2装备机械S cience & T echnology S ummarize3No.3 2010电网是输电网和配电网的统称，各种类型的发电厂发出的电力通过输电、变电和配电才能将其输送给电力用户使用。

随着经济全球化，能源需求持续增长，全球化石能源资源的短缺，气候变暖、环境保护问题日益严峻，世界能源发展格局正在发生重大而深刻的变化，现在“低碳经济”、“智能电网”已经成为当前经济发展的热点。

2009年9月，我国在联合国气候变化峰会上提出：大力发展可再生能源和核能，争取到2020年非化石能源占一次能源的比重达到15%。

2009年国务院常务会议决定，到2020年我国单位国内生产总值CO 2排放比2005年下降40%~45%。

电网是能源产业链的重要环节，是低碳能源开发利用的重要载体，是支撑低碳经济发展的基础设施和重要平台，也将在推进低碳经济发展中发挥关键作用。

一、什么是智能电网1. 智能电网的远景与价值2009年1月，美国能源部咨询公司发布了《智能电网——新能源经济的实施者》专题报告，报告指出：未来能源的焦点在能效、可再生能源、储能等方面，智能电网被定义为广义的优化能源链的解决方案，把电力输送系统（电网）转变为更为智能、更富有柔性、更可靠、自平衡和互动的电网，从而保证经济增长、环境保护、运行效率、能源安全和消费者选择要求。

智能电网是未来可支撑能源的基础，与清洁能源一起重启经济增长。

智能电网可以利用更多的系统组件的状态监测与诊断的相关信息，通过加强资产管理方法，提高现有电力资产的使用寿命，从而推迟资本投资。

通过智能电网技术的远程监控，将最终降低运营和维护的费用。

在最佳功率因数的性能和系统平衡的状态下，降低输电和配电损耗，提高电力输送效率。

通过遍及全电网的双向通信将使电力部门的远程识别、定位、隔离和快速恢复停电事故，智能电网能显著改善电能质量和可靠性。

用户可减少使用高峰负荷以节省费用，并通过分布式发电资源和储能电池，可以将多余电力反馈（出售）至电网。

从环境角度看，通过智能电网，提高能源效率和可再生能源的大量使用。

2. 智能电网与目前电网的比较（见表1）3. 智能电网的定义智能电网的概念提出已近10年，到目前为止在表1目前电网与智能电网的比较4装备机械世界范围内还没有形成统一的定义。

如美国能源部介绍：智能电网是一个由大量各种不同的电源将电力传输到用户构成的电力系统，通过数字化技术的运用，以协调、有效、可靠的方式实现所有电网的运作，具有自愈、激励用户参与、抵御攻击等功能及智能化通信构架，实现实时、安全和灵活的信息流、快速响应电力市场和用户的需求，为用户提供可靠、经济、高效的电能与服务。

我国的国家电网公司对智能电网给出了如下描述：智能电网是以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的坚强网架为基础，以信息通信平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包括电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代化电网。

以上对智能电网的表述不尽相同，但有一点是一致的，即智能电网是采用数字信息和通信技术对传统电网的各个环节进行升级改造，使之更加安全、可靠、环保、经济、高效，电网能灵活地接纳更多的可再生能源，并可与用户之间进行电能、信息的双向流动的电网。

二、国外智能电网的发展最近10余年来，世界上一些国家和地区相继开始了智能电网的有关研究，开展了智能电网试点示范工作。

1. 美国根据美国能源部2010年1月公布的电力数据，至2008年底发电装机容量为11.04亿kW ，其中燃煤发电3.37亿kW ，仅占总装机容量的30.5%。

天然气发电装机达4.55亿kW ，占总装机容量的41%，风电2498万kW 、抽水蓄能2036万kW 。

由于天然气发电调峰能力较强，有利于可再生能源的接入。

美国是研究智能电网最早的国家，1998年美国电力科学研究院（EPRI ）开始了“复杂交互式网络和系统”研究，2001年开展了“Intelligrid （智能电网）”系统研究；在2003年7月美国能源部输配电办公室发布了《2030电网》的远景规划，提出了到2010年建成智能电网示范工程；至2020年，半数的电力要经过智能电网输送，至2030年要使100%的电力通过智能电网输送的目标，设想用30年左右时间，建设横跨北美大陆的国家超导输电骨干网，以实现美国东、西海岸间的电力交流等。

美国在这几年来，已经开展智能电网实施工作，例如：加州已完成第一批试验性200万用户的智能电表（AMS ）的安装；奥斯丁能源的智能电网开始了企业建造计划，2008年8月部署包含13万个智能电表和7万台智能调温器的项目，到2009年1～2月，又增加了27万台智能电表和智能调温器的计划（包括1万台输配电网新型传感器）等。

2. 加拿大该国水电占全国发电量一半以上。

近年来，风能、太阳能在电力结构中的比例也越来越大，2009年末风电装机容量达331.9万kW ，因此可再生能源上网问题是加拿大电力系统发展的重点之一。

但加拿大智能电网发展还处于起步阶段。

目前，加拿大尚未形成全国统一的电网，西部电网采用 500 kV 和 138 kV 的输电网，中东部地区采用了 115 kV 和 735 kV 输电网，因此，发展智能电网，加强各省可再生能源上网能力和电力传输能力已经成为加拿大电力系统下一步发展重点。

3. 欧 洲欧洲由于化石能源短缺，风电和太阳能发电等可再生能源发电得以快速发展。

提高供电能力、效率、可靠性及电能质量，解决风电等可再生能源的并网发电、减少温室气体排放，欧洲统一电力市场的建设和各国电力市场的开放，提高用户满意度，成为促进欧洲智能电网建设的主要驱动力。

2005年欧盟成立了智能电网技术平台（SmartGrids European Technology Platform ）。

2009年10月，欧盟公布了战略能源技术计划（SET-Plan ）路线图，其中将智能电网作为第一批启动的6个S cience & T echnology S ummarize5No.3 2010重点研发投资方向之一，提出了2010至2020年智能电网技术发展路线。

其战略目标是：到2020年实现35%的电力输配来自于可再生能源，到2050年实现完全除碳化；将各国电网纳入一个基于市场的泛欧大电网中。

为此，公共和私营部门应投入经费20亿欧元。

2009年初，欧盟有关圆桌会议进一步明确要依靠智能电网技术，将北海和大西洋的海上风电、欧洲南部和北非的太阳能融入欧洲电网，以实现可再生能源大规模集成的跳跃式发展，这就是欧洲“超级智能电网（Super Smart Grid ）计划”。

2010年1月以德、法、比利时、荷兰、卢森堡、丹麦、瑞典、爱尔兰和英国9个欧洲北海国家，推出了联手打造可再生能源超级电网的计划，把苏格兰、比利时、丹麦的风力发电、德国的太阳能与挪威的水力发电站连成一片，在未来10年内建立横贯欧洲大陆的高压直流电网，可再生能源在欧盟能源供应系统中的比例将达到20%，同时在1990年的基础上减排20%。

4. 日本日本电网基础设施相对完善，从发电站到各配电网都具有现成的传感器网络与通信网络，可以监控电力情况，已经具备很高通信功能。

今后，日本主要将进一步开展大规模开发太阳能等新能源，确保电网系统稳定，构建智能电网。

其智能电网开发的重点是开发“与太阳能发电时代相应的输电网”，包括太阳能发电输出功率预测系统、高性能的储能电池控制系统等。

储能技术是智能电网发展重点，日本NGK （碍子公司）的钠硫电池、住友电工的全钒液流电池储能已经推广应用。

日本以家庭为单位引入太阳能发电模式得到普及。

这种模式相当于存在着无数个小规模发电站，因此计划在各建筑物内分别设置蓄电池，这样就可以在建筑物内部完成负荷控制，从而实现能源利用最优化。

日本经产省设立了“智能电网国际标准学习会”，为谋取“智能电网国际标准”话语权做准备。

经产省还在2010年度预算申请中列入55亿日元（约4亿元人民币）支持研发智能电表和蓄电池技术。

日本九州电力与冲绳电力将在九州及冲绳的岛屿地区，对利用太阳能、储能装置等“岛屿微电网”进行验证试验。

此外，日本日立与东芝公司等设备制造企业已进军美国智能电网市场，与美国国内十多家企业联手，在美国南部研发太阳能发电高效控制系统。

5. 韩国韩国的电力结构中煤电为38%，核电为37%，天然气发电18%，石油发电6%，只有1%为可再生资源发电。

在未来20年将绿色能源比例由2.4%提高到11%，韩国在未来20年绿色技术投资计划的1030亿美元中，智能电网列为投资重点。

6. 澳大利亚从2007年开始，在全国范围内推行智能电网高级量测体系项目，引入分时电价（基于时间间隔计量），使用户能够更好地管理电能消耗，减少温室气体排放。

2009年8月，澳大利亚议会通过了可再生能源法案。

新法案规定到2020年，20%电力来自太阳能、风能等可再生能源，因此，加强可再生能源接入电网能力，发展智能电网成为电力系统发展重点。

三、我国智能电网的发展1. 我国发展智能电网的驱动力我国实施低碳战略十分紧迫，2007年我国化石燃料产生CO 2约为61.6亿t ，约占世界总量的1/5，到2020年，单位GDP 的CO 2排放比2005年可能下降45%，但排放总量还要增加。

通过智能电网建设，加快可再生能源的集约化开发，提升电网对清洁能源的的接纳能力，以应对全球气候变化，推动低碳经济的发展。

中国能源资源与生产力布局极不平衡，80%以上的煤炭、水能和风电资源分布在西部和北部，75%以上的能源需求集中在东部、中部地区。

通过智能电网建设，以特高压和跨区输电为重点，6 装备机械构建电力“高速公路”，实现能源资源大规模、远距离输送和高效利用，改善能源结构，实现能源资源在全国范围的高效利用，改善能源结构，实现能源资源在全国范围的高效配置。

我国一次能源以煤为主，能源资源相对贫乏，人均资源拥有量仅为世界平均水平的40%左右。

通过建设智能电网，推动大煤电、大水电、大核电和大型可再生能源基地的集约化开发和高效利用，促进电动汽车的规模化发展，优化我国能源供应的消费结构。

可再生能源和用户侧新型用电模式的发展，降低对传统化石能源的依赖，为经济社会可持续发展，提供更加安全、优质的能源供应，保障国家能源安全。

2. 我国国家电网公司建设智能电网路线图我国在智能电网的方面研究开展也比较早，在20世纪末，就提出了数字电力系统的概念，开展了分布电力技术和微电网技术的研究；国家电网在2007年制订了数字化电网、数字化变电站关键技术的研究框架，实施了重大项目的研究。

华东电网和华北电网相继启动了智能互动电网相关研究。