国内外智能电网发展现状及青岛市发展对策近议

国内外智能电网发展现状及青岛市发展对策近议

一、智能电网概念

（一）智能电网

智能电网（Smart Power Grids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和保护用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。

智能电网是一项跨专业、跨行业、多环节，相当复杂的系统工程，其主要核心技术如表1所示。

表1　智能电网核心技术一览表

（二）智能电网与分布式能源

分布式能源是指安装在用户端的高效冷/热电联供系统，系统能够在消费地点（或附近）发电，高效利用发电产生的废能——生产热和电；现场端可再生能源系统包括利用现场废气、废热以及多余压差来发电的能源循环利用系统（国际分布式能源联盟）。

在智能电网架构下，大部分离散制造业工业园区和商住区的分布式能源，都可以昼开夜停的模式运行，夜间采用廉价的低谷电储能，比单纯的联合循环调峰电站的经济性好得多。同时，与工业和商住天然气分布式能源结合起来，就使天然气用于调峰的发电总量成倍增加。这样，对分布式能源来说，虽然缩短了年开机时数，但大大提高了发电收益，并降低了储能成本，经济性能够进一步提高。对电网来说，在昼间，大多数工业和商住分布式能源项目都成了电网的调峰机组；在夜间，又增加了低谷电的使用负荷。

二、国内外智能电网发展现状

（一）美国

1998年，美国电科院（EPRI）为了打造高可靠、完全自动化的美国电网，开展“复杂交互式网络/系统”（CIN/SI）研究，这是美国智能电网的最初原型。此后，美国通过战略布局、项目研发、推广应用等方式，有序推进智能电网的应用与发展。

美国智能电网，将基于分散的智能电网结合成全国性的网络体系。这个体系主要包括:通过统一智能电网实现美国电力网格的智能化，解决分布式能源体系的需要，以长短途、高低压的智能网络联结客户电源；在保护环境和生态系统的前提下，营建新的输电电网，实现可再生能源的优化输配，提高电网的可靠性和清洁性；这个系统可以平衡整合类似美国亚利桑那州的太阳能发电和俄亥俄州的工业用电等跨州用电的需求，实现全国范围内的电力优化调度、监测和控制，从而实现美国整体的电力需求管理，实现美国跨区的可再生能源提供的平衡。

（二）欧洲

欧洲从1984年起就开始实施“框架计划”，也就是电力技术研发计划，到目前为止总共实施了6个。框架计划主要是进行未来市场竞争科技难点研究，把握世界最新科技成果，具有明确市场目标，内容十分丰富，是覆盖全欧洲的科技研发计划。目前，欧盟正在实施第七个框架计划，主要目标是智能电网建设，进一步完善欧洲电气系统，保证电网安全、稳定、高效运行。

目前，欧洲各国结合各自的科技优势和电力发展特点，开展了各具特色的智能电网研究和试点项目，英法德等国家着重发展泛欧洲电网互联，意大利着重发展智能电表及互动化的配电网，而丹麦则着重发展风力发电及其控制技术。

（三）我国

2009年8月，国家电网启动第一批城市配电自动化试点工程，第一批试点工程在北京、杭州、银川、厦门4个城市的中心区域（或园区）进行。试点工程主要目标是针对不同可靠性需求，采用合理的配电自动化技术配置方案，建设具备系统自愈、用户互动、高效运行、定制电力和分布式发电灵活接入等特征的智能配电网。第二批试点工程在第一批试点城市配电自动化一期建设的基础上，进行二期建设，重点是拓展分布式电源接入技术支持，完善配电网高级应用及调控一体化技术支持平台建设，实现配电网调度运行控制的一体化管理。

2012年5月，科技部发布《智能电网重大科技产业化工程“十二五”专项规划》，规划把大规模间歇式新能源并网技术、支撑电动汽车发展的电网技术、大规模储能系统、智能配用电技术、大电网智能运行与控制、智能输变电技术与装备、电网信息与通信技术、柔性输变电技术与装备、智能电网集成综合示范等九大技术列入“十二五”期间发展的重大任务。

2013年5月31日，中国电力企业联合会联合国家电网公司在河南许昌组织召开了智能电网综合标准化试点工作启动会，正式拉开了智能电网综合标准化试点工作。本次综合标准化试点工作选择新能源并网、智能变电站、智能调度、电动汽车充换电等四个专业领域，依托国家、行业和企业各方面力量，通过将技术成果尤其是自主创新成果转化为标准成果，形成国家标准、行业标准、企业标准相配套的智能电网专业领域技术标准体系。

此外，上海市发布了《上海推进智能电网产业发展行动方案（2010～2012年）》，江苏省正式出台《江苏省智能电网产业发展专项规划纲要（2009～2012年）》，开启了地方率先发展智能电网产业的先河，而北京、上海、广州、深圳、杭州、南京等193个城市先后列入国家智慧城市试点，上海、深圳、广州、合肥等25个城市开展了节能与新能源汽车示范推广试点工作，大大推动了智能电网在我国的应用。

目前，我国与欧美国家在智能电网建设方面处于同一起跑线上，国内众多行业中的领先企业和科研机构都很关注智能电网的发展。国家电网公司提出了建设以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的，自主创新、国际领先的坚强智能电网的发展目标。国家电网公司“十二五”智能电网建设的发展目标指出:到2015年，坚强智能电网基本建成，智能电网效益初步显现，国家电网智能化程度达到国际先进水平。

三、青岛市智能电网建设现状、应用情况及存在问题

青岛市委、市政府一直以来对于电力行业发展都十分重视，并把电网建设作为城市规划的重要内容。电网项目成为城市统筹实施的重点建设项目，为促进青岛城市电网健康发展提供了重要保障。在“十一五”规划建设阶段，青岛市总共投资132亿元用于电网建设，电网规模扩大了近一倍，形成了较为完善的电网体系；建成了我国第一个220千伏的智能变电站和第一批城市智能配网，形成青岛市电动汽车智能电力服务网点，并且达到国际领先水平；±660千伏的银东直流双极正式投入运营，这是我国最大电力负荷的远距离输电工程。

为了建设宜居、幸福的蓝色经济领军城市，我市将加大投入建设坚强智能电网，制定一系列政策措施，推进智能园区建设，完善电网服务体系，加快城市智能电网建设，按规划为青岛电网建设预留空间，确保项目顺利实施。

（一）电网建设

2010年，国家智能电网建设山东试点项目全部落户青岛，青岛电网建设与改造计划总投资将达15.5亿元，年内新增变电容量456万千伏安、输电线路662千米。青岛供电公司承担了220千伏午山智能化变电站改造试点、智能化电网低压客户用电信息采集系统建设试点和智能配电自动化建设三个试点工程。

2012年山东电力集团和青岛市签订协议，共同建设坚强智能电网，开展各领域全面合作，包括规划设计、电网运营等。按照协议要求，山东电力集团和青岛市政府将合作规划设计城市电网建设，把电网规划成果作为山东电网“十二五”规划内容，计划 “十二五”期间，山东电力集团投资238亿元用于青岛电网建设，统筹各级电网协调发展，加快提升青岛电网智能化水平。

（二）应用情况

1.青岛市分布式能源发展情况

青岛市在风能、太阳能、生物质能、海洋能和地热能等新能源领域具有较好发展基础。其中一批分布式能源示范项目已经开始发电，取得了较好的经济效益和社会效益。

（1）天然气分布式能源。2012年以来，唐山东发电公司与青岛热电集团签订了天然气分布式能源（青岛）项目战略合作意向，青岛东亿公司拟将天然气分布式能源技术应用到城市集中供热建设中，总投资约20亿元的新奥（中国）燃气投资有限公司天然气分布式能源项目落地青岛。

（2）海岛独立供电。2012年11月，国家海洋局可再生能源专项资金项目，胶南市斋堂岛“海洋能海岛独立供电示范工程”正式启动。整个工程以海流能装置为主，靠海水流动来发电，并辅以风能和太阳能。500千瓦装机容量包括300千瓦潮流能装置3套以及150千瓦风机和50千瓦太阳能装置。目前，风能、光伏能基本具备发电能力，海洋能装置已布置好，年底有望投运。届时，岛上300余户居民将用上真正绿色、环保的稳定电力。

（3）青岛中德生态园泛能网项目。2013年7月，中德生态园泛能网项目通过专家论证。中德生态园的能源体系以清洁的天然气为主，以风、光、地源热、水源热等可再生能源为辅，融合智能化控制和云计算技术形成的多种能源互补利用、供需互动的区域泛能网整体解决方案。项目建成后，清洁能源利用率将达到80%，可再生能源利用率超过15%，90%的能源网络实现智能化监测，综合节能率达到50.7%以上。

此外，大唐黄岛捉马山、大唐平度云山、大唐胶南六汪、华电即墨丰城、华电即墨王村、华电即墨金口等风电项目，以及即墨市普东镇建设太阳能小镇示范工程、小涧西垃圾填埋场沼气利用工程、华电集团青岛发电厂海水源热泵、奥帆中心海水源热泵、鲁能住宅区海水源热泵空调系统、蔚蓝群岛地源热泵等一大批项目先后建成，展现出我市分布式能源发展一片欣欣向荣景象。

2.青岛市纯电动公交运营情况

青岛市纯电动公交车从2011年4月开始试运营。目前，市、区两级政府共投入4.92亿，购置450辆纯电动公交车。其中已经投入运营的有340辆，分布在31路、316路、612路以及隧道1路、隧道2路、隧道3路、隧道4路、隧道5路、隧道6路等交通干线。

为确保新能源汽车推广应用工作的顺利开展，青岛市正在有序推进电动汽车基础设施建设。目前已经建设完成8座充换电站及46个交流充电桩。充换电站建设方面，薛家岛、延安一路、深圳路充换电站已建成投入运行；流清河、莱西充换电站已开工建设；珠江路、城阳汽车站、生态智慧城充换电站建设用地正在落实。46个交流充电桩分布在青岛供电公司驻地、充换电站、智能用电小区及各个供电所。

薛家岛智能充换电站位于胶州湾海底隧道黄岛端，是国内最先进的集公交车充换电，乘用车电池集中充电、配送，光伏发电与储能应用于一体的电动汽车充换电站之一。电动公交车充换电采用自动流水线，6-8分钟完成电池的更换作业，每天可更换540车次，满足200辆公交车换电需求。

（三）存在问题和不足

一是智能电网发展规划尚未制定，近、中、远期发展目标也未确定；二是智能电网研发能力不足，核心技术和关键技术缺乏；三是智能电网产业规模有限，本土企业在智能电网产业链中所占比重偏小；四是在建的智能电网项目推广应用力度不够。

四、对青岛市发展智能电网的建议

（一）大力发展分布式能源

在前期新能源及分布式能源示范工程的基础上，围绕分布式能源相关共性和关键技术组织力量进行科技攻关，同时不断扩大分布式能源试点示范的范围和规模，依托青岛昌盛日电、青岛华电和青岛东亿公司等本土企业，大力发展风能、太阳能、生物质能、海洋能等新能源为基础的分布式能源。

（二）推进新能源并网技术试点工程

加强与华能、大唐、国电等国内大型电力公司的战略合作，围绕我市新能源及可再生能源建设发展的需求，依托青岛供电公司，以青岛市智能电网建设为发展契机，开展新能源并网技术试点工程，在坚强智能配电网的高级配电运行框架下，通过微电网手段，实现智能电网有源配网的有效方式，充分发挥青岛市分布式能源的效能，并通过电网调峰提升经济性。

（三）加大新能源汽车应用推广力度

积极申报新能源汽车推广应用试点，继续开展新能源汽车推广应用工作。在前期纯电动公交车运营实践的基础上，有计划地将新能源汽车向公务车、出租车、物流车等车型推广。为此，将车用智能充换电服务网络建设纳入城市建设总体规划，总结青岛市前期新能源汽车充换电服务网络建设的经验，依据青岛市新能源汽车推广应用相关规划，大力推进新能源汽车配套设施建设。

（四）开展智能电网关键技术攻关

智慧城市是智能电网用电环节的重要应用，青岛市应充分利用国家“智慧城市”技术和标准试点城市建设，围绕世博园、高新区等重点区域，将智能电网建设融入智慧社区、智慧家庭、智慧制造、智慧海洋等“智慧城市”试点示范工作中。为此，可以依托青岛供电公司，开展电力领域智慧城市相关支撑技术的技术攻关，通过主动规划、主动服务、主动管理，为青岛市智慧城市发展建设创造必要的基础条件。

参考文献:

[1] 尚春山，张霞.《浅谈智能发展》.科技资讯，2013（9）.

[2] 张淑娥，周秀丽.《智能电网发展前景分析》.科技与生活，2012（21）.

[3] 王永干.《推进信息化领域的行业融合促进电网发展》.电网与洼法能源，2010（3）.

[4]刘生春，张杰，张春来.《智能电网发展趋势分析》.科技信息，2011（16）.

编写:初　敏　房学祥

编审:谭思明　李汉清