與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)在發(fā)電、輸電、配電及用電四大環(huán)節(jié)中都具有明顯的優(yōu)勢，智能電網(wǎng)成為世界各國集中投資的戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)。智能電網(wǎng)通過優(yōu)化傳統(tǒng)能源和新能源的供需和應用實現(xiàn)節(jié)能，通過特高壓技術解決能源結構不匹配問題，通過高效率的配電技術提高整體電網(wǎng)的穩(wěn)定性和效率，是應對能源危機的必由之路。中國發(fā)展智能電網(wǎng)可以參照高鐵的發(fā)展戰(zhàn)略，實現(xiàn)引進技術、實現(xiàn)自我研發(fā)、到成功的技術輸出的三階段轉換。特別是各國技術標準還沒有統(tǒng)一的情況下，中國將憑借規(guī)模經(jīng)濟準備自主技術標準的同時，積極參與全球標準的制定，擴大市場支配能力。
中國的智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)
中國能源供給及能源消費結構的不平衡催生智能電網(wǎng)的發(fā)展
中國能源結構以煤炭資源為主，煤炭資源保有儲量的76%分布在山西、內(nèi)蒙古、陜西、新疆等北部和西部地區(qū)，而能源消費需求主要集中在經(jīng)濟較為發(fā)達的中東部地區(qū)，隨著中國能源開發(fā)西移和北移的速度加快，大型煤炭能源基地與能源消費地之間的輸送距離越來越遠，能源輸送的規(guī)模越來越大。要滿足未來持續(xù)增長的電力需求，從根本上解決煤電運力緊張的問題，需要發(fā)展智能電網(wǎng)，實施電力的大規(guī)模、遠距離、高效率輸送。
2009至2020年國家電網(wǎng)總投資3.45萬億元，其中智能化投資3841億元，占電網(wǎng)總投資的11.1%，未來10年將建成堅強智能電網(wǎng)2009至2010年為規(guī)劃試點階段，重點開展堅強智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃工作，制定技術和管理標準，開展關鍵技術研發(fā)、設備研制及各環(huán)節(jié)的試點工作；2011至2015年為全面建設階段，加快建設華北、華東、華中“三華”特高壓同步電網(wǎng)，初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動服務體系，關鍵技術和裝備實現(xiàn)重大突破和廣泛應用；2016至2020年為引領提升階段，全面建成統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)，技術和裝備全面達到國際先進水平。
中國國家電網(wǎng)公司目前正在推進“一特四大”的電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略以特高壓電網(wǎng)為基礎，促進大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發(fā)，在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)資源優(yōu)化配置。以大型能源基地為依托，建設由1000千伏交流和±800千伏直流構成的特高壓電網(wǎng)，形成電力“高速公路”。同時，將以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎，發(fā)展以信息化、數(shù)字化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領先的堅強智能電網(wǎng)。
智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的特點及作用
與傳統(tǒng)電網(wǎng)的比較
智能電網(wǎng)改變傳統(tǒng)電網(wǎng)單向輸送的模式，每一個終端用戶都成為電網(wǎng)上活躍的結點，形成一個整體的智能化高效率的電網(wǎng)智能電網(wǎng)通過密布各個環(huán)節(jié)的傳感器，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的互動，是電力網(wǎng)和信息技術的融合。智能電網(wǎng)將利用分散式計算系統(tǒng)來提供實時分析，其目的是在提高效率的同時，有效地利用電力供需系統(tǒng)，達到節(jié)省電力資源的目的。智能電網(wǎng)在發(fā)電、輸電、配電及用電四大主要環(huán)節(jié)中都解決了傳統(tǒng)電網(wǎng)難以解決的難題。
智能電網(wǎng)的建設可以帶來巨大的社會效益
智能電網(wǎng)具有強大的兼容功能，有利于促進清潔能源的開發(fā)利用，優(yōu)化電源結構，減少溫室氣體排放。智能電網(wǎng)將提高中國電網(wǎng)大范圍配置能源資源的能力，優(yōu)化能源輸送方式，提高能源供應的能力和靈活性。
智能電網(wǎng)與新能源
新能源的發(fā)展是中國能源產(chǎn)業(yè)的必由之路
煤炭在中國一次能源消費中占比高達70%，遠高于29%的世界平均水平，中國政府承諾，為應對氣候變化，到2020年中國單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。在當前日益嚴峻的環(huán)保和減排壓力下，加快發(fā)展水電、核電、風電、太陽能等清潔能源，改變以煤為主的能源結構已成中國當務之急。
中國新能源的發(fā)展主要瓶頸為入網(wǎng)難及輸送線路長
中國規(guī)劃到2020年在甘肅、新疆、河北、吉林、內(nèi)蒙古、江蘇6個省區(qū)建成7個千萬千瓦級風電基地， 僅這7個基地總裝機容量就將達到1.26億千瓦。瓶頸在于，風電、太陽能 等新能源發(fā)電的間歇性、隨機性、可調度性低的特點，大規(guī)模接入后對電網(wǎng)運行會產(chǎn)生較大的影響。調峰能力不足一直是中國電力系統(tǒng)長期存在的問題，而新能源大規(guī)模開發(fā)進一步增加了調峰難度。另一方面，中國風電資源集中于西北地區(qū) 與集中在東部的電力市場逆向分布，需解決遠距離大規(guī)模輸送問題。
智能電網(wǎng)的建設將成為推動新能源發(fā)展的唯一途徑，智能電網(wǎng)能夠最大限度地將新能源的發(fā)電量吸納、送出，并保證接入后電網(wǎng)的安全運行和調度。智能電網(wǎng)的智能調度將更為合理的配送電力，大大提高用電效率。
智能電網(wǎng)與智能家庭
智能家庭的概念起源較早，在發(fā)達國家快速發(fā)展智能家庭（Smart Home）是指那些采用信息技術來控制各項功能，并能夠與外界進行通信聯(lián)系的住宅。 首先要建立家居通訊網(wǎng)絡，通過相應的硬件和執(zhí)行機構，實現(xiàn)對所有家庭網(wǎng)絡上的家電和設備的控制、監(jiān)控功能；其次要通過一定的媒介，構成與外界的通訊通道，滿足遠程控制、監(jiān)測和交換信息的需求。1984年，美國聯(lián)合科技公司實現(xiàn)了建筑設備信息化、整合化概念應用，此后，智能家居概念在美國、加拿大、歐洲、澳大利亞、東南亞等國家快速發(fā)展。1998 年 5 月，新加坡召開 98 亞洲家庭電器與電子消費品國際展覽會，提出模擬未來居家的概念，包括三表抄送、安防報警、可視對講、監(jiān)控中心、家電控制、有線電視接入、家庭智能控制面板等等。
中國智能家庭發(fā)展初期并不理想，但依然是未來住宅建設發(fā)展的趨勢。自1999年-2000年，開發(fā)商以智能化新居為賣點，開始了智能化小區(qū)的建設。據(jù)上海統(tǒng)計，智能化系統(tǒng)發(fā)揮作用的僅占 20%，運行不正常、尚可使用的占45%，其余35%被廢棄，業(yè)主對安防系統(tǒng)、自動抄表系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)的投訴率居高不下，國家“十一五規(guī)劃”中提出“到 2010 年，中國大中城市 60%的住宅要實現(xiàn)智能化”，與智能電網(wǎng)相關的智能家庭功能主要包括智能用電、智能化監(jiān)控管理等。智能用電通過電力線寬帶通信或光纖通信技術，在家庭配置智能終端，實現(xiàn)用戶與電網(wǎng)互動，降低電網(wǎng)運營成本。
居民用電更加節(jié)能并享受到電網(wǎng)帶來的多種服務
智能化監(jiān)控管理系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)將家電等各種家庭終端連接在一起，隨時進行信息交換和遠程控制。智能用電家庭服務平臺：通過無線通信技術延伸到水表、電表、氣表等，進行數(shù)據(jù)抄收；通過智能插座實現(xiàn)空調、電飯煲等電器的用電數(shù)據(jù)采集和控制；通過智能電視、電腦、手機等各種智能終端設備進行家庭能源管理；隨時監(jiān)控家中單個電器的用電、總體的用電情況和隨時的費用清單，并通過數(shù)據(jù)分析，給用戶提出合理的用電、節(jié)電建議；給居民提供了階梯電價或分時電價等功能，可以隨時根據(jù)用電政策啟用這些功能。未來三年，成都家庭智能電表改造率將達 100%，有望全部使用智能電表。
智能電器：符合智能電網(wǎng)管理需求的低碳節(jié)能型家用電器。智能電器不但節(jié)能高效，可以根據(jù)電價自動分時工作，而且給電網(wǎng)干擾最小。海爾 U-home 與中國電力科學研究院聯(lián)手制定智能電器標準，為在“智能電網(wǎng)”時代企業(yè)生產(chǎn)、用戶選擇智能家電提供參考依據(jù)。海爾 U-home 以海爾智能家電系統(tǒng)為載體，通過無線網(wǎng)絡，實現(xiàn) 3C 產(chǎn)品、智能家居系統(tǒng)的互聯(lián)和管理，以及數(shù)字媒體信息的共享。
智能化監(jiān)控管理系統(tǒng)：物聯(lián)網(wǎng)技術在智能家庭范疇的應用。物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎上，利用 RFID 等技術，實現(xiàn)物品的自動識別和信息的互聯(lián)共享，任何物品通過信息傳感設備，將按約定的協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等功能。借助物聯(lián)網(wǎng)技術，智能化家居監(jiān)控管理系統(tǒng)能為用戶提供全新生活方式，家庭安防、家庭醫(yī)療、老人幼兒監(jiān)護、購物、資訊、娛樂等功能均可實現(xiàn)。例如，可以隨時隨地通過網(wǎng)絡、打電話、發(fā)短信與智能家電對話，了解家庭各種電器的運行狀態(tài)，可以獲得家電維修服務網(wǎng)絡的主動關照，從而始終保持家用電器的最佳狀態(tài)。將物聯(lián)網(wǎng)技術、智能家居系統(tǒng)等科技元素融入現(xiàn)代住宅，已經(jīng)成為未來住宅發(fā)展的方向之一。海爾 U-home 智能家居平臺已在青島東城國際、濟南全運村、呼和浩特東岸國際等多個小區(qū)獲得應用。
智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的國際比較
世界主要國家智能電網(wǎng)發(fā)展計劃
美國將智能電網(wǎng)的發(fā)展作為拉動未來美國經(jīng)濟的重要支柱之一，美國總統(tǒng)奧巴馬提出，總計投資110億美元，建設可安裝各種控制設備的新一代智能電網(wǎng)。美國已開始向部分家庭安裝帶有通訊功能的智能電表（Smart Meter），智能電表以家庭為單位，隨時監(jiān)測電力消費和管理，更加有效地實現(xiàn)輸電和供電。政府將對企業(yè)及地方團體實施的100個項目給予財政援助，計劃2013年前在2600萬個家庭安裝智能電表，相當于 2009 年的三倍。美國國家標準技術研究所在2009年9月公布了智能電網(wǎng)標準化框架1.0版本，為智能電網(wǎng)的正式建設進行了諸多準備。
歐盟擬定建超級電網(wǎng)宏偉計劃，2009年初，歐盟有關圓桌會議進一步明確要依靠智能電網(wǎng)技術將北海和大西洋的海上風電、歐洲南部和北非的太陽能融入歐洲電網(wǎng)。該智能電網(wǎng)將實現(xiàn)可再生能源大規(guī)模集成的跳躍式發(fā)展，以英法德為代表的歐洲北海國家今年1月正式推出了聯(lián)手打造可再生能源超級電網(wǎng)的宏偉計劃。該工程將把蘇格蘭和比利時以及丹麥的風力發(fā)電、德國的太陽能電池板與挪威的水力發(fā)電站連成一片，德國、法國、比利時、荷蘭、盧森堡、丹麥、瑞典、愛爾蘭和英國希望制定新一輪規(guī)劃，在未來10年內(nèi)建立一套橫貫歐洲大陸的高壓直流電網(wǎng)。到2030年，歐洲需要為電網(wǎng)升級改造投入約5000億歐元，其中智能電網(wǎng)的比重最高。英國目標是2020年在全國所有2600萬個家庭安裝智能電表，英國監(jiān)管機構Ofgem在2009年8月宣布了新的智能電網(wǎng)建設計劃，將在5年內(nèi)投資5億英鎊建設4個“智能城市”。法國09年秋天也發(fā)布了將再生能源納入智能電網(wǎng)的計劃，并開始征集相關企業(yè)參與。德國制定了“E—Energy”計劃，總投資1億4千萬歐元，09年至2012年4年時間內(nèi)，在全國6個地點進行智能電網(wǎng)實證實驗。德國西門子、SAP及瑞士ABB等大企業(yè)均參與了這一計劃，西門子公司預測2014年智能電網(wǎng)年度市場規(guī)模將達300億歐元，并計劃搶占20%市場份額，每年確保60億歐元訂單。意大利已有一大半的傳統(tǒng)電表改換為智能電表，丹麥電力的近20%來自風力發(fā)電，已開發(fā)出世界上最智能的電網(wǎng)。
韓國已經(jīng)開展智能電網(wǎng)示范城市，韓國知識經(jīng)濟部決定在2009～2012年間，投入2.5億美元推進智能電網(wǎng)技術的商用化，計劃至2030年投資265億美元用于智能電網(wǎng)建設，其中政府和企業(yè)各投資25億美元和240億美元至2011年在示范城市建設 200個電動汽車充電站，至2030年在機關、大型超市、停車場和加油站設立27000個電動汽車充電站。美國OSI軟件公司將與韓國SAP公司合作，在韓國濟州島開展一個1.9億美元的智能電網(wǎng)試點項目，LG電子、綠貓鋼鐵廠（POSCO）、現(xiàn)代重工、SK電信等大型企業(yè)一同參與此項目的測試。
日本東京電力和關西電力等電力公司開始投資構建第二代智能電網(wǎng)（Smart Grid），其目標：為所有家庭安裝智能電表（Smart Meter）外，加強送變電設施及蓄電裝置建設，日本智能電表主要功能除測量每個家庭電力消費情況外，還可隨時掌握太陽能發(fā)電量等信息。東京電力2010年起主要面向家庭安裝2千萬部，關西電力2010年3月底前在40萬個家庭 安裝，并計劃更換1200萬部。預計2020年前日本智能電表需求量約5千萬部，每部成本近2萬日元，共計約1萬億日元。
美國智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略分析
美國智能電網(wǎng)美國主要側重于加大現(xiàn)有網(wǎng)絡基礎設施的投入，積極發(fā)展清潔能源。美國智能電網(wǎng)的四個孿生兄弟分別是：高溫超導電網(wǎng)、電力儲能技術、可再生能源與分布式系統(tǒng)集成(RDSI)和實現(xiàn)傳輸可靠性及安全控制系統(tǒng)。其戰(zhàn)略的核心是先期突破智能電網(wǎng)，之后營建可再生能源和分布式系統(tǒng)集成(RDSI) 與電力儲能技術，最終集成發(fā)展高溫超導電網(wǎng)，美國智能電網(wǎng)發(fā)展將借鑒互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略。
美國互聯(lián)網(wǎng)建設的成功使得美國成為信息經(jīng)濟時代的全球領路人，對比美國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略和智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，不難發(fā)現(xiàn)其指導策略相似度極高，其主要發(fā)展戰(zhàn)略為：第一步、政府直接投資；第二步、政府推進基礎研究；第三、盡快制定基礎標準，并推廣為世界范圍內(nèi)的通用標準；第四布、相關企業(yè)的快速介入。
電力公司、IT企業(yè)、高科技企業(yè)都已經(jīng)意識到智能電網(wǎng)將成為未來二十年最重要的戰(zhàn)略項目，紛紛加入智能電網(wǎng)建設項目。從事IT咨詢業(yè)務的美國埃森哲公司承擔了科羅拉多州博爾德智能電網(wǎng)試點項目“智能電網(wǎng)城市”與荷蘭阿姆斯特丹、日本橫濱智能城市項目的項目管理。美國IBM公司的“智慧地球”計劃旨在為世界各地的主要城市提供智能城市咨詢與IT服務。美國銀泉網(wǎng)絡公司為電力公司提供面向智能電網(wǎng)的高級電表架構(AMI)搭建與運用的解決方案。美國加州能源巨頭太平洋燃氣和電力公司(PG＆E)已經(jīng)在加州北部部署了大約 700 萬部智能電表，預計在 2012 年前完成對服務區(qū)域內(nèi)所有消費者的安裝工作。
戰(zhàn)略建議 可參照高鐵發(fā)展戰(zhàn)略
中國智能電網(wǎng)發(fā)展和高鐵的發(fā)展對于中國宏觀經(jīng)濟的戰(zhàn)略意義極為相似，將成為支撐中國未來30年發(fā)展的基礎建設。
中國智能電網(wǎng)的發(fā)展可以參考高鐵發(fā)展的戰(zhàn)略模式。高鐵的發(fā)展戰(zhàn)略非常成功，已經(jīng)通過引進技術、實現(xiàn)自我研發(fā)、到成功的技術輸出階段，中國成為引領高鐵技術的世界強國。智能電網(wǎng)整體技術的發(fā)展處于初期階段，特高壓線路建設剛剛啟動，但其階段性的發(fā)展戰(zhàn)略也呈現(xiàn)出和高鐵極為類似的發(fā)展模式。今后智能電網(wǎng)其他模塊的發(fā)展也完全可以借鑒高鐵發(fā)展的戰(zhàn)略模式。
智能電網(wǎng)初期建設可以采取分地區(qū)試點，成熟后以點連面的方式大規(guī)模推進。根據(jù)中國國情，東西部地區(qū)發(fā)展極不平衡，智能電網(wǎng)的建設可以分別在發(fā)達地區(qū)和不發(fā)達地區(qū)挑選典型地區(qū)進行試點。一二三線城市、農(nóng)村地區(qū)、人群密集地區(qū)等不同地區(qū)有各自的用電特點和突出需要解決的問題。示范區(qū)做成功后，將其成功經(jīng)驗推廣到相同情況地區(qū)。最后，以點連面，完成整體智能電網(wǎng)的建設。
智能電網(wǎng)“標準之戰(zhàn)”
智能電網(wǎng)的標準之戰(zhàn)將成為各國爭搶技術先機的關鍵。互聯(lián)網(wǎng)、3G、智能電網(wǎng)技術發(fā)展的共同特點是，技術本身的開發(fā)很重要，但更為重要的是將已開發(fā)的技術推廣為業(yè)界標準，這樣才能成為市場的領跑者。技術標準的推廣有著極強的網(wǎng)絡效應，由于技術研發(fā)部門各不相同，各個國家推行的技術之間很可能不具有兼容性，誰能夠率先成為標準就會成為今后市場的主導。技術一旦推廣為標準，由于網(wǎng)絡效應，將會有越來越多的公司加入。
美國經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)和3G的發(fā)展累計了豐富的標準戰(zhàn)的經(jīng)驗，已經(jīng)開始智能電網(wǎng)標準中搶占先機。美國標準與技術研究院（NIST）提出將分三個階段建立智能電網(wǎng)標準。在2009 年9 月，美國商務部長駱家輝在GridWeek 大會上宣布了NIST 在第一階段的最新進展報告。該報告選取了近80 項現(xiàn)有標準，用于指導和支撐當前智能電網(wǎng)發(fā)展，明確了14 個需要優(yōu)先研究和解決的方面，并特別分析了信息安全方面的標準。
美國GE 公司發(fā)起了電動汽車插頭標準制定工作，并得到業(yè)內(nèi)其他公司的積極響應和支持。其設計的標準插頭有5 個觸頭，可以支持最高240 伏電壓和70 安培電流，還能夠支持電力載波通信。
日本已經(jīng)開始搶占用電市場中的技術先機，正在試圖將其擴為世界標準。日本東京電力公司、富士集團以及三菱公司聯(lián)合制定了電動汽車接入電網(wǎng)標準，為電動汽車接入電網(wǎng)打下了良好基礎。日本在大型鋰離子蓄電池的研發(fā)發(fā)面技術領先，正在聯(lián)合美國，將其技術推廣為國際標準。
中國已經(jīng)開始在早期著手制定智能電網(wǎng)的標準，在特高壓標準戰(zhàn)中已經(jīng)取得階段性勝利。國家電網(wǎng)公司已發(fā)布特高壓交流國家標準16項（修訂1項）、行業(yè)標準1項、企業(yè)標準73項。中國特高壓交流試驗示范工程獲得 “國家重大工程標準化示范”稱號；率先建立了特高壓直流技術標準體系，發(fā)布特高壓直流技術行業(yè)標準8項、企業(yè)標準62項。國際電工委員會成立了“直流電壓100千伏以上高壓直流輸電”新技術委員會，并將秘書處設在中國。
中國的巨大市場將使得其在智能電網(wǎng)標準戰(zhàn)役中取得優(yōu)勢，從而引領智能電網(wǎng)的發(fā)展。對比3G的標準之戰(zhàn)，中國由于具有極大的市場容量，一旦制定國內(nèi)標準，將對國際市場產(chǎn)生巨大的影響。智能電網(wǎng)的建設主力是國家電網(wǎng)等央企，在整個中國市場中具有決定性的影響力，通過市場的助力，可以很輕易的制定自己的標準。
