综合能源系统与智能电网随着人类进入工业化时代，一直发展到今天，化石燃料一直占据着我们生活中的主要地位。

但社会在发展，现如今，环境问题，能源问题日益突出，人类对能源的数量和质量要求不断提升，所以，新型能源在不断发展，与此同时，智能电网规模也在逐渐扩大。

智能电网是以包括各种发电设备、输配电网络、用电设备和储能设备的物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、网络技术、通讯技术、计算技术、自动化与智能控制技术等与物理电网高度集成而形成的新型电网，它能够实现可观测（能够监测电网所有设备的状态）、可控制（能够控制电网所有设备的状态）、完全自动化（可自适应并实现自愈）和系统综合优化平衡（发电、输配电和用电之间的优化平衡），从而使电力系统更加清洁、高效、安全、可靠。

智能电网在世界的发展还属于起步阶段，智能电网的简历是一个巨大的历史性工程，目前有很多复杂的智能电网项目正在进行中，但是缺口仍然是巨大的。

智能电网的简历，尚有许多技术难题需要攻克。

例如：配电网络系统升级、配电站自动化和电力运输、智能电网网络和智能仪表等。

智能电网对世界经济社会发展的促进作用，智能电网建设对于应对全球气候变化，促进世界经济社会可持续发展具有重要作用。

主要表现在：（1）促进清洁能源的开发利用，减少温室气体排放，推动低碳经济发展。

（2）优化能源结构，实现多种能源形式的互补，确保能源供应的安全稳定。

（3）有效提高能源输送和使用效率，增强电网运行的安全性、可靠性和灵活性。

（4）推动相关领域的技术创新，促进装备制造和信息通信等行业的技术升级，扩大就业，促进社会经济可持续发展。

（5）实现电网与用户的双向互动，革新电力服务的传统模式，为用户提供更加优质、便捷的服务，提高人民生活质量。

综合能源系统将各种新型的清洁能源以及分布式能源并入电网，但是在技术上还有很多难题有待解决。

以V2G为例，传统汽车碳排放是人类碳排放的主要来源之一，据科学家的测算，全球汽车每年向大气层排放的CO2约为40多亿吨，占人类碳排放总量
的20%已经超过了工业领域的排放量，而以电力驱动的电动汽车则是实现交通
低碳化的关键技术之一。

能量效率分析表明,电动汽车的能源利用效率比传统燃油汽车高出46%以上。

更值得关注的是应用V2G模式的电动汽车由于动力装置的区别，以电动机取代燃油机，使用清洁的二次能源电能为汽车提供动力在行驶过程中并不会产生
CO2排放。

即使我们考虑到电力生产过程的CO2排放，相较于传统汽车而言，纯电动汽车也具有13%~68%的碳减排潜力。

而混合动力电动汽车的碳减排能力也能达到30%。

如果通过V2G模式，有10万辆电动车向电网集中供电，就可以取代一台
40万千瓦的火电调峰机组。

利用上述公式进行计算，那么V2G模式净收益将达到10.967千万元。

粗略地按电动车集群与电力公司平分，每年各自收益为5.48千万元。

每辆电动车每年收益为548元，而这只需要每辆电动车每年以4kW功率放电24小时就可以达到的收益（总计96kWh）。

仅此就可看出智能电网和综合能源系统在将来带来的巨大收益，但是同样带来巨大挑战。

还是以V2G为例，如对于单体循环寿命在800 1000 次的锂离子
电池而言，利用成组技术应用到电动公交车上后，其循环使用寿命就只有400 600 次左右，有的甚至更低。

目前电动汽车上使用的几种电池各自有各自的优缺点，没有一种能够真正占据各个性能方面的优势地位。

这也就是目前市场上电动汽车应用领域存在多种蓄电电池共存的主要因素。

显然，如果V2G模式想要推广，必须要研究出使用循环寿命更高的蓄电池。

另外，智能电网必然需要储能系统来提高接纳能力，抑制功率波动。

我国
发展智能电网，储能方面的问题比较大。

一是储能容量有限。

调峰的时候处理用电量小的用户，储能容量还可以保证，但是给想调节用电大户的供电，比如大型工业企业，就很难做到。

而且，在技术层面上还存在储能效率方面的问题。

充电往往需要很长时间，而充、放电的时间与应急的要求也会存在矛盾。

在储能技术领域，国外特别是美国和日本研究起步早，成果多并有丰富的工程实际经验。

由于国内研究起步晚，相关技术与国外还有差距，特别是在飞轮储能等先进储能系统方面经验还较欠缺。

此外，在电力电子接口、储能系统高效转
换等技术方面，国外也处于领先状态。

目前大规模储能技术中只有抽水蓄能技术比较成熟，主要用于电网的调峰、调频以及应急保障，以及辅助核电站进行功率调节。

但是，受地理环境、建设周期较长的约束，以及没有适当的价格政策，我国抽水蓄能电站装机比例小于欧日等国。

为适应智能电网发展，降低可再生能源接入对电网的冲击，提高电网的“兼容性”，维护电网安全稳定运行，除发展抽水蓄能外，应大力发展布置灵活的电池储能技术，包括各类蓄电池，如锂离子电池、钠硫电池、液流电池以及超级电容器等。

提出适合我国的大容量新能源及储能技术的技术标准体系将势在必行，严格的技术标准和规范化管理是驱动储能产业发展的重要动力。

如西班牙等国就规定所有风电在上网前必须向电网提供风机出力曲线和发电短期预测曲线，误差不能超过一定比例，否则将受到惩罚。

这会倒逼发电商主动采用预测技术和储能技术，从而实现新能源发电与电网建设的良性发展。

但我国对新能源入网至今没有强制性的流程和技术要求，很多企业认为只要发出电，不论多少、优劣，电网就必须全额接收，在这种情况下，发电企业自然没有动力采用储能技术。

因此需要制定完善的储能接入技术标准，推动大容量储能技术及其接入的产业化进程。

还有，智能电网在不停的充放电过程中，由于充电线路也存在电阻，会消耗大量的电能，因此，超导材料的研制也需要加快脚步。

另外，家庭用户在充电过程中向电网注入谐波分量，会使测控装置中的电流表、电压表、功率表等计量仪器仪表产生较大的误差。

过量谐波电流会造出电网系统中并联的大容量电容器发生损坏。

较大的谐波电流会增加电网系统的能耗，同时还会产生较大的热量降低电网系统运行可靠性。

谐波还会使充电控制保护系统发生误动、拒动等不利工况，有的甚至会发生跳闸等事故。

虽然有如此多的难题，但是当综合能源系统与智能电网成熟的时候，带来的效益绝对是非同凡响的。