電力設計咨詢行業在智能電網研究和建設中的責任與任務

萬明忠，蔣榮安，姚藝強

(北京洛斯達科技發展有限公司，北京 100120)

進入21世紀，隨著能源需求總量的劇增、能源安全問題的嚴重性以及氣候變暖趨勢的明顯，能源和環保已成為未來發展的全球性熱點問題，也正在引發著世界能源發展格局的重大而深刻的變化，而新一輪世界能源變革的目標是通過科技創新，實現以低碳能源為核心的低碳經濟。

此外，2009年底的哥本哈根會議，雖未達成實質性的協議，但可以看出當今對能源創新的關注是前所未有的，特別是低碳經濟已將成為各主要大國新的經濟發展模式與國家競爭力的制高點。

因此，我們可以看出在這場以低碳經濟為主的全球性能源革命中，新能源是發展的主力軍，其中風能、太陽能、核能和生物質能是最具發展潛力的可再生能源。而，智能電網將在這場革命中起到至關重要的作用，一方面它可以改善現有電網的負載能力和傳輸效率，另一方面它可以實現新能源發電及電動汽車的大規模接入和使用。因此，世界主要發達國家紛紛把發展智能電網作為搶占未來低碳經濟制高點的重要戰略措施，也在全球范圍內掀起了一場智能電網的建設熱潮。

設計咨詢行業作為電力行業的龍頭單位，有責任與義務在這場新能源革命中，面對挑戰，充分發揮本行業的優勢，著力推動能源革命的快速發展。此外，電力設計咨詢行業也應該抓住機遇，布局謀劃，適應時代和發展的需求，借勢調整，從深度和廣度上，實現行業產品與服務的外延與內涵的全面升級。

1 能源發展戰略下的電力行業

1.1 國際主要機構的能源發展戰略

今年以來，以能源和氣候變化為主要議題的國際會議接連召開，大力開發和利用風能、太陽能等新能源，已成為世界各國能源發展戰略中最主要的部分。世界各國也都紛紛提出了針對氣候變化和新能源發展方面的行動方案。

歐洲委員會：公布“氣候變化與可再生能源綜合計劃”，2020年可再生能源的比例可達到20%，核能發電占總發電量的比例保持在1/3左右。

美國：2009年6月，眾議院通過了《2009年美國清潔能源與安全法案》，要求實行可再生能源電量配額，推動智能電網技術發展，在燃煤電廠推廣碳捕捉與存儲技術等。

英國：2009年7月，發布《英國低碳轉換計劃》國家戰略文件。該計劃內容涉及多個方面，電力行業減排是其中最重要的部分。

中國：高度重視氣候變化問題，正在制定國家新能源發展規劃，積極實施節能減排，大力發展清潔能源，加強新能源的技術研發，大力增加對新能源產業的投資，創新體制，促進新能源的發展。其中，也針對性的提出了“加快風電、太陽能發電和熱電聯產等清潔高效能源建設”。

1.2 中國能源戰略規劃

目前，新設立的國家能源委將牽頭制定國家能源戰略規劃。該規劃將指導能源中長期開發建設，覆蓋時間預計超過20年，其首要任務是發展新能源，并利用能源戰略促進經濟結構的調整。按照國家規劃，2020年非化石能源在我國一次能源的比重將提高到15%。

國家能源戰略規劃將突出4個方面的內容：第一、節能，提高能源效率；第二、作為一個大型工業化國家，保證國內的能源供應安全；第三、要調整能源結構多元發展，要發展新能源、核能及生物質能源、水能、風能等；第四、加強環境保護，鼓勵能源領域的國際合作等。

1.3 新能源戰略下電網發展形勢

清潔化、低碳化、高效化是能源發展的大勢所趨，節能減排、積極發展新能源已成為各國能源戰略轉型的核心內容，而，如何將新能源轉化成電力，將是其中的關鍵所在。因此，對未來電網發展的方向提出了更高的要求。

未來電網的發展將以包括新能源在內的多元化電源接入電網，而這些電源具有間歇性、隨機性、分布性等特點，這就對電網穩定可靠、經濟優質、友好開放和適應性提出了更高的要求。因此，以前瞻性的思維大力發展電網建設，支持大規模間歇性電源與分布式電源等新能源的接入、減少輸電損失、實現用戶間互動等等，這就成為建設堅強智能電網的原動力。

可以看出，在新能源戰略形勢下，利用“智能電網”這個支點，推動電網智能化發展是適應新能源發展的重要舉措，是加快新能源技術開發和突破能源瓶頸的重要手段。

2 智能電網的發展形勢

美國電科院在2001年首次提出智能電網的概念，并在美加大停電后，于2003年在其Grid2030計劃中明確提出對美國未來電網的框架、規劃及戰略。

然而，由于世界各國的能源資源和需求分布的國情不同，導致圍繞智能電網建設設想而提出的概念也有所區別，因此，可以說智能電網目前并未有一個明確的概念。

2.1 國外智能電網的發展狀況和趨勢

美國2003年發布了一份名為“Grid2030—電力的下一個100年的國家設想”的報告，描繪了美國為了電力系統的設想，并確定了各項研發和試驗工作的分階段目標，大致分為三個階段。

⑴～2010年：設計與試點階段。主要完成智能電網的概念設計，完善統一產品標準，大力推進新技術研發，并在試點城市進行樣板工程建設。

⑵～2020年：推廣應用階段。在這個階段將完成電網信息的集成與新技術的應用試點，將收集的信息網絡化集成，進一步擴大試點范圍，完善各種技術的應用。

⑶～2030年：全面實施階段。在這個階段主要完成信息分析與多種應用，實現智能電網所設想的自愈、安全、優化、互動和開放的功能，從根本上提供整個電網的運行效率和安全性，滿足可再生能源的即插即用。

歐洲電網屬于分布發電和交互式供電的發展模式，其建設智能電網的目標必須是供電的可持續性、競爭性和安全性，包括以下特性：一是柔性的，滿足用戶需要；二是易接入的，保證所有用戶的連接通暢；三是可靠的，保障和提高供電的安全性和質量；四是經濟的，通過改革及競爭調節實現最有效的能源管理。

歐洲制定的到2020年的智能電網發展大致規劃為：

⑴ 初始階段：擴大對分布式能源和可再生能源的監測和遠程控制，以實現更靈活的電網接入能力；

⑵ 中間階段：制定相應的管理規程，以處理日益增加的分布式能源和可再生能源；

⑶ 最后階段：實現主動的電力管理，運用實時通訊、遠程控制等分布式電網管理技術，滿足大多是電網服務需求。

2.2 國內智能電網的發展狀況和趨勢

2.2.1 國家對智能電網的認識和發展目標

我國智能電網是集成了新能源、新材料、新設備和先進的信息技術、電網控制技術，實現了電力在發、輸、配、用過程中的數字化管理、智能化決策、互動化交易。具有開發、安全、高效、清潔和自愈能力的特點。

國家相關智囊團隊將我國智能電網的發展劃分為以下三個階段：

⑴ 研究試點階段：根據我國的國情和發展階段，提出智能電網發展技術路線，完成我國智能電網整體規劃。開展關鍵技術研究，進行相應試點工作。

⑵ 推廣階段：總結試點經驗，提出智能電網建設標準，逐步推廣智能電網建設。

⑶ 全面建設階段：建成發、輸(配)、用互動式交易、運行平臺，為發電廠、用戶提供在線定制服務。

2.2.2 我國科研機構對智能電網的認識

我國一些科研機構和專家提出了具備可靠、自愈、經濟、兼容、集成和安全等特點的“互動電網”，將智能電網包含在內。

“互動電網”的定義是：在開放和互聯的信息模式基礎上，通過加載系統數字設備和升級電網網絡管理系統，實現發電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網分級調度、綜合服務等電力產業全流程的智能化、信息化、分級化互動管理，是集合了產業革命、技術革命和管理革命的綜合性的效率變革。它將再造電網的信息回路、構建用戶新型的反饋方式，推動電網整體轉型為節能基礎設施，提高能源效率，降低客戶成本，減少溫室氣體排放，創造電網價值的最大化。

互動電網既是下一代全球電網的基本模式，也是中國電網現代化的核心。其實質就是能源替代、兼容利用和互動經濟。

2.2.3 國家電網公司——統一堅強智能電網

國家電網公司結合世界電網發展新趨勢以及我國電網發展的實際，提出了立足自主創新，加快建設以特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展，具有信息化、自動化、互動化特征的統一堅強智能電網。其核心是：以堅強網架為基礎，以信息通信平臺為支撐，以智能控制為手段，包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度及信息通信各個環節，覆蓋所有電壓等級、實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合。

國家電網公司將分三個階段推進統一堅強智能電網建設：2009年～2010年是規劃試點階段，重點開展堅強智能電網發展規劃，制定技術和管理標準，開展關鍵技術研發和設備研制，開展各環節的試點；2011年～2015年是全面建設階段，將加快特高壓電網和城鄉配電網建設，初步形成智能電網運行控制和互動服務體系，關鍵技術和裝備實現重大突破和廣泛應用；2016年～2020年是引領提升階段，將全面建成統一的堅強智能電網，技術和裝備達到國際先進水平。屆時，電網優化配置資源能力將大幅提升，清潔能源裝機比例達到35%，分布式電源實現“即插即用”，智能電表普及應用。

2010年是國家電網公司堅強智能電網規劃試點階段的關鍵一年，因此，在年初的智能電網工作會議上，明確了總體目標：一完善、兩完成、五突破、五深化。

“一完善”即完善公司智能電網工作體系?！皟赏瓿伞奔赐瓿蓢译娋W智能化規劃和支撐智能電網試點工程的關鍵標準制定?！拔逋黄啤奔磳崿F智能電網調度技術支持系統、智能變電站、電動汽車充電設施、用電信息采集系統、“多網融合”等五項試點工程建設的突破。“五深化”即實現設備研制、專題研究、商業模式、管理創新、宣傳交流等五個方面的工作深化。

依據既定目標，2010年，國家電網公司將初步形成堅強智能電網的運行控制和互動服務體系，在關鍵技術和裝備上實現重大突破和廣泛應用。

2.2.4 南方電網公司

南方電網公司明確建設智能電網的目標，是實現電網的安全、可靠、高效運行和對“低碳社會”發展需要的靈活適應。

以此目標為基礎，南方電網建立智能電網研究聯席會議制度，成立了智能電網技術研究工作小組，密切跟蹤世界智能電網的發展趨勢，及時掌握信息，研究問題、提出建議，提出切實可行的研究課題，做好技術儲備，并結合實際實事求是地研究推進智能電網建設，在提高主網智能化水平的同時，重點放在提高配網和負荷側終端的智能化水平，把清潔能源快速靈活地接入電網，適應低碳社會的需要。

南方電網關于智能電網建設的具體實施目標包括：

⑴ 緊密結合智能電網建設，進一步強化西電東送骨干網架，研究先進的靈活交流輸電設備和輕型直流輸電應用技術，開展高壓網甚至超高壓網的超導限流技術研究，提高主網的輸送能力和可控性，滿足西部水電可靠送出等的需要；

⑵ 有規劃、有標準地開展城農網改造，切實提高電網運行的安全性和經濟性；

⑶ 開展智能電網信息系統體系與架構研究，開展風電、太陽能發電、儲能設備、電動汽車、分布式能源等成規模發展后對電力系統的影響和對策研究，在水能利用、節能調度、降損技術、分布式能源接入、智能電表、儲能技術等方面開展研究試點；

⑷ 同時，超前思考，搭建好通信、信息兩個平臺，進一步規范和加強數字化變電站建設。

3 電力設計咨詢行業的責任與任務

智能電網建設是個國家戰略，甚至可以說是個世界性熱點話題，對于保障國家能源安全、促進能源消費方式轉變、推動低碳經濟發展、確保電網安全經濟運行意義深遠。而，電力設計咨詢行業作為電力行業的龍頭單位，同樣要站在國家戰略的層面，明確本行業在智能電網建設中的責任與義務；當然，智能電網的起步與發展伴隨的相關產業空間是巨大，電力設計咨詢行業同樣可以抓住機遇，明確任務，引領本行業質的飛越。

3.1 責任與義務

智能電網形勢下電力設計咨詢行業的責任與義務大概包括以下方面：

⑴ 保證國家和地區能源安全及效益最大化。

智能電網的本質是提高能源綜合利用效率，提供電網供電可靠性，促進資源優化配置等，最終實現電網效益和社會效益最大化。而智能化電網規劃是實現智能電網本質的根本，更關系國家的電網安全和能源戰略。

⑵ 建設中國智能電網是電力設計咨詢行業的責任。

電力設計咨詢行業具有先天的優勢和能力，可在電力建設的全過程中應用信息化技術整合發電、輸電、變電、配電、用電和調度各環節資源。此外，信息化的智能電網建設將是設計咨詢行業未來的經濟新增長點。因此，對于中國智能電網的建設，電力設計咨詢行業責無旁貸。

⑶ 以設計咨詢帶動基建及電網整體水平的提升。

智能電網形勢下，設計咨詢行業有義務全面提升各項業務的智能化和信息化水平。利用智能化規劃設計實現電網布局構架的合理和資源配置的最優化；利用智能化可研、設計實現方案優化的最大化、體現最大的經濟效益；利用智能化施工圖設計輔助實現造價全面控制，從而全面帶動基建及電網建設整體水平的提升；在智能化運行中，也要突出設計咨詢單位的重要性，重點關注電網智能化運行的安全、經濟、互動控制等方面。

3.2 機遇與任務

在智能電網大發展的形勢下，設計咨詢行業在面對挑戰的同時，抓住機遇、借勢謀劃、布局發展，不斷提升自身的核心競爭力。

⑴ 認清形勢。

電力體制改革方向的明朗化，電力信息化的高速發展，電力結構調整跡象明顯，電力投資力度的加大等形勢，可以表明電力設計咨詢行業未來的業務重點將是電網，而電網業務的競爭也將進一步的加劇，對電力設計咨詢的信息化、智能化的要求也將進一步的提高。

⑵ 在智能電網建設中充分發揮電力設計咨詢的龍頭作用。

設計咨詢行業作為電網建設的龍頭單位，通過自身擁有的電源、電網、設計的基礎優勢資源，可以在智能電網的規劃、發電側、輸電側、變電側的各個過程中發揮更大的作用。

⑶ 借勢實現設計咨詢業務從量到質的突破。

傳統的設計咨詢業務量已經到了一個瓶頸，電力設計咨詢業務如想有所突破，必須抓住智能電網建設的機遇，實現勘測數字化、設計可視化、移交電子化、信息標準化和應用網絡化，全面提升設計咨詢的業務水平，提升設計咨詢的品質，實現設計咨詢業務從量到質的突破。

⑷ 加大研發力度，積極推動新能源開發利用。

將新能源快速靈活地接入電網也是智能電網建設的一個重要方向，設計咨詢行業應以敏銳的眼光、超前的思維、戰略的高度來把握發展機遇，登上研發、應用綠色新能源的戰略高地，積極貫徹國家《可再生能源法》，大力推動我國新能源產業發展步伐。

⑸ 從智能電網建設看未來電網建設的發展趨勢。

智能電網的本質是能源替代和兼容利用。從智能電網的建設可以看出，未來電網的發展方向是最先進的通訊、IT、能源、新材料、傳感器等產業的集成，也是配電網技術、網絡技術、通信技術、傳感器技術、電力電子技術、儲能技術的合成，對于推動新技術革命具有直接的綜合效果。設計咨詢行業要及時跟進這些新技術，為智能化電網的持續發展做好理論上的先行研究和相關的其他工作。

4 結語

智能電網作為各國政府提振經濟的重要手段，在08年金融危機之后被提出來?，F在，智能電網已成為全球的關注熱點，甚至是美國、歐盟等發達國家的國策，其對這些國家的經濟復蘇、重塑競爭力將起重要作用，但意義絕非僅僅是應對當前全球金融危機的權宜之計。[13]

中國通過近十幾年的電力變革，已具備了良好的基礎，甚至在電力系統安全穩定運行水平已相當或高于發達國家，因此，中國電力需要立足國情，制定正確電力變革方向、目標的智能電網戰略，在政府良好的政策環境和有效組織下，集國家之力量，將有限資源包括資金、人力、技術發揮最大的社會效益，實現中國智能電網的大發展。

作為電力建設的龍頭單位，中國的電力設計咨詢行業也面臨著更多的可能性，這時就更需要整個行業以更加開放的心態，跳出傳統的電力設計咨詢角色和方式，積極主動參與智能電網建設，促進企業思想觀念的轉變，培養和形成具有將創新技術和把技術推向市場的能力，搶在智能電網產業起飛階段進入市場；以更為廣闊的視野，從社會的責任出發，從國家的高度以及國家的能源安全和可持續角度出發，將企業自身的發展和國家能源安全和可持續發展契合，積極參與到國家智能電網的事業中，貢獻力量。

同時，電力設計咨詢工作者，在一定程度上，對國家相關政策有著很大的引導性作用。因此，在實際的研究和發展智能電網的工作中，還需要保持適當的冷靜，看清楚智能電網的實質和發展的歷史要求，結合中國經濟的實際，有步驟、有重點、有針對性地開展相關工作，統籌全局，走出一條有符合中國能源分布和國民經濟發展特征的智能電網建設之路。

[1]專家：哥本哈根氣候會議恐難達成協議.http：//www.inseadknowledge.com.cn/sim/environmentcopenhagen-conference-091211.cfm.

[2]低碳經濟設計傳統行業的碳減排改造.http：//www.3158.cn/news/20091215/09/0532170262_1.shtml.

[3]解讀2010年國家電網堅強智能電網建設總體目標.http：//hvdc.chinapower.com.cn/membercenter/techcenter/viewarticle.asp?user=tech&articleid=10067014.

[4]莊貴陽.歐盟"氣候行動與可再生能源綜合計劃"建議草案：核心要點與戰略意義，氣候變化研究進展，2008，4.

[5]美國清潔能源與安全法案(ACES)簡介.http：//www.qsng.cn/html/lszj/jdwxview/20090805161350.html.

[6]英國公布新的2020年低碳國家戰略計劃.http：//arch.m6699.com/content-21408.htm.

[7]國家能源委牽頭能源戰略規劃 發展新能源成首要任務.http：//www.china5e.com/show.php?contentid=74632.

[8]魯宗相，蔣錦峰.解讀美國"Grid"2030"電網遠景設想，中國電力企業管理，2004，5.

[9]互動電網.http：//baike.baidu.com/view/2281467.htm.

[10]國家電網公布智能電網計劃：三步走2020年全面建成.http：//epaper.dfdaily.com/dfzb/html/2009-05/22/content_133201.htm.

[11]南方電網：責任之旅邁進低碳時代.http：//power.people.com.cn/GB/173298/10519945.html.

[12]實事求是研究推進智能電網建設.http：//www.china5e.com/show.php?contentid=52405.

[13]發展智能電網 中國優勢很多.http：//www.gxi.gov.cn/bgcy/bgcy_jtny/bgcy_jtny_scfx/200912/t20091230_166758.htm.