智能电网的愿景概述佘曦超陈晨李阳罗俊鹏（东南大学江苏省南京市）Development Trend of Smart GridSHE xi-chao CHEN chen LI yang LUO jun-peng（Southeast university Nanjing Jiangsu province）ABSTRACT: Smart Grid has become a hot topic in recent years when it comes to the development trend of grid at home and abroad. However, there is not a unified definition of the smart grid up to now. It is considered in this paper that smart grid includes features such as flexible, clean, secure, economic, friendly and so on, combining the energy technology and information technology, highlighting the interaction and response between the user side and the grid side. And we predict five trends of the development of smart grid in this paper. It is no doubt that smart grid will lead a new industrial revolution, and China should seize the opportunity to play a lead role in this field.KEY WORDS: smart grid; interaction; response; development trend; industrial revolution摘要：智能电网已经成为近年来国内外有关电网发展趋势的热门话题，关于未来智能电网的形态，世界上尚未有统一定论。

本文认为智能电网是能源技术和信息技术的高度结合，具有灵活、清洁、安全、经济、友好等性能，突出了用户侧和电网侧的互动和响应，并提出了对未来智能电网的五点的愿景。

智能电网必将引领新的一场产业变革，中国应该抓住后发国家优势，成为未来智能电网的引领者。

关键词：智能电网；互动；响应；愿景；产业变革引言随着全球资源环境压力的不断增大，社会对环境保护、节能减排和可持续性发展的要求日益提高。

同时，电力市场化进程的不断推进以及用户对电能可靠性和质量要求的不断提升，要求未来的电网必须能够提供更加安全、可靠、清洁、优质的电力供应，能够适应多种能源类型发电方式的需要，能够更加适应高度市场化的电力交易的需要，能够更加适应客户的自主选择需要，进一步提高庞大的电网资产利用效率和效益，提供更加优质的服务。

为此，以美国和欧盟为代表的不同国家和组织不约而同地提出要建设灵活、清洁、安全、经济、友好的智能电网，将智能电网视为未来电网的发展方向。

而在当前的国内外经济社会形势下，建设中国智能电网对于促进节能减排，发展低碳经济，拉动内需，带动相关产业发展，改善民生，保障经济社会和谐发展具有重要意义，成为国家能源战略的必然选择。

目前中国正在建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制等技术，构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的坚强智能电网。

预计到2020年后，智能电网将逐步进入成熟模式，电力供需格局将发生重大变化。

电力生产者和消费者之间的界限越来越模糊，之间互动越来越明显。

两者通过充分沟通、反馈，使供需双方利益最大化。

由于储能技术的进步，电力生产和消费将不完全是同步行为，由此导致生产和消费模式将发生变革。

同时通过电力技术和信息技术的深度结合，电力流、信息流、业务流将高度一体化融合，实现多元化电源和不同特征电力用户的灵活接入和方便使用，极大提高电网的资源优化配置能力，大幅提升电网的服务能力，带动电力行业及其它产业的技术升级，满足我国经济社会全面、协调、可持续发展要求。

下面将提出五点对中国智能电网发展的愿景。

一、分布式发电“无处不在”分布式发电（Distributed Generation，简称DG），通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。

主要包括小型水力发电、风力发电、光伏发电、生物质能发电、燃气轮机发电、燃料电池发电、地热发电、冷热电联产梯级应用等。

全球气候变化以及极端气候带来的严重后果促使人类不得不大幅度减少燃烧化石类燃料，而改用清洁的可再生的能源，以减少温室气体排放。

实验表明分布式发电技术是新能源重要应用手段。

分布式发电的优势在于可以充分开发利用各种可用的分散存在的能源，包括本地方便获取的化石类燃料和可再生能源，提高能源的利用效率。

由于分布式发电大多较靠近供电区，建置成本较集中式发电低廉，还能避免因长程电力传输所造成的损失，提高供电品质与稳定度，更具有经济效益。

同时，分布式发电系统相互独立，可自行控制，弥补大电网稳定性的不足，在意外发生时继续供电，成为集中供电不可或缺的重要补充。

分布式发电还可对区域电力的质量和性能进行实时监控，非常适合向农村、牧区、山区，发展中的大、中、小城市或商业区的居民供电，大大供电压力和环保压力。

同时大容量、高密度的储能技术日趋成熟，尤其是钠硫电池、液流电池、锂离子电池等电化学储能技术投入商业运行，对于分布式发电构成有力的支撑，二者组成功能互补的微网。

尽管分布式发电仍然具有间歇性和波动性，但由于电力电子技术的运用，智能电网已经相当柔性，并网接入和安全稳定控制不再是难题，基本实现“即插即用”。

2020年后，至少10%的电力将来自用户侧的因地制宜的分布式发电，其中包括小型水力发电、风力发电、光伏发电、生物质能发电、燃气轮机发电、燃料电池发电、地热发电、冷热电联产梯级应用等。

尽管每一处DG的容量都很有限，甚至微不足道，但DG的分布极为广泛，从海滩到沙漠，从偏僻的山村到繁华的都市，从屋顶到墙壁，从地上到地下，甚至汽车和火车上都贴满了可以发电的薄膜。

二、电源或负荷可在“任何时候”投入或退出智能电网的核心在于构建具备智能判断与自适应调节能力的多种能源统一入网和分布式管理的智能化网络系统，可对电网与用户用电信息进行实时监控和采集，且采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端用户，实现对电能的最优配置与利用，提高电网运营的可靠性和能源利用效率。

要达到这一目标，必须要实现电源或负荷可在“任何时候”投入或退出的能力，这样才能真正保障电网安全可靠的运行。

这将要求智能电网具有较高的调节能力和适应能力。

相比于现在的电网系统，智能电网在调节能力和适应能力上具有以下优势：（1）具有坚强的电网基础体系和技术支撑体系，能够抵御各类外部干扰和攻击，能够适应大规模清洁能源和可再生能源的接入，电网的坚强性得到巩固和提升。

（2）信息技术、传感器技术、自动控制技术与电网基础设施有机融合，可获取电网的全景信息，及时发现、预见可能发生的故障。

故障发生时，电网可以快速隔离故障，实现自我恢复，从而避免大面积停电的发生。

（3）柔性交/直流输电、网厂协调、智能调度、电力储能、配电自动化等技术的广泛应用，使电网运行控制更加灵活、经济，并能适应大量分布式电源、微电网及电动汽车充放电设施的接入。

（4）通信、信息和现代管理技术的综合运用，将大大提高电力设备使用效率，降低电能损耗，使电网运行更加经济和高效。

（5）实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用，为运行管理展示全面、完整和精细的电网运营状态图，同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案。

除此以外，当设备出现故障时，缺乏“弹性”的电网出现危险的可能性会很大。

理想的智能电网经常应用连接多个电源的网络设计方式。

当出现故障或发生其他的问题时，在电网设备中的先进的传感器确定故障并和附近的设备进行通信，以切除故障元件或将用户迅速地切换到另外的可靠的电源上，同时传感器还有检测故障前兆的能力，在故障实际发生前，将设备状况告知系统，系统就会及时地提出预警信息。

2020年后，智能电网将具备更多、更有效的调节手段，弹性大大增强，完全可以承受电源或负荷在投入或退出时带来的冲击。

三、电力交易市场对“任何人”无歧视透明开放要优化资源配置，就需要建立公开透明的市场运营机制。

2020年后，智能电网将在保证电网安全稳定运行的前提下，构建一个对发电侧和需求侧都开放的、任何人都可以参与的、完全按照商业规则运行的电力交易市场。

在智能电网中，用户将是电力系统不可分割的一部分。

鼓励和促进用户参与电力系统的运行和管理是智能电网的另一重要特征。

1. 从智能电网的角度来看，用户的需求完全是另一种可管理的资源，它将有助于平衡供求关系，确保系统的可靠性；从用户的角度来看，电力消费是一种经济的选择，通过参与电网的运行和管理，修正其使用和购买电力的方式，从而获得实实在在的好处。

2. 在智能电网中，用户将根据其电力需求和电力系统满足其需求的能力的平衡来调整其消费。

同时需求响应（DR）计划将满足用户在能源购买中有更多选择的基本需求，减少或转移高峰电力需求的能力使电力公司尽量减少资本开支和营运开支，通过降低线损和减少效率低下的调峰电厂的运营，同时也提供了大量的环境效益。

3. 在智能电网中，和用户建立的双向实时的通信系统是实现鼓励和促进用户积极参与电力系统运行和管理的基础。

实时通知用户其电力消费的成本、实时电价、电网的状况、计划停电信息以及其他一些服务的信息，同时用户也可以根据这些信息制定自己的电力使用的方案。

4. 参与各方地位完全对等，所有的交易都是自主双向选择的结果。

交易将在一系列复杂的互动过程中完成，通过了解、沟通、选择、反馈和评价等行为，使交易双方的利益逐渐趋向一致。

交易过程完全透明，很少有机会利用信息不对称谋取不正当利益，但博弈仍然存在。

总之，智能电网将推进电力交易市场的开放，促进削峰填谷和节能减排，达到社会、电网企业和用户多赢的目标。

四、能源输入和信息传递更加多样在不久之后，智能电网将转型为能源互联网络，无论哪种能源形式都能接入。

迄今为止，电网上流动的只是电力，随着电力光纤到户的普及，智能电网将从目前单纯的能源供应商变成综合的能源和信息服务提供商。

智能电网通过与其他能源系统的相互整合，成为综合的能源互联网络。