智能电网鼓励使用可再生能源 兼容性更高

      从托马斯？爱迪生和尼古拉？特斯拉的年代以来，电力工业并没有发生根本性的变化，电力的生产、输送和消费依然沿袭着与很多年前相同的模式。爱迪生和特斯拉能很容易地弄清楚今天的电力行业会是什么样子：电力始终是单向流动的——从发电厂生产出的电力通过电网系统输送到用电端进行使用。

　　今天，整个电力系统的运行远不够经济。统计显示，由于效率低下，从一次能源到有效电力消费的整个能源链中，损失了大约80%的能源。包括发电、输电和用电在内的各个环节，运行效率都存在巨大的提升空间。而在气候变化问题日益严峻的今天，电力系统的低效运行意味着更多。低效等同于浪费更多的电力，因此需要更多的燃料满足人们电力需求，而这意味着更多的排放。

　　今天，电力系统的运行也远谈不上可靠。统计显示，仅在美国，每年不可靠的电力所造成的损失就多于1000亿美元，相当于花1美元买电，同时还得付出30美分的停电损失。仅扰动和断电（不计大停电）每年的损失就高达790亿美元。

　　今天，可再生能源发电在飞速成长，而这种因为间歇性而不断变化的能源也带来了新的挑战。怎样让这些不稳定的电力得到使用？为了实现日益增加的可再生能源的并网，电力系统的结构形式和运行方式需要得到调整。

　　今天，人们基本上还只能被动、不加选择地接受电力公司供给的电力。而事实是，用户可以变得更“主动”，从前的配电网也可以成为收集分布式能源的接受电网。人们也可以减少尖峰负荷时的电力使用，使电网运行更可靠、更经济，甚至可以对不同质量的电力进行消费选择。

　　怎样应对这些挑战？

　　2006年，IBM公司与全球顶尖电力专业研究机构、电力企业合作开发了“智能电网”解决方案。这一方案被形象比喻为电力系统的“中枢神经系统”，电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件和分析工具，自动监控电网，优化电网性能、防止断电、更快地恢复供电，消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。

　　如今，成熟的智能电网还在孕育过程中，但显然，它寄托着克服今天所有电力系统缺陷的希望。

　　要“巧干”，不要“苦干”

　　现代经济的运行模式告诉我们，工作“要巧干，而不要苦干”。花一点时间和精力分析我们的工作方式，比单纯地增加工作强度效果更好。对人来说如此，对于电力系统而言同样如此。

　　根据国际能源署的预测，未来20年，我们每周要增加一座1GW的电厂和相关电网设施。而与国外相对成熟稳定的电力市场不同，中国仍是一个发展中的电力市场。中国经济仍然在快速增长，经济和社会的飞速发展也带来了持续强劲增长的电力需求。

　　根据相关预测，2010年中国人均用电量将突破3000千瓦时大关，而到2015年人均电量有望突破4000千瓦时。这意味着，“十二五”末期，中国投入运行的装机总量需要达到12。6亿千瓦，电源装机总量将超过美国，位居世界第一。

　　快速增长的电力需求需要得到应对，但单纯地“苦干”将带来大量的风险和麻烦。仅以新建电力基础设施的方式满足增长的电力需求，必将导致日益严重的资源和环境问题，而这将给电力企业带来越来越大的压力。因此，未来的电力系统必须以更为经济的方式应对这种容量的增加。

　　正如中国宏观经济发展不平衡的状况一样，中国不同地区间的电力消费量也存在较大的差异。总体而言，水资源在西南，煤炭资源在“三西”（山西、陕西、蒙西），而主要负荷分布于东部沿海地区。中国的电网建设规划也必须依赖这种资源禀赋，长距离的电力输送是必不可少的。而提高电网效率的一种方式是提高输电线路电压，通过提升电压来降低线路电流，从而降低线路损耗。特高压输电技术因此具有绝对的优势，能使输电环节经济性更高。

　　资料显示，与500千伏输电相比，特高压输电线路损耗大大降低，1000千伏特高压交流线路损耗是500千伏交流线路的1/16到1/4。而且，1000千伏特高压交流输电和500千伏超高压交流输电相比，可节省约2/3的土地资源，并在输电容量相同的条件下，节省导线材料约一半，铁塔用材约2/3。

　　而减少低压侧电网中的电力损耗同样非常重要。据统计，对于世界范围而言，电力损耗有约三分之二发生在低压侧电网，因此配电环节具有巨大的节能潜力。

　　智能电网可以让这种节能潜力得到发挥。与传统的电网相比，智能电网可以进一步扩展对电网的监视范围和监视详细程度，整合各种管理信息和实时信息，为电网运行和管理人员提供更全面、完整和细致的电网状态视图，并加强对电力业务的分析和优化，实现更精细化和智能化的运行和管理。

　　智能电网是电力行业与信息技术的结合，但信息技术并不是全部。ABB集团首席技术官唐维诗表示，智能电网是“大脑”和“肌肉”的结合。决策智能层相当于人的大脑，而底层或物理层类似于人体的肌肉。但是，如今经常出现的情况是，人们只谈“大脑”不谈“肌肉”。然而，如果设备没有达到预期效果，那么最好的控制系统也不会有多大用处。

　　例如，配电变压器就是一种非常重要的节能设备。用户往往关注变压器自身的价格，但没有考虑到未来整个生命周期中变压器的耗电量。实际上，节能型变压器在生命周期内的综合成本要比便宜的非节能型变压器低得多。

　　好的设备使电力系统“巧干”成为可能。控制系统可以对系统状态进行及时准确的了解，并做出最佳决策，用户也可以自行改进用电模式以适应电网状况。