http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 19:15:57 來源:第一財經日報
加拿大人馬克·坎貝爾(Mark Kerbel)絕對沒有想到,自己不經意的一個念頭,正在給信息時期的社會發展,帶來甚至可以稱為革命性的影響。
通tong常chang一yi棟dong辦ban公gong大da樓lou裏li總zong有you各ge種zhong各ge樣yang的de耗hao電dian設she備bei,但dan用yong一yi種zhong什shen麼me方fang法fa可ke以yi減jian少shao整zheng體ti耗hao電dian量liang,這zhe對dui於yu一yi個ge環huan保bao主zhu義yi者zhe的de坎kan貝bei爾er而er言yan,並bing不bu是shi一yi件jian挑tiao戰zhan性xing的de工gong作zuo。
最zui初chu的de動dong機ji其qi實shi很hen簡jian單dan,就jiu是shi讓rang大da樓lou裏li的de電dian器qi互hu相xiang協xie調tiao,減jian少shao大da樓lou在zai用yong電dian高gao峰feng期qi的de用yong電dian量liang。但dan要yao完wan成cheng這zhe項xiang工gong作zuo,還hai必bi須xu要yao有you一yi個ge控kong製zhi係xi統tong,當dang然ran,不bu是shi很hen麻ma煩fan的de那na種zhong。
2005年的那個冬天,坎貝爾發明了一種無線控製器,這個設備與大樓的各個電器相連,坎貝爾證實對這些電器實現了有效的控製。
坎貝爾後來公開解釋這個過程,比如一台空調運轉15分鍾,以把室內溫度維持在24℃;而另外兩台空調可能會在保證室內溫度的前提下,停運15分鍾。 這樣,在不犧牲每個個體的前提下,整個大樓的節能目標便可以實現,因為每個電器的調整都是自動完成的。
現(xian)在(zai)這(zhe)種(zhong)模(mo)式(shi)通(tong)常(chang)被(bei)稱(cheng)為(wei)智(zhi)能(neng)係(xi)統(tong),坎(kan)貝(bei)爾(er)的(de)設(she)備(bei)非(fei)常(chang)簡(jian)單(dan),不(bu)需(xu)要(yao)人(ren)管(guan),也(ye)無(wu)需(xu)培(pei)訓(xun),花(hua)幾(ji)個(ge)小(xiao)時(shi)裝(zhuang)好(hao)後(hou)就(jiu)可(ke)以(yi)投(tou)入(ru)使(shi)用(yong),但(dan)在(zai)協(xie)同(tong)性(xing)上(shang)卻(que)表(biao)現(xian)得(de)非(fei)常(chang)良(liang)好(hao)。
因此,坎貝爾告別了自己以前上班的地方,借此成立了一家小公司。目前,坎貝爾在加拿大已經有了客戶,即多倫多水電廠(Toronto Hydro)。現在,他正試圖挺進美國加利福尼亞州,這家小公司已經越來越頻繁地出現在各大媒體。很多場所,比如酒店、醫院和工廠等,在使用了這種無線控製器後,可以節省多達30%的峰值電能。
坎貝爾的技術實際是目前熱門的“智能電網”的一種,圍繞這一概念的技術正在不斷出現。去年2月17日,美國總統奧巴馬簽署了高達7870億美元的經濟刺激計劃,其中,1200億美元用於基礎設施,而智能電網的大規模建設位列其間,奧巴馬還將其作為國家能源戰略的重要組成部分。
各方意見
實際上,“智能電網不是一個全新概念,美國最早在2001年就已經提出來了,自美國發生了“8·13”大停電之後,政府才重視起來,並且於2009年之後成為美國的國家概念。” 中國工程院院士、東北電網公司名譽總工程師黃其勵在接受《第一財經日報》采訪時表示。
據黃其勵介紹,中國2006年就開始做很多準備,因為隨著發展的需要,電網也需要很多的數字化和信息化。“我用的詞是智能電力係統,而不僅僅是一個網的概念。”
不過迄今為止,仍然沒有人對“智能電網”給出一個準確的定義,它如同一個撲朔迷離的故事,一次又一次推高了智能電網概念股的躍起。
公開資料記錄著跨國巨頭對於智能電網的認識。
通用電氣就認為,智能電網是電力和通信架構的集合,並將自動化和信息技術結構結合到我們現有的電力網絡中。“智能電網本質上是為21世紀的社會改進20世紀的電力網絡,使之更加現代化。”
相對於通用電氣的看法,思科似乎將其概念更延伸了一層:“智能電網是一種智能化的未來電力係統,通過智能通信係統來連接所有電力供應、電力網絡和電力需求等組成要素,同時為電力供應單位和電力消費者帶來巨大的效益。”
2006年底,美國《時代》周刊將2006年度人物頒給了“YOU”,代表了千千萬萬的個人,昭示了“個性化消費時代”的來臨。
基於此,IBM把智能電網稱為“電網2.0”,認為與傳統的電網相比,智能電網看起來更像因特網,可以接入大量的分布式的清潔能源,比如風能、太陽能,並整合利用電網的各種信息,進行深入分析和優化,對電網進行更完整和深入的洞察,實現整個智能電網“生態係統”更好地實時決策。
正是基於這種2.0的模式,IBM勾勒了一幅美好的藍圖:對於電力用戶,可以自己選擇和決定更有效的用電方式;對於電力公司,可以決定如何更好地管理電力和均衡負載;對於政府和社會,可以決定如何保護我們的環境。最終,提高整個電網係統的效率、可靠性、靈活性,達到更高的智能化程度。
2008年,美國人在科羅拉多州的波爾得(Boulder)展(zhan)示(shi)了(le)一(yi)幅(fu)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)的(de)美(mei)好(hao)場(chang)景(jing),每(mei)戶(hu)家(jia)庭(ting)都(dou)安(an)裝(zhuang)智(zhi)能(neng)電(dian)表(biao),人(ren)們(men)可(ke)以(yi)很(hen)直(zhi)觀(guan)地(di)了(le)解(jie)每(mei)個(ge)時(shi)刻(ke)的(de)電(dian)價(jia),從(cong)而(er)把(ba)一(yi)些(xie)要(yao)使(shi)用(yong)大(da)功(gong)率(lv)電(dian)器(qi)的(de)事(shi)情(qing)如(ru)洗(xi)、燙衣服,用電暖氣等安排在電價低的時間段。
也(ye)有(you)專(zhuan)家(jia)分(fen)析(xi),美(mei)國(guo)發(fa)展(zhan)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)重(zhong)點(dian)在(zai)配(pei)電(dian)和(he)用(yong)電(dian)側(ce),比(bi)較(jiao)注(zhu)重(zhong)商(shang)業(ye)模(mo)式(shi)的(de)創(chuang)新(xin)和(he)用(yong)戶(hu)服(fu)務(wu)的(de)提(ti)升(sheng),推(tui)動(dong)技(ji)術(shu)創(chuang)新(xin),拉(la)動(dong)經(jing)濟(ji)和(he)就(jiu)業(ye)。
目mu前qian美mei國guo發fa展zhan智zhi能neng電dian網wang主zhu要yao是shi以yi企qi業ye為wei主zhu體ti,根gen據ju各ge自zi需xu要yao自zi主zhu製zhi定ding發fa展zhan目mu標biao與yu技ji術shu路lu線xian。波bo爾er得de智zhi能neng電dian網wang城cheng市shi工gong程cheng目mu前qian處chu於yu項xiang目mu前qian期qi階jie段duan,2009年下半年才開始正式實施。邁阿密智能能源項目還處於研究設計階段。
國網突破
國家電網的規劃是,2010年,在智能電網具體建設部署上,準備實現智能電網調度技術支持係統、智能變電站、電動汽車充電設施、用電信息采集係統、“多網融合”等五項試點工程建設的突破。
中國電力科學院副總工程師蔡國雄在接受采訪時也表示,電力是中國能源一個很重要的環節,現在在搞低碳經濟,太陽、風能這些都是很有前途的能源,“但是怎麼樣把這些能源有效地使用,對於我們是一個很大的課題:如何把這些能源綜合利用起來。因此電力行業就要改變電力係統的常規,使得電力係統更為穩定、更為安全和更為節能。”蔡國雄說。
這和國網能源研究院總工程師葛旭波的意見也大致相同。葛旭波在接受采訪時也表示,比如充電設施、風光儲能等領域,還有電網的高級調度係統,包括今後的智能電表,都是一直在推動著的。
全國政協委員、新疆電力公司總經理蘇勝新在今年兩會的提案中表示,發展新能源是我國能源發展的必然要求。
蘇勝新認為,中國一次能源以煤為主,清潔能源比重偏低,結構性矛盾突出。到2020年,按照非石化能源占一次能源消費比重達到15%左右,單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%的目標,清潔能源裝機需要達到5.7億千瓦。
因此,解決新能源的“入網難題”yeshizhinengdianwangyiburongcidezeren。ciqian,guojiadianwanggongsiyijingquedinglezhinengdianwangdedazhiguihua,guojiadianwangyanjiushizhurengezhengxiangxiangbenbaobiaoshi,zhinengdianwangquelilesanbuzoudeyuanze。
根據國家電網的規劃,第一個時間段是2009年~2010年(nian),這(zhe)個(ge)階(jie)段(duan)被(bei)稱(cheng)為(wei)規(gui)劃(hua)試(shi)點(dian)階(jie)段(duan),重(zhong)點(dian)開(kai)展(zhan)堅(jian)強(qiang)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)發(fa)展(zhan)規(gui)劃(hua)工(gong)作(zuo),製(zhi)定(ding)技(ji)術(shu)和(he)管(guan)理(li)標(biao)準(zhun),開(kai)展(zhan)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)研(yan)發(fa)和(he)設(she)備(bei)研(yan)製(zhi),開(kai)展(zhan)各(ge)環(huan)節(jie)的(de)試(shi)點(dian)工(gong)作(zuo)。
而2011年~2015年nian是shi全quan麵mian建jian設she階jie段duan,加jia快kuai特te高gao壓ya電dian網wang和he城cheng鄉xiang配pei電dian網wang建jian設she,初chu步bu形xing成cheng智zhi能neng電dian網wang運yun行xing控kong製zhi和he互hu動dong服fu務wu體ti係xi,關guan鍵jian技ji術shu和he裝zhuang備bei實shi現xian重zhong大da突tu破po和he廣guang泛fan應ying用yong。
2016年~2020年為引領提升階段,全麵建成統一的堅強智能電網,技術和裝備全麵達到國際先進水平。
如果按照這個描述,屆時,電網優化配置資源能力大幅提升,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。
根據電力專家的解釋,智能電網首先是自愈電網。根據科學的解釋,“自愈”zhideshibadianwangzhongyouwentideyuanjiancongxitongzhonggelichulai,bingqiezaihenshaohuobuyongrenweiganyudeqingkuangxiakeyishixitongxunsuhuifudaozhengchangyunxingzhuangtai,congerjihubuzhongduanduiyonghutigonggongdianfuwu。
這(zhe)個(ge)影(ying)響(xiang)對(dui)於(yu)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)而(er)言(yan)可(ke)謂(wei)意(yi)義(yi)深(shen)遠(yuan),以(yi)往(wang)很(hen)多(duo)停(ting)電(dian)都(dou)是(shi)因(yin)為(wei)供(gong)電(dian)線(xian)路(lu)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)或(huo)者(zhe)供(gong)電(dian)設(she)施(shi)發(fa)生(sheng)事(shi)故(gu),而(er)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)就(jiu)試(shi)圖(tu)解(jie)決(jue)這(zhe)一(yi)難(nan)題(ti)。
guowangnengyuanyanjiuyuantongshirenwei,zhinengdianwangyigezhongyaodetezhengjiushikeyitongguochuangxinyingxiaocelveshixiandianwangyudianliyonghudeshuangxianghudong,yindaoyonghuzhudongcanyushichangjingzheng,shixianyouxiaode“需求側響應”。
簡而言之,用戶可以根據自己的用電習慣、電(dian)價(jia)水(shui)平(ping)以(yi)及(ji)用(yong)電(dian)環(huan)境(jing),給(gei)各(ge)種(zhong)用(yong)電(dian)設(she)備(bei)設(she)定(ding)參(can)數(shu)。如(ru)空(kong)調(tiao)和(he)照(zhao)明(ming)等(deng)智(zhi)能(neng)用(yong)電(dian)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)相(xiang)關(guan)參(can)數(shu),自(zi)動(dong)優(you)化(hua)其(qi)用(yong)電(dian)方(fang)式(shi),以(yi)期(qi)達(da)到(dao)最(zui)佳(jia)的(de)用(yong)電(dian)效(xiao)果(guo),進(jin)而(er)提(ti)高(gao)設(she)備(bei)的(de)電(dian)能(neng)利(li)用(yong)效(xiao)率(lv),實(shi)現(xian)節(jie)電(dian),並(bing)通(tong)過(guo)選(xuan)擇(ze)用(yong)電(dian)時(shi)間(jian)達(da)到(dao)減(jian)少(shao)電(dian)費(fei)支(zhi)出(chu)的(de)目(mu)的(de)。
“預計2020年堅強智能電網建設將引導用戶科學合理用電,節約電量約1567億千瓦時,相應減少二氧化碳排放1.44億噸。”國網能源研究院發布報告稱。
難題待解
自然,智能電網的建設,一方麵可以促進風能等清潔能源的大規模開發和電動汽車的快速發展,實現對化石能源的替代;另一方麵,可以提高發電、輸電、用電等各個環節的能源利用效率,減少能源消耗。
國網能源研究院也做過一個測算, 2020年堅強智能電網建設實現的二氧化碳減排量將超過16.8億噸,相當於種植1000萬公頃的林地一年的固碳量。如果2020年我國二氧化碳排放強度比2005年下降40%~45%,需要減少二氧化碳排放69億~78億噸。
因此,國網能源研究院保守估計,建設智能電網對“我國實現2020年碳減排目標”的貢獻率將超過21%。
不過,目前看來,這仍然是一個美好的願望,國內資深電力專家吳敬儒認為,智能電網是長期工程,“恐怕到本世紀末甚至下個世紀還要搞,現在隻是起步階段,不能急於求成,2020年全麵建成統一的‘堅強智能電網’這個目標不現實”。
“技術並不是現在建設智能電網的難題,關鍵是輸電網絡之間的整合。”吳敬儒表示。
除此之外,誰製定規則將是一個首先要麵對的問題。根據美國的幾位電力專家的認識,“智能”電網能夠區分聯邦批發輸電係統和州零售配電係統之間的特征嗎?當零售配電係統開始運作時,“智能”是否終結,之後便是“傻瓜”盛行嗎?聯邦和州政府的管理者如何分配智能電網和傻瓜電網的費用?
就jiu拿na中zhong國guo而er言yan,電dian力li市shi場chang尚shang未wei建jian立li,智zhi能neng化hua的de調tiao配pei能neng否fou解jie決jue市shi場chang均jun衡heng的de問wen題ti也ye是shi業ye界jie所suo關guan注zhu的de。即ji使shi不bu考kao慮lv行xing政zheng權quan限xian,智zhi能neng電dian網wang如ru不bu能neng天tian衣yi無wu縫feng地di與yu每mei個ge節jie點dian連lian接jie,則ze其qi具ju有you的de價jia值zhi就jiu會hui大da打da折zhe扣kou。
另(ling)外(wai),電(dian)力(li)係(xi)統(tong)安(an)全(quan)的(de)問(wen)題(ti)也(ye)是(shi)業(ye)界(jie)多(duo)關(guan)注(zhu)的(de)話(hua)題(ti)。值(zhi)得(de)注(zhu)意(yi)的(de)區(qu)別(bie)是(shi),電(dian)力(li)係(xi)統(tong)安(an)全(quan)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)之(zhi)間(jian)的(de)關(guan)係(xi),一(yi)些(xie)業(ye)界(jie)專(zhuan)家(jia)認(ren)為(wei),這(zhe)兩(liang)個(ge)目(mu)標(biao)並(bing)非(fei)總(zong)是(shi)一(yi)致(zhi)的(de),取(qu)決(jue)於(yu)它(ta)們(men)的(de)優(you)先(xian)級(ji)考(kao)慮(lv)。
一個簡單的例子,增加從變電站返回到電力控製中心的數據對可靠性管理是非常有用的,但從安全性角度,它提出額外的挑戰。現代的“可路由”通訊協議被認為是脆弱的,並隨著智能電子裝置(Intelligent Electronic Devices,IEDs)的廣泛采用,電力設施受到的網絡攻擊將會日益增加。
通用電氣負責傳輸和分配的副總裁鮑勃·吉列根也認同這種觀點,除了可測量結果的挑戰外,智能電網還提出了國家安全問題。
現(xian)在(zai),網(wang)絡(luo)恐(kong)怖(bu)主(zhu)義(yi)和(he)襲(xi)擊(ji)能(neng)源(yuan)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)已(yi)成(cheng)為(wei)重(zhong)要(yao)的(de)關(guan)注(zhu)對(dui)象(xiang)。將(jiang)更(geng)多(duo)的(de)技(ji)術(shu)引(yin)入(ru)到(dao)電(dian)網(wang)中(zhong),給(gei)能(neng)源(yuan)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)帶(dai)來(lai)了(le)更(geng)多(duo)的(de)連(lian)接(jie)點(dian),人(ren)們(men)對(dui)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)保(bao)護(hu)的(de)擔(dan)憂(you)也(ye)就(jiu)由(you)此(ci)不(bu)斷(duan)升(sheng)級(ji)。