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智能電網:照亮社會進步的新燈火

——智能電網當前建設與未來發展麵麵觀

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 09:21:53 來源:中國航天報

   【導讀:智能電網就是電網的智能化,它建立在集成、高速雙向通信網絡的基礎上,通過先進的傳感和測量等技術設備,實現電網安全可靠和經濟高效的目標,具有信息化、數字化、自動化和互動化等主要特征。】

   在2010年(nian)上(shang)海(hai)世(shi)博(bo)會(hui)國(guo)家(jia)電(dian)網(wang)館(guan),很(hen)多(duo)觀(guan)眾(zhong)聚(ju)集(ji)在(zai)地(di)下(xia)一(yi)層(ceng),好(hao)奇(qi)地(di)透(tou)過(guo)寬(kuan)大(da)的(de)玻(bo)璃(li)窗(chuang),觀(guan)察(cha)首(shou)座(zuo)服(fu)務(wu)世(shi)博(bo)會(hui)的(de)智(zhi)能(neng)變(bian)電(dian)站(zhan)。這(zhe)裏(li),就(jiu)是(shi)被(bei)譽(yu)為(wei)該(gai)館(guan)亮(liang)點(dian)的(de)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)綜(zong)合(he)示(shi)範(fan)展(zhan)示(shi)區(qu)。

  什麼樣的電網是智能電網呢?專家解釋說,智能電網就是電網的智能化,它建立在集成、高速雙向通信網絡的基礎上,通過先進的傳感和測量等技術設備,實現電網安全可靠和經濟高效的目標,具有信息化、數字化、自動化和互動化等主要特征。簡言之,智能電網就是傳統電網和傳感網、通訊網的結合。

  智能電網帶來美好生活

  就快下班了,不用火急火燎地往家趕,在辦公室打開電腦敲擊鍵盤,一組指令會自動傳到家中:電飯煲開始煮飯、空調自動開啟……這並不是科幻小說,而是智能電網帶給我們的全新生活方式。用戶不但可以遙控家用電器,還能在家中利用太陽能自發電,讓這些“綠電”輸入電網,獲取報酬。另外,智能電網能“自我檢測”,即自動繞過故障節點尋找新路徑,這種自我補償會使電壓相當穩定,即使短暫停電,用戶也幾乎沒有感覺。

  如果說這是對未來生活的暢想,那麼在北京的一個小區裏,智能電網帶來的全新改變已經真實呈現。

  這(zhe)是(shi)一(yi)個(ge)普(pu)通(tong)的(de)三(san)居(ju)室(shi),位(wei)於(yu)北(bei)京(jing)蓮(lian)香(xiang)園(yuan)小(xiao)區(qu)一(yi)棟(dong)住(zhu)宅(zhai)樓(lou)的(de)頂(ding)層(ceng),外(wai)表(biao)和(he)普(pu)通(tong)家(jia)庭(ting)沒(mei)有(you)多(duo)大(da)差(cha)別(bie)。但(dan)實(shi)際(ji)上(shang),這(zhe)裏(li)是(shi)國(guo)家(jia)電(dian)網(wang)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)用(yong)戶(hu)服(fu)務(wu)的(de)一(yi)個(ge)試(shi)點(dian)。通(tong)過(guo)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang),用(yong)戶(hu)已(yi)經(jing)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)電(dian)話(hua)控(kong)製(zhi)這(zhe)套(tao)三(san)居(ju)室(shi)中(zhong)的(de)所(suo)有(you)電(dian)器(qi)。用(yong)戶(hu)隻(zhi)需(xu)撥(bo)打(da)某(mou)個(ge)特(te)定(ding)的(de)電(dian)話(hua)號(hao)碼(ma),根(gen)據(ju)語(yu)音(yin)提(ti)示(shi),就(jiu)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)按(an)鈕(niu)選(xuan)擇(ze)需(xu)要(yao)控(kong)製(zhi)的(de)電(dian)器(qi),然(ran)後(hou)再(zai)根(gen)據(ju)語(yu)音(yin)提(ti)示(shi),選(xuan)擇(ze)開(kai)或(huo)關(guan)這(zhe)一(yi)電(dian)器(qi)。

  目前,我國傳統電網70%以上是依靠火力發電,消耗的是不可再生的化石能源,汙染高。而日益增長的清潔能源諸如風能、核能、太tai陽yang能neng卻que無wu法fa大da規gui模mo供gong給gei。此ci外wai,多duo發fa出chu的de電dian無wu法fa儲chu存cun,如ru果guo不bu用yong就jiu白bai白bai費fei掉diao了le,而er在zai夏xia季ji用yong電dian高gao峰feng期qi間jian又you往wang往wang供gong電dian緊jin張zhang,導dao致zhi拉la閘zha限xian電dian。因yin此ci,新xin型xing清qing潔jie型xing可ke再zai生sheng能neng源yuan的de並bing網wang與yu儲chu能neng是shi智zhi能neng電dian網wang發fa展zhan的de關guan鍵jian領ling域yu之zhi一yi。

  智能電網可以通過需求端管理提高終端響應能力。如果一座建築、一個工廠有無數個電動機,電梯、水泵、風機都需要依靠電動機運行,那麼電動機在啟動時的電流將達到運行電流的5~7倍bei。如ru果guo同tong時shi啟qi動dong,將jiang占zhan用yong大da量liang供gong電dian係xi統tong的de負fu荷he容rong量liang,造zao成cheng供gong電dian設she備bei裝zhuang機ji容rong量liang大da增zeng,投tou資zi也ye非fei常chang龐pang大da。但dan是shi如ru果guo我wo們men通tong過guo智zhi能neng控kong製zhi,將jiang啟qi動dong時shi間jian錯cuo開kai,就jiu可ke以yi節jie約yue大da量liang的de電dian力li負fu荷he和he相xiang關guan投tou資zi,這zhe對dui於yu智zhi能neng電dian網wang來lai講jiang是shi很hen容rong易yi就jiu能neng實shi現xian的de。

  同時,輸電過程中也因為浪湧、諧xie波bo和he電dian磁ci脈mai衝chong造zao成cheng大da量liang的de線xian損sun和he能neng耗hao,電dian能neng質zhi量liang不bu高gao,最zui終zhong會hui影ying響xiang到dao電dian器qi的de使shi用yong壽shou命ming,因yin此ci柔rou性xing輸shu電dian就jiu是shi智zhi能neng電dian網wang的de一yi個ge重zhong要yao標biao誌zhi。另ling外wai,所suo謂wei智zhi能neng電dian網wang的de“智能”,還(hai)體(ti)現(xian)在(zai)電(dian)網(wang)與(yu)終(zhong)端(duan)用(yong)戶(hu)的(de)雙(shuang)向(xiang)互(hu)動(dong)性(xing)上(shang)。用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)時(shi)段(duan)的(de)資(zi)費(fei)情(qing)況(kuang)選(xuan)擇(ze)用(yong)電(dian)時(shi)間(jian),家(jia)用(yong)電(dian)器(qi)也(ye)會(hui)成(cheng)為(wei)智(zhi)能(neng)家(jia)電(dian),它(ta)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)階(jie)梯(ti)電(dian)價(jia)情(qing)況(kuang)自(zi)行(xing)決(jue)定(ding)啟(qi)動(dong)時(shi)間(jian),主(zhu)人(ren)完(wan)全(quan)不(bu)必(bi)操(cao)心(xin)。單(dan)位(wei)或(huo)用(yong)戶(hu)用(yong)不(bu)完(wan)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)、風力電能也可以逆向出售給電網公司。

  智能電網,在全球範圍來看也是一個很新穎的概念,近年來正不斷發展完善。

  2006年,美國IBM公司提出了“智能電網”解決方案,主要解決電網安全運行、提高可靠性。該方案提通過對電力生產、輸送、零售的各個環節的優化管理,為相關企業提高運行效率及可靠性、降低成本描繪了一個藍圖。

  奧巴馬上任後,提出了全新的電網計劃。美國將集中對每年要耗費1200億美元損耗的電網係統進行升級換代,建立橫跨四個時區的統一電網;將逐步實現太陽能、風能、地熱能的統一入網管理;全麵推進分布式能源管理,創造世界上最高的能源使用效率。

  這之後,中國能源專家武建東又提出了“互動電網”。互動電網可以通過電子終端將用戶之間、用戶和電網公司之間形成網絡互動和即時連接,實現電力數據讀取的實時、高速、雙向的總體效果。

三院研製的應急移動供電站已經受到電力專家的高度肯定,許多用戶對其表示出濃厚興趣。武鎧攝

  航天科工全麵跟進

  在中國,構建智能電網的行動近年來持續加速,在2010年全麵展開。

  2010年年初,國家電網公司製定了《關於加快推進堅強智能電網建設的意見》,確定了建設堅強智能電網的基本原則和總體目標。到2011年,智能電網建設完成研究試點;到2015年,初步建成中國智能電網;到2020年,全麵建成世界領先、自主創新、中國特色的堅強智能電網。國家電網在此方麵的投資共計4萬億元。

  而中國航天科工集團公司在電力裝備方麵具有良好基礎。一院、二院、三院、四院、六院、061基地、航天通信和深圳公司等單位覆蓋了電力裝備行業中的電源、火電、風電、核電、電網的輸配電用電領域等。

  就讓我們以微燃電站為例,了解一下航天科工電力裝備領域的具體項目。

  未來,分布式能源將越來越普及。在家庭、單位等場所,或是斷電應急、野外作業等場合,隻要有天然氣、汽油、沼氣等燃料,就可以用小巧的微燃電站實現發電。美國提出,未來全美的分布式能源供電比重要達到30%。

  在zai京jing郊jiao雲yun崗gang,記ji者zhe探tan訪fang了le研yan製zhi中zhong的de微wei型xing燃ran氣qi輪lun機ji發fa電dian站zhan項xiang目mu。在zai實shi驗yan室shi,年nian輕qing的de項xiang目mu技ji術shu負fu責ze人ren俞yu凱kai告gao訴su記ji者zhe,雖sui然ran微wei燃ran電dian站zhan看kan上shang去qu不bu太tai起qi眼yan,但dan由you於yu它ta涉she及ji到dao多duo項xiang國guo內nei尚shang無wu應ying用yong先xian例li的de關guan鍵jian技ji術shu,31suoweicihuafeishunianshijianjinxinglejiankuyanfa,xianzaiguanjianjishujibendedaoletupo,yujijinnianniandikeyitourushengchan。xiangxindaomingnian,zhongguozijideweirandianzhanjiukeyitourushiyong。

  該電站的一大特色是冷熱電聯供,即燃燒後的尾氣可以利用,方便洗澡、空調等使用。這一功能使能量利用比值從20%~30%上升到70%~80%。它的尾氣非常清潔,相當於歐Ⅳ標準。

  另外,該電站還使用了31所自主研發的空氣軸承。該軸承運轉後,摩擦的部位充滿空氣,使轉速大大提高,軸承壽命達到4萬小時。而這一關鍵點,曾擋住了許多國內研製企業。

  在31所suo,記ji者zhe看kan到dao兩liang台tai車che載zai應ying急ji移yi動dong供gong電dian站zhan,它ta們men是shi微wei燃ran電dian站zhan的de孿luan生sheng兄xiong弟di,使shi用yong起qi來lai更geng加jia靈ling活huo方fang便bian。據ju介jie紹shao,電dian力li專zhuan家jia對dui它ta們men十shi分fen感gan興xing趣qu,已yi介jie紹shao更geng多duo客ke戶hu前qian來lai觀guan看kan演yan示shi。

  三san院yuan民min用yong產chan業ye部bu工gong作zuo人ren員yuan告gao訴su記ji者zhe,在zai該gai院yuan,風feng電dian變bian流liu器qi等deng電dian力li裝zhuang備bei正zheng在zai研yan發fa,高gao壓ya衝chong擊ji發fa生sheng器qi占zhan領ling國guo內nei大da部bu分fen市shi場chang,風feng光guang互hu補bu發fa電dian裝zhuang置zhi銷xiao路lu良liang好hao,電dian力li裝zhuang備bei已yi成cheng三san院yuan民min用yong產chan品pin品pin牌pai。

  集團公司經濟合作部有關負責人則向記者列舉了空冷凝汽器、核電膨脹節、無人機、智能電表等十幾項集團公司優勢產品,這些產品將在統一的銷售平台上,形成航天科工的競爭優勢。

  例li如ru,六liu院yuan產chan品pin空kong冷leng凝ning汽qi器qi,以yi空kong氣qi冷leng卻que代dai替ti水shui冷leng,節jie省sheng了le大da量liang水shui資zi源yuan,受shou到dao地di方fang政zheng府fu和he廣guang大da客ke戶hu的de歡huan迎ying,將jiang陸lu續xu投tou放fang市shi場chang。又you如ru,深shen圳zhen公gong司si的de智zhi能neng電dian表biao產chan品pin。在zai電dian路lu中zhong的de浪lang湧yong保bao護hu性xing能neng十shi分fen出chu色se,已yi在zai國guo內nei市shi場chang占zhan據ju廣guang闊kuo份fen額e,將jiang為wei航hang天tian科ke工gong產chan品pin在zai電dian網wang中zhong拓tuo展zhan打da下xia基ji礎chu。

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  在zai智zhi能neng電dian網wang總zong體ti戰zhan略lve下xia,航hang天tian科ke工gong將jiang發fa揮hui多duo專zhuan業ye優you勢shi和he係xi統tong工gong程cheng經jing驗yan,聚ju焦jiao二er次ci係xi統tong,兼jian顧gu一yi次ci係xi統tong及ji其qi配pei套tao工gong程cheng,成cheng為wei全quan球qiu領ling先xian的de智zhi能neng電dian網wang解jie決jue方fang案an提ti供gong商shang。

  按照既定規劃,到2015年,中國航天科工集團公司電力裝備產品總水平將達200億元。那時,中國的智能電網將更加堅強,航天科工將成為該領域的知名品牌,航天技術將在又一領域築起國家安全的堅實屏障。

智能電網與傳統電網的較大區別在於具有互動性

  相關鏈接

  什麼是智能電網

  智能電網(smartgrid)就是把最新的信息化、通訊、計算機控製技術和原有的輸、配電基礎設施高度結合,形成一個新型電網,實現電力係統的智能化。智能電網可以提高能源效率、減少對環境的影響、提高供電的安全性和可靠性、減少輸電網的電能損耗。

  智能電網的七大特點

  1.自愈

  有自愈能力的現代化電網可以發現並對電網的故障做出反應,快速解決,減少停電時間和經濟損失。

  2.互動

  在現代化電網中,商業、工業和居民等能源消費者可以看到電費價格、有能力選擇最合適自己的供電方案和電價。

  3.安全

  現代化的電網在建設時就要考慮實現徹底的安全性。

  4.提供適應21世紀需求的電能質量

  不會有電壓跌落、電壓尖刺、擾動和中斷等電能質量問題,適應數據中心、計算機、電子和自動化生產線的需求。

  5.適應所有的電源種類和電能儲存方式

  允許即插即用地連接任何電源,包括可再生能源和電能儲存設備。

  6.可市場化交易

  支持持續的全國性的交易,允許地方性與局部的革新。

  7.優化電網資產提高運營效率

  可以在已建成係統中提供更多的能量,僅需建設少許新的基礎設施,花費很少的運行維護成本。

  專家觀點

  “中國電網發展在世界處於領先地位”

  ———管清友(能源經濟學者、清華大學國情研究中心研究員)

  “實(shi)際(ji)上(shang),在(zai)電(dian)網(wang)發(fa)展(zhan)方(fang)麵(mian)我(wo)國(guo)總(zong)體(ti)是(shi)不(bu)落(luo)後(hou)的(de),而(er)且(qie)中(zhong)國(guo)從(cong)一(yi)開(kai)始(shi)就(jiu)參(can)與(yu)規(gui)則(ze)的(de)製(zhi)定(ding),甚(shen)至(zhi)在(zai)某(mou)些(xie)領(ling)域(yu)處(chu)於(yu)領(ling)先(xian)地(di)位(wei)。中(zhong)國(guo)現(xian)在(zai)開(kai)展(zhan)的(de)各(ge)種(zhong)計(ji)劃(hua),包(bao)括(kuo)新(xin)能(neng)源(yuan)計(ji)劃(hua)、智能電網計劃,應該體現自己的優勢和特色,其實,低碳經濟的發展特別契合東方國家的政府主導型經濟模式。”

  “智能電網標準,我們有信心在年底前完成”

  ———馮慶東(電力學者、中國電力科學研究院輸變電研究所博士)

  “建jian設she智zhi能neng電dian網wang首shou先xian是shi網wang架jia要yao堅jian強qiang,就jiu像xiang人ren體ti的de軀qu幹gan一yi樣yang,你ni的de四si肢zhi軀qu幹gan是shi要yao可ke靠kao的de。第di二er要yao像xiang人ren的de大da腦nao一yi樣yang,要yao有you很hen聰cong明ming的de智zhi慧hui。所suo以yi智zhi能neng電dian網wang的de建jian設she是shi高gao度du協xie調tiao的de整zheng體ti,標biao準zhun很hen重zhong要yao。在zai標biao準zhun的de統tong一yi方fang麵mian,從cong今jin年nian6月份開始,由國家電網公司組織,中國電科院牽頭,100多位專家已經積極研究智能電網的相關標準。我們有信心在年底把它完成。”

  “智能電網,花費高回報也高”

  ———盧強(中國科學院院士、清華大學教授)

  “電力係統一定要有科學的規劃,實現安全、清潔、gaodiannengzhiliangdengduozhongmubiaodeyouhua。danjichengzhexiemubiao,queshiyigehendahennandeketi。dianwangzhiyoujianqiangcaiyouanquan,zhiyouanquancaiyouxiaoyi,zheshifuhewoguoguoqingde。fazhanjianqiangzhinengdianwangdehuafeihuibijiaoduo,ranerhuibaoyehengao,woguoyinglaolaobawozhegejihui。”

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