“智能电网时代”离我们还有多远

“两会”期间，一纸政府工作报告再次掀起了各方对智能电网的热情。

第十一届全国人民代表大会第五次会议，国务院总理温家宝在政府工作报告中明确提出要加强用能管理，发展智能电网和分布式能源，实施节能发电调度、合同能源管理、政府节能采购等行之有效的管理方式。这是“发展智能电网”继2010年及2011年，再一次被写入政府工作报告。

业内人士认为，这表明智能电网的建设已得到了政府高层的认可。政策似乎透出一个明确的信号：智能电网的全面建设将不可逆转。只是面对这个炙手可热的“概念股”，抛开政策、资本、地方政府的巨大热情，我们又究竟离智能电网时代还有多远?

智能电网持续升级

自“智能电网”概念在我国被明确提及之时，国家电网公司似乎就一直充当着东道主的责任，大力推进中国式智能电网建设。

数据显示，2011年，国家电网公司仅智能电网研发投入就高达64.5亿元。2012年，该公司的投资重点仍然放在以特高压为重点的工程项目、以改造为主的配网建设和以智能变电和配电自动化为重点的智能电网试点项目上。

2012年，国家电网公司预计在智能电网投资将超过3000亿元。其中，集中针对核心技术和关键设备开展攻关，预计全年研发经费将达80亿元。相对于2015年建成5000座智能变电站宏伟目标，去年近100座的试点项目不过是凤毛麟角。

尽管国家电网公司一再强调建设“坚强智能电网”，“坚强”是基础，“智能”是关键，但在特高压工程仍尚存质疑的现实下，“坚强智能电网”建设密切绑定“特高压”的做法仍被很多业内人士称为醉翁之意不在酒。

国家电网公司总经理刘振亚此前表示，2012年国家电网公司将加快以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网建设。将集中力量推进特高压前期工作，确保4项特高压交流工程和3项特高压直流工程获得国家核准并开工。“四交三直”即锡盟—南京、淮南—上海、蒙西—长沙、雅安—皖南特高压交流工程，哈密南—郑州、溪洛渡—浙西、哈密西—重庆特高压直流工程。还要力争浙北—福州1条特高压交流工程和准东—四川、锡盟—泰州2条特高压直流工程在年内获得核准。

与电网公司一样，对智能电网怀抱巨大热情的还有地方政府。

据统计，目前全国已有26个省市开展了21类共228个智能电网试点项目的建设，在发电、输变电、用电等各个环节进行了原有设备的改造、升级和新设备的研制和开发。

2月29日，上海发布《上海市工业发展“十二五”规划》，指出上海正全力迈向全球高端“智造”中心。“十二五”期末，将实现战略性新兴产业增加值比2010年翻番，智能电网建设是其中关键的一环。

在此之前，上海已全面推进坚强智能电网的10多项试点工程建设，如电力光纤到户试点工程、用电系统采集系统、智能用电楼宇试点、电动汽车充换电设施建设等。预计上海电网“十二五”期间智能化投资约126.1亿元。

与此同时，江苏、浙江、河南等地区城市也相继描绘出智能电网建设蓝图，目标之宏伟直指“千亿级”。

地方政府致力于转型升级，抢占智能电网建设先机的做法本身无可厚非，但却引起了业内人士的担忧。“尽管我国已将智能电网纳入国家发展战略，但却始终缺乏国家层面的规划支撑，关于智能电网建设长效的战略决策研究机制远未形成。现阶段地方政府如此大规模的投入智能电网建设的做法是有待商榷的。”一位不愿具名的业内专家在接受记者采访时表示。

上述专家强调，仅从目的和功能看，单纯的传统输电网络绝难完成智能电网的使命。须将发电、变电、配电、用电环节等纳入，实现发、输、变、配、用、调各环节的统筹管理，才能实现电能高效、低碳的生产、输送、调度、分配及使用，而这对于电网的考验无疑将是巨大的，切不可盲目乐观。

四川大学电气信息学院院长刘俊勇认为，目前国内电力行业面临的挑战是输电网安全运行风险严峻、配电网供电可靠性亟待提高、可再生能源的影响日趋显著、电网抗攻击能力需要增强，以及电力企业经营管理压力加大，在这种现状下我国距离成熟的智能电网时代尚需时日。

问题重重

通俗来说，所谓的智能电网即是通过传感器把各种设备、资产连接到一起，形成一个客户服务总线，对信息进行整合分析，以此来降低成本，提高整个电网的可靠性，使运行和管理达到最优化。

一直以来，智能电网的特点可用以下几个词来概括: 自愈、互动、优化、兼容、集成。其关键技术包括发电技术、输配电技术和售用电技术。发电技术部分，目前有可再生能源发电技术，如太阳能、风电、地热、潮汐和生物质，还有分布式发电和储能技术。除传统的供电服务业务外，智能电网也为电气企业拓展业务领域，为以服务创新带动业务转型提供了可能。

西安高压电器研究院副总工程师游一民认为，目前中国对于智能电网的诉求多而杂，但数字化、信息化一定是未来智能电网发展的重点。

具体而言，我国发展智能电网主要是由于能源资源分布不均，负荷快速增长，此外，电源结构以煤为主，调节能力不足，而且节能减排已经成为关注的重点。减小碳排放，保护环境，接纳风电等大规模可再生能源。满足快速增长的负荷需求，加快电网的建设和改造。加大电网，特别是配电网的投入。建设西电东送通道，加强电网跨区互联，解决调峰能力不足问题。提高供电可靠性和电能质量。“现在看来，电网仍是最保守的行业，所以未来的发展空间一定很大。”

而作为智能电网建设的重要一环，智能变电站的建设显然已超前于其他环节。

所谓的智能变电站即采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

智能变电站主要由设备层、系统层组成，与传统变电站最大差别体现在三个方面：一次设备智能化、设备检修状态化，以及二次设备网络化。数据显示，“十二五”期间，国家电网公司将在全国建立5000座左右的智能变电站。2016~2020年，还将建设7700座左右的智能变电站。

据游一民介绍，目前智能变电站主要由三部分组成，其一是变电站的数字化和信息化，其二是智能一次设备，其三是高级应用。“高级应用是个锦上添花的事情，而真正的关键的比较难的核心部分还是智能一次设备。主要还是现在一些装置的可靠性存在问题，比如现在一些电子式互感器的可靠性问题还比较多。”

有媒体报道称，去年12月初，黑龙江七台河市北兴农场刚建成的北兴220kV变电站在调试过程中，电子式互感器内部绝缘被电击穿，发生爆炸。

北兴220kV变电站是国家电网公司建设智能变电站第一批42个试点项目之一，也是中国首座高纬度高寒地区智能变电站建设试点。该项目总投资7319万元。而北兴220kV智能变电站的电子式互感器爆炸事件，并非个别现象。

据了解，自去年秋季以来，首批建成的示范智能变电站项目中核心元器件之一的电子式互感器接二连三被击穿，发生爆炸事件。湖南、云南、福建等地的智能电网变电站均发生过互感器爆炸事件，涉及到的电子式互感器生产厂家有南瑞、西安华为、新宁光电等。

在接受本刊记者采访时，一位国家电网公司内部人士证实了这一消息。

“此类产品可靠性出现问题主要源于抗环境能力。实现可靠性抗环境能力的重点主要是装置的设计和制造，因为原来的控制单元主要是控制，现在下放到产品后，一次侧的环境要比原来恶劣的多，对产品要求很高。”游一民指出。

资料显示，国家电网公司曾对所有建成投运的智能变电站电子式互感器暴露出的问题做过统计，故障率高达5%。

为此，国家电网公司曾在2012年1月13日发布了《关于切实加强电子式互感器运行管理的通知》，该文件称：“近年来，随着公司智能电网的发展，已有近2000台各种类型的电子互感器投入运行。运行情况表明，由于部分厂家设计能力不强，工艺控制不严，试验检测装备不完善，在运电子式互感器的故障率远高于传统互感器，对电网安全运行造成了一定影响。”

该文件要求下属的各运行分公司，“当继电保护装置不进行整体或大部分改造时，不宜将互感器更换为电子式互感器;基于现阶段电子式互感器的成熟度和性价比，暂不宜对35kV及以下互感器进行数字化改造。”业内人士对此解读，国家电网公司的态度是目前电子式互感器技术上尚不成熟，出于安全考虑，有些不需要更换新型电子式互感器的则尽量不换，传统互感器性能稳定、可靠性强，在某些项目上将会优先选择。

除了涉及在线监测、互感器等产品的可靠性之外，智能电网所必然导致的一次、二次设备的融合也为电气设备的研发、制造、检测提出了巨大考验。

“一次设备升级为智能电力设备，二次设备升级为智能控制单元，二者的融合是革命性的变化，但这也使一次和二次设备质检没有明显的界限。”游一民告诉记者。

据了解，目前产品智能化过程中，一、二次设备划分界线趋于模糊，导致在多个智能电网工程示范中二次设备厂家对其在电网智能化建设中角色的偏颇，一旦出现问题，责任界定很困难。

“很多设备虽然通过是型式试验，但是在实际运行到智能变电站上还是会出现很多问题，现在一旦出现问题，必须一次、二次设备供应商全部到场，逐个排查事故原因，但即便是这样，互相推诿的事情也时有发生，故障处理过程搞得很麻烦。”上述国家电网公司内部人士告诉记者。

随着智能电网工程的推进，无论是电网公司还是设备的研发、制造企业，都将面临更为深刻的课题。

智能电网的设备研发需要更多的资金和与技术储备，而现如今这又恰恰是国内企业极为缺乏的。“现在很多智能化产品要依靠可靠性研究，进一步提高产品质量，如此深入下去涉及的都是基础研究、材料研究和一些非常关键工艺的研究，这些都是基础研究，我们在此方面的积累显然是不够的。”在接受记者采访时一位业内专家表示。

“目前智能变电站的问题比较多，所以应该有个比较慢的推进过程，需要更多的改进。在考虑智能电网建设与改造时，要首先对电网企业的业务流程进行梳理，业务变革和管理变革要先行，从条件比较成熟的地域和业务着手。对于输电网的智能化，应有条件地选择性试点，并与新建和改造紧密结合。”该专家指出。

设备研发尚存瓶颈

但无论如何，对于近年来饱受利润率下滑的设备制造企业而言，智能电网建设这块“大蛋糕”仍显得极具诱惑力。

“传统的一次设备本身是无法实现智能化的，而产品要为电网服务，就要配备相关软件、传感器，运用集成技术、信息技术和网络技术等，帮助它实现智能化。”特变电工衡阳变压器有限公司总经理、党委书记种衍民将这些技术比作一次设备的“眼睛”和“耳朵”，“加上眼睛、耳朵的一次设备，能看见也能听见，智能化程度自然就高了。”

然而对于设备的研发、检测标准却始终是横在企业一道坎。“究竟什么样的设备是智能电网所需要的，什么样的智能化设备对于电网而言是切实可靠的还没有定论。”某电气设备企业的负责人对于研发“智”变的进程之快还有些摸不着头脑。

有国家电网方面人士甚至曾在某内部会议上表示，目前可以顺利进入示范工程、试点项目中的设备的技术水平及研发标准不能等同于未来智能电网建设的实际需要。“即使有的设备已经在示范项目上使用，也不代表这样的设备就是未来智能电网建设真正需要的。”

2010年6月，由国家电网公司编制的《智能电网关键设备(系统)研制规划》和《智能电网技术标准体系规划》正式发布。但上述标准却不是行业内惟一标准。目前，南方电网也在致力于对智能电网相关标准的研究，并也有相应的研究成果出炉。

更为关键的是，上述智能电网标准均不是国家标准，且同国际标准的对接尚存阻力。

就智能电表领域而言，目前国内有等多家企业涉足生产，但“基本上还是根据地方的试点项目度身定做的，不是一个通用智能电表。在其他项目使用和出口中，还要面临标准统一问题。”泰科电子(上海)有限公司电力产品部新能源产品经理赵天意表示。

更为现实的例子是，国家电网公司全面接管菲律宾电力公司后，希望推广中国国标的智能电表，但是菲律宾倾向于美国的智能电网标准，中国产品的出口即面临阻碍。

对此，种衍民也坦言，尽管现在企业智能化产品研发进程还比较顺利，但产品最终还需经历标准化、技术统一，通过运行鉴定才可以最终定下来。

西安高压电器研究院产品研发中心主任张文兵告诉记者，随着国内企业的不断进步，国内设备企业已逐渐缩小与世界跨国企业的差距，改变了以往跟踪为主的技术发展路线。“当国内外企业起跑线差不多的时候，我们就需要自己去趟路了，这使得企业科研的投入上比以往更大。而目前行业内很多企业的平均利润仅为5%~10%，倘若没有国家支持很难做到这种科技再投入。”

事实上，智能电网产业链上下游的联动、多领域跨行业的协调合作是关系我国智能电网建设成败的关键性因素，但缺乏协调推进机制一直让国家电网公司在智能电网建设中有些孤掌难鸣。

采访中记者了解到，目前国家电网公司正在积极建议在国家能源局中增加协调智能电网发展的职能，一次统筹智能电网发展的相关工作，牵头组织我国智能电网技术研发、标准制定、资金使用等方面的工作。

事实上，在智能电网的推进中利益相关方众多，其发展涉及整个电力行业以及上下游的产业和广大电力用户，由此催生多种新业务的商业模式并不完善，短期效益低，参与的企业甚至面临很大的经营压力，而在此之前国家对于智能电网建设的资金、财税、投融资、价格等问题都缺乏有效的政策指导与激励。

“目前亟需在国家层面研究出台推进智能电网建设的指导意见，明确智能电网在经济社会、环境保护、产业发展等各方面功能定位和战略地位，根据智能电网的发展阶段和特点，系统性、针对性地提出智能电网战略性、阶段性的发展路线，构建能够充分发挥地区优势、差别化的智能电网发展区域布局和发展体系。”在国家电网公司的一份内部报告中曾提出如上加快智能电网建设的政策建议。

赛迪顾问能源产业研究中心高级顾问袁颖指出，要完全实现智能电网是一个分阶段、分层次的过程。这个过程不仅受国家政策、投资等影响，而且包括现有技术的成熟性、经济性、电网基础，以及整个社会的用电习惯和相关产业的发展等方面。“这个实现过程可能需要10年或是更久。”

曾在电网信息和系统已经扎根16年的东软集团目前智能电网业务占公司总比重不超过5%，该集团董事长兼CEO刘积仁认为，由于存在政策和技术层面的问题，国内智能电网成熟还将有很长的路要走，“智能电网是很好的概念，是全世界的趋势，但在短期内难以实现，并且投入成本会很高，至少在5年之内还不会达到目前大家的预期。”

欧美日韩等国多有政府主导推动智能电网的发展，表现在如下几个方面：通过立法及制定国家智能电网战略框架，充分发挥政府在智能电网发展中的引导和协调作用;通过政府投资、出台国家激励政策，带动多方投资，鼓励各利益相关方参与智能电网技术研发和试点建设;由政府牵头智能电网标准的研究和制定，协调国内各方利益，争夺智能电网国际标准制定的主动权;积极参与国家层面的技术交流与合作，鼓励本国企业参与国际间的智能电网研发和实践，借机输出其理念、技术和产品，力争在新的能源变革中继续保持其领先地位。

1. 政府发挥智能电网建设中的引导和协调作用

欧美日韩等国政府通过颁布政策法规以及由政府组织制定国家智能电网战略框架，建立政府主导、多方参与的组织协调机制，引导智能电网的发展方向，充分发挥政府在智能电网中的引导和协调作用。

美国通过《能源独立与安全法案》(EISA2007)不仅以法律形式确立了智能电网的国家战略地位，而且构建了美国智能电网整体发展框架就定期报告、组织形式、技术研究、示范工程、政府资助、协调合作框架、各州的职责以及智能电网安全性等问题进行了详细和明确的规定，建立了以白宫、能源部和商务部主导、多方参与的组织协调机制。

韩国政府发布《绿色增长基本法》，确立了智能电网在国家发展战略中的重要地位;编制《韩国绿色增长战略》、《绿色新措施》、《韩国智能电网发展路线2030》等。

2. 国家主导争夺国际智能电网标准制定的主导权

欧美日韩等多由政府主导智能电网标准和研究和制定。在国内组织编制智能电网标准框架和技术路线图，引导利益相关方共同参与智能电网标准制定工作;在国际，依据本国技术优势，制定智能电网国际化发展战略，争夺智能电网国际标准制定的主导权。

美国《能源独立与安全法案》(EISA2007)明确规定由NIST牵头智能电网标准的研究和制定工作。2010年1月19日，NIST在全球率先发布了《智能电网互用性标准框架和路线图》(1.0版)，提出了智能电网标准框架和优先行动计划。与此同时，NIST组织成立了680家企业和1800名个人参与(超过50个组织机构来自美国以外的其他国家)的智能电网互操作小组(SGIP)。SGIP在继续推进国内智能电网标准化工作的同时，积极寻求国际合作，如，与韩国、欧盟标准化组织签订合作协议，共同开发智能电网标准制定工作，以保证标准的一致性。这些政府层面的努力，已为美国争夺智能电网国际标准制定的主导权奠定了基础。

日本为了取得智能电网国际标准话语权，经济产业省(METI)在2009年8月成立了智能电网技术标准化战略工作组，开展智能电玩那个标准相关研究。2010年1月，METI发布了《智能电网国际标准化路线图》，针对26个重点关注的优先技术领域制定了技术标准国际化发展策略，并向国际电工委员会(IEC)提交了以26项日本标准为基础制定相应IEC标准的建议。

3. 政府资助激励智能电网技术和产业的发展

发达国家多采取政府投资、制定激励性政策带动多方投资的方式，激励各利益相关方、研究机构和高等院校参与技术研究、试点建设，以此促进智能电网技术和产业的发展。

美国政府为促进智能电网发展已投入巨大资金。根据“2009年美国复苏与再投资法案”，美国能源部在2～3年内投入了45亿美元给电力传输部门，用于推动智能电网发展。奥巴马于2009年10月底公布了项目资助计划的所有获选项目，共有100个机构获得政府资助，带动了私有部门投资超过47亿美元。2009年7月，美国联邦能源管制委员会在《智能电网政策声明》中提出了针对电力公司投资智能电网的“临时电价政策”，允许美国的电力公司通过提高一定的电价水平以部分回收其在智能电网发展方面的投资;2009年12月17日，美国联邦能源管制委员会第一次根据“临时电价政策”批准了美国太平洋严奇和电力公司提高电价以回收智能电网方面投资的申请。

英国监管机构煤气电力市场办公室在5年内投资了5亿英镑建设4个“智能城市”，同时投资3000万英镑支持电动汽车充电基础设施建设。英国在2009年10月和2010年11月分别为智能电表研发投入600万英镑科研资金，资助比例最高可达项目总成本25%。

德国政府通过提供部分资金资助，吸引电力公司和其余相关行业参与智能电网建设，其中“E-Energy”示范项目总投资1.4亿欧元，政府投入6000万欧元。德国政府还将投入10亿欧元补贴，扶持电动汽车技术研发。

4.政府为企业参与国际智能电网合作和竞争创造条件

欧美日等发达国家由政府资助，积极搭建智能电玩那个合作和交流平台，鼓励国内企业参与智能电网建设，展示本国实力，输出其智能电网理念、技术和产品，争取在新的能源变革中继续保持领先地位。

2010年美国政府投资400万美元，资助国际智能电网行动网工作的启动，积极搭建国际合作平台，促进智能电网间的国际合作，提高美国在国际智能电网技术领域的影响力和竞争力。美国贸易发展署通过资金捐赠，并限定仅美国公司可投标的方式，资助GE公司、Honeywell公司参与中国电科院、国网电科院在智能配用电领域的研究。

日本清洁能源机构积极推动本国智能电网技术装备输出，通过日本政府出资的方式，引导本国企业在中国江西共青城、北京延庆等地区开展智能电网示范工程建设。