 目前主要从同步相量技术和高级控制中心(AC2)着手开展智能输电网研究工作[17]。
在配用电领域，国外电力公司开展了大量的智能化实践，包括智能表计、用户电压控制、动态储能等。例如：意大利电力公司(ENEL)和法国电力公司(EDF)通过安装智能双上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] ... 下一页 >> |
作者：张文亮，刘壮志，王明俊，杨旭升（中国电力科学研究院，北京市 海淀区 100192） 合作媒体：专网通信世界-中国电力通信网 编辑：顾北 |
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