智能電網推動可持續發展

陳向力

電是全世界最通用的能源形式。根據國際能源署的預測，到2030年，全球電力需求的增速是一次能源需求增速的兩倍，亞洲的增速最高。另外，不容忽視的事實是，世界上超過40% 的電力供應以煤炭作為燃料，使發電成為二氧化碳排放最大和上升最快的來源。這兩方面的雙重挑戰使得我們必須重新審視整個電力價值鏈的解決方案：發電量增加的同時，必須減少二氧化碳體排放，而且輸電、配電和用電必須更加高效。

智能電網正是在這樣的大背景下提出來的。智能電網涉及的面非常廣，我將從以下三個方面進行初步的探討。

可再生能源并網

對于智能電網而言，最明顯的一個特征就是可再生能源并網。目前，世界各國都在大力發展可再生能源。中國政府也表示，到2020年，可再生能源消費比重將達到15%。

可再生能源主要是太陽能和風能，大規模的太陽能以及風能逐漸接入電網，可以解決清潔能源需求問題。但是如何解決可再生能源的間歇性問題則至關重要，否則將對電網造成巨大沖擊。

GE開發的低壓穿越和電壓控制技術率先解決了全球范圍內存在的風能大規模接入電網的技術障礙，使風能的廣泛應用成為可能。目前，隨著風機容量不斷提高，GE全球研發中心應用其超導磁體30多年的行業經驗，正致力于開發新一代10到15兆瓦級大容量風力發電機，以最大化利用全球的清潔風能。

權威數據顯示，截至2010年底，中國全年風力發電新增裝機達1600萬千瓦，累計裝機容量達到4182.7萬千瓦，首次超過美國，躍居世界第一。GE的技術將有助于中國更好地利用風能。

另外，為了讓更多的家庭和商業用戶能負擔得起屋頂太陽能系統，GE科學家和工程師們正在努力研究，降低太陽能安裝成本。可以想象，在不遠的將來，無論在多么復雜的情況下，風能和太陽能等可再生能源都可以可靠的運行，造福于人類。

電網信息化

打造智能電網，就必須要電網信息化，我們傳統的電網，從發電到配電到用電都是單向的，而且也是一個信息化程度不高的基礎設施。當然現在發電、傳輸電的信息化程度比較高，但是在整個配電和用電系統幾乎沒有什么智能。現在如果電力負載不夠，電力說切就被切掉了，不存在智能。未來我們要把傳統的電網和信息技術要進行有機的結合。

電網信息化之后，會產生大量的數據，小到開關和變壓器，大到每一個家庭，都有大量的能耗信息要傳到電力控制中心。這個數據將是海量的，也就是說在目前的情況下，還沒有辦法解決這個問題。所以云計算是所有智能電網的人都在探討的話題，如何利用云計算來把智能電網收集的大量數據可以有效組織起來，然后進行大規模的處理。智能系統要求實時的數據處理，現在的處理一般是通過巨型計算機，但是資源共享很難實現。智能電網如果能夠利用云計算，我們把大量的信息推到云端，就可以進行實時處理。當然這個處理是有相對概念的，有毫秒級，也有分鐘級的，一般來說能源的調動是分鐘級的，對某一個閥門或者是發電機就可能是毫秒級考慮問題。現在云計算主要是應用在分鐘級和小時級的數據大量處理。

不過，信息化后，大家最關心的問題就是安全問題，如果說大量的系統數據傳到的云端之后，進行運算，如何保證數據的保密將成為巨大的挑戰。

電動汽車發展

電動汽車已被納入到智能電網的框架，這里面有很多的問題要解決，也有很大的市場機會。

電動汽車將來面臨接入電網的大量挑戰。電動汽車進入家庭之后，對電網的沖擊也是非常大的。如果說上海有幾千輛汽車同時充電的話，可以把整個華東電網拉垮。當電動汽車進入家庭之后，如何不對系統產生沖擊，這也是大家面臨需要解決的問題。

去年9月，GE推出全新WattStationTM，電動汽車充電樁。GE WattStationTM能夠大幅縮短汽車充電時間，從而有利于市場進一步接受電力汽車。同時，這項技術在智能電網中的應用確保了相關企業可以有效管理本地及相關區域內的電力汽車。

此外，GE和日產正共同加快開發可靠而強勁的智能充電基礎設施，為電動汽車在大眾市場的廣泛運用提供強勁動力。雙方已經確定兩大重要研究領域：一是涉及如何將電動車融入家庭和建筑；二是研究電動車充電原理，以及將來成百萬輛電動車使用的時候，對電網帶來的影響。

由于世界上25%的發電或配電基于GE設備，GE將其電力基礎設施領域的行業經驗幫助解決成百萬輛電動車接入電網的全球挑戰。

當然，對于研發人員而言，他們還需要尋求很多答案。這包括：家庭和建筑的智能管理系統如何能夠支持電動汽車的充電管理？我們如何利用能源儲存和可再生能源（如家庭太陽能面板）來可靠的管理和滿足電動汽車的電力需求？ 比如，是否有創新模式直接將充電站接入可再生能源？

想象一下，可再生能源產生的電能供電動汽車使用，這樣美好的前景正好解決了本文一開始提出的雙重挑戰——電力需求增長，同時減少二氧化碳排放。

最后，我還想說明一點。目前，國際經濟形勢依然不明朗。由于智能電網涉及眾多產業鏈，從基礎設施到發電設備，到控制，到電子業，到軟件業，因此政府、民間、企業如果能共同推進智能電網的發展，很可能將帶領全球走經濟危機的陰霾。