智能電網(wǎng)在美國

美國的智能電網(wǎng)計劃致力于在基礎設施老化背景下，建設安全、可靠的現(xiàn)代化電網(wǎng)，并提高用電側效率、降低用電成本;歐盟的超級智能電網(wǎng)計劃以分布式電源和可再生能源的大規(guī)模利用為主要目標，同時注重能源效率的改善和提高。

根據(jù)美國能源部數(shù)據(jù)顯示，雖然目前美國電網(wǎng)的可靠率高達99.97%，但美國仍需每年花費1500億美元彌補0.03%故障率帶來的損失。因此美國有人提出，即使投資上萬億美元，將現(xiàn)有電網(wǎng)升級成智能電網(wǎng)，把剩余0.03%故障率排除在外，美國也能在10年以內收回成本。

2009年2月，美國總統(tǒng)奧巴馬發(fā)布的《經(jīng)濟復蘇計劃》中提出投資110億美元，建設可安裝各種控制設備的新一代智能電網(wǎng)。美國商務部和能源部已經(jīng)共同發(fā)布了第一批智能電網(wǎng)的行業(yè)標準，美國智能電網(wǎng)項目正式啟動。新一屆美國政府將智能電網(wǎng)項目作為其綠色經(jīng)濟振興計劃的關鍵性支柱之一。奧巴馬總統(tǒng)將智能電網(wǎng)視作降低用戶能源開支，實現(xiàn)能源獨立性和減少溫室氣體排放的關鍵措施。隨著配電系統(tǒng)進入計算機時代，現(xiàn)代化的數(shù)字電網(wǎng)將使美國能耗降低10%，溫室氣體排放量減少25%，并節(jié)省800億美元新建電廠的費用。據(jù)美國能源部西北太平洋國家實驗室的研究結果表明，僅使用數(shù)字電表設定家庭溫度及融入價格信息，每年可減少15%的能耗。

美國政府圍繞智能電網(wǎng)建設，重點推進了核心技術研發(fā)，著手制定發(fā)展規(guī)劃。美國政府為了吸引各方力量共同推動智能電網(wǎng)的建設，積極制定了《2010―2014年智能電網(wǎng)研發(fā)跨年度項目規(guī)劃》，旨在全面設置智能電網(wǎng)研發(fā)項目，以進一步促進該領域技術的發(fā)展和應用。(1)技術領域研發(fā)項目。主要集中在傳感技術、電網(wǎng)通信整合和安全技術、先進零部件和附屬系統(tǒng)、先進控制方法和先進系統(tǒng)布局技術、決策和運行支持等方面，包括建立“家用配送水平”、“低耗”、“安全通信”的概念，發(fā)展配送系統(tǒng)和客戶端傳感系統(tǒng)技術，發(fā)展電網(wǎng)與汽車的互聯(lián)技術，在創(chuàng)造高滲透性能源配送和充電網(wǎng)絡條件的過程中發(fā)展安全、高效和可靠性強的保護和控制性技術，發(fā)展運作支持工具技術等。(2)建模領域研發(fā)項目。主要集中在準確建立電網(wǎng)、從發(fā)電到運輸、再從運輸?shù)脚渌偷恼麄€過程中，其運作情況、配送成本、智能電網(wǎng)資產(chǎn)以及電網(wǎng)運行所產(chǎn)生的各種影響的模型構建等方面，包括建立電力配送工程方面的智能電網(wǎng)元件和運行模型，建立智能電網(wǎng)電力運輸和發(fā)電系統(tǒng)的準恒定和動態(tài)反應的降維模型，發(fā)展和示范整合通訊網(wǎng)絡的模型、批發(fā)市場模型和可再生能源模型等。

為推進智能電網(wǎng)的建設，美國積極探索組建相關的機構。從功能上而言，大致包括以下幾類：(1)政策制定和咨詢。按照美國政府的要求，能源部建立了一個專門致力于智能電網(wǎng)領域研究的咨詢委員會(SmartGrid-AdvisoryCommittee)，用于為政策制定提供咨詢建議。該委員會的責任是：向有關官員就智能電網(wǎng)的發(fā)展、智能電網(wǎng)技術的應用和服務、智能電網(wǎng)技術和使用標準及協(xié)議的制定與改革(以支持智能電網(wǎng)設備間的互聯(lián))，以及聯(lián)邦政府使用何種激勵手段來促進這些領域的發(fā)展等方面提供咨詢意見。在實際操作中，這項任務由電力咨詢委員會(ElectricityAdvi-soryCommittee)執(zhí)行。(2)協(xié)調、組織和運行。能源部還建立了一個智能電網(wǎng)特別行動小組(SmartGridTaskForce)。該小組由能源部下屬的電力提供和能源可靠性辦公室(OE)領導，其中的專家成員分別來自美國能源部(DOE)、商務部(DOC)、國防部(DOD)、國土安全部(DHS)、環(huán)境保護局(EPA)、聯(lián)邦通信委員會(FCC)、聯(lián)邦能源管制委員會(FERC)和農(nóng)業(yè)部(USDA)等七個聯(lián)邦機構。其主要任務是：確保、協(xié)調和整合聯(lián)邦政府內各機構在智能電網(wǎng)技術、實踐和服務方面的各項活動。其具體職能包括：智能電網(wǎng)的研發(fā);智能電網(wǎng)標準和協(xié)議的推廣;智能電網(wǎng)技術實踐與電子公共事業(yè)規(guī)范之間，與基礎設施發(fā)展、系統(tǒng)可靠性和安全性之間，與電力供應、電力需求、電力傳輸、電力配送和電力方面政策等之間關系的協(xié)調。該小組在2008—2020年間通過政府的資金資助維持有效運轉。

智能電網(wǎng)建設是一項耗資大、跨時長的巨大工程，在建設正式實施前進行標準的制定以及各項評價體系的完善對于智能電網(wǎng)的大規(guī)模推廣是至關重要的。美國政府要求美國標準與技術研究院(NIST)為主管單位，建立智能電網(wǎng)相關協(xié)議和標準，以提高智能電網(wǎng)設備和系統(tǒng)應用的靈活性;同時要求美國能源部在實施智能電網(wǎng)研發(fā)和部署工作時制定相關評價方法來評估節(jié)能成效、研發(fā)項目及各方面工作的落實情況。此外，在《2010―2014年智能電網(wǎng)研發(fā)跨年度項目規(guī)劃》中也涉及了有關標準制定和評價體系建立的研究內容。美國能源部考慮到標準制定對于電子和通信互聯(lián)、電網(wǎng)整合、電網(wǎng)協(xié)同、統(tǒng)一測試和推廣運行等各環(huán)節(jié)的重要性，配合NIST進行了一項關于制定發(fā)展維護電網(wǎng)互聯(lián)、整合、協(xié)作和符合網(wǎng)絡安全并且能夠在能源配送方面進行統(tǒng)一檢測手續(xù)的國家和國際標準的研發(fā)項目。在評價體系方面的研發(fā)項目主要集中在智能電網(wǎng)部署和投資進程的評估、客戶端設施中使用的能源管理設備的能效影響的評價、政府出臺的商業(yè)政策和規(guī)則的考評、研發(fā)新部件和系統(tǒng)協(xié)議及方法的測試評價、消費者學習和接受各種政府實施項目(包括需求反應項目、現(xiàn)場發(fā)電項目、插入式電動汽車項目、儲能項目和提高能效項目等)的評價等。

美國智能電網(wǎng)走向微型化

加州是全美最早提出發(fā)展智能電網(wǎng)的地方，但其升級改造的步伐一直很緩慢，這讓人不禁生疑：加州2020年能實現(xiàn)33%電力供應來自可再生能源的目標嗎?可再生能源利用的間歇性很難適應采取集中統(tǒng)一方式輸電的傳統(tǒng)電網(wǎng)。微型智能電網(wǎng)的概念由此應運而生。

微型智能電網(wǎng)的概念最早是加州加爾文電力創(chuàng)新公司推出來的。該公司總裁約翰·凱利稱，微型智能電網(wǎng)是對電力服務的重新定位，它讓供電商與電力消費者在電力設備設計與規(guī)劃期間就共同溝通成為可能，從而實現(xiàn)最大程度的雙贏。

微型電網(wǎng)或是供電商的替代選擇

目前大部分正在搭建的智能電網(wǎng)都不能產(chǎn)生和儲存足夠用來直接并網(wǎng)的電力，必須通過連接裝置才行。實際上智能電網(wǎng)得同供電商保持穩(wěn)定和復雜的關系，通過電力的買進賣出以及與電網(wǎng)的連接和斷開來調節(jié)電量，并為電網(wǎng)減壓。供電商也能將其用于節(jié)能項目，在用電高峰期的時候調動備用電力。

借助這些迷你網(wǎng)絡，電力運營商能夠拉近與學?？蒲袉挝缓推髽I(yè)的距離，幫助它們找出管理分布式輸電的最佳節(jié)能方式?？稍偕茉床⑷胛⑿椭悄茈娋W(wǎng)相對簡單，并且儲能功率在供電商來看也比較高。普通智能電網(wǎng)所需的設備太沉不方便安裝，因此微型電網(wǎng)就成了最簡單的替代方式。

高校、軍方青睞微型智能電網(wǎng)

很多美國高校都宣布要搞微型電網(wǎng)項目。特別值得一提的是坐落在首都華盛頓的霍華德大學。該校剛同Pareto能源公司簽署研發(fā)一套能為校園發(fā)電和供暖供冷的裝置的協(xié)議。Pareto計劃投資1500萬-2000萬美元用于改造該校的中央系統(tǒng)，工期2年。

加州的圣迭戈大學也主推微型電網(wǎng)。該校研發(fā)的被公認為世界最先進的微型電網(wǎng)之一，規(guī)模預計為1200英畝，可為450幢房屋供電，涉及用戶4.5萬人。該研究項目是加州能源委員會主導的“社區(qū)可再生能源安全”項目的一部分，目的是測試地方能源尤其是校園內可再生能源并網(wǎng)的情況。校內安裝了2臺單機容量13.5兆瓦的燃氣渦輪機，1臺3兆瓦的蒸汽機和一套1.2兆瓦的光伏發(fā)電裝置，可滿足學校82%的電力需求。

另外美國軍方也對微型智能電網(wǎng)技術情有獨鐘，軍方嘗試在加州中部毗鄰美軍基地的亨特·利格特堡安裝太陽能微型電網(wǎng)。這套系統(tǒng)裝機容量1兆瓦，造價預計500萬到1000萬美元。就算有霧天氣致發(fā)電效率下降，1兆瓦也能滿足200棟住宅一年的用電需求。微型電網(wǎng)能保障當?shù)氐哪茉窗踩?，在停電的時候為當?shù)毓╇姡⒔档陀秒姼叻迤谙蛑鞲呻娋W(wǎng)重新分配電力的費用。借助自帶的儲存功能和輸電設備，電網(wǎng)變得更加可靠、更加安全，并降低了該處對外界的能源依賴，這也是軍事基地最關鍵的優(yōu)勢。

微型電網(wǎng)應用障礙仍存

要大規(guī)模推廣微型電網(wǎng)，還面臨不少挑戰(zhàn)，最主要的障礙停留在技術層面，即很難做到與常規(guī)電網(wǎng)同步。為了讓發(fā)出的電力能夠上網(wǎng)，電壓、電頻和功率都要受控制。甚至于微型電網(wǎng)的設備也要符合已有的標準，好維持電網(wǎng)負荷平衡。由于依賴地方電力供應，存儲裝置就成了微型電網(wǎng)最關鍵的組成部分。目前的儲能方式都很昂貴，一旦加裝了儲能裝置，維護成本就將被推高。

歐洲各國結合各自的科技優(yōu)勢和電力發(fā)展特點，開展了各具特色的智能電網(wǎng)研究和試點項目，英法德等國家著重發(fā)展泛歐洲電網(wǎng)互聯(lián)，意大利著重發(fā)展智能表計及互動化的配電網(wǎng)，而丹麥則著重發(fā)展風力發(fā)電及其控制技術。

歐洲智能電網(wǎng)的發(fā)展

在環(huán)境保護和清潔能源利用方面，歐盟一直引領發(fā)展潮流，歐盟各國對智能電網(wǎng)技術的發(fā)展普遍表現(xiàn)出很高的積極性。早期智能電表進入歐洲家庭的主要目的是為了實現(xiàn)自動抄表。早在2001年，意大利國家電力公司就安裝和改造了3000萬臺智能電表，建立起智能化的計量網(wǎng)絡。意大利國家電力公司全面實行遠程抄表，是為了解決上門擾民、浪費人力的問題，同時避免誤抄、誤算。

2006年，歐盟理事會能源綠皮書《歐洲可持續(xù)的、競爭的和安全的電能策略》明確指出，歐洲已經(jīng)進入新能源時代，智能電網(wǎng)技術是保證電能質量的關鍵技術和發(fā)展方向。保證供電的持續(xù)性、競爭性和安全性是歐洲能源政策最重要的目標，也是歐洲電力市場和電網(wǎng)必須面對的新挑戰(zhàn)。未來整個歐洲的電網(wǎng)必須向用戶提供高度可靠、經(jīng)濟有效的電能，并充分開發(fā)利用大型集中發(fā)電機和小型分布式電源。

目前，歐盟多個國家都在加快推動智能電網(wǎng)的應用和變革。與美國不同，歐洲智能電網(wǎng)主要側重于清潔能源的利用，特別是將大西洋的海上風電、歐洲南部和北非的太陽能電融入歐洲電網(wǎng)。同時，歐洲電網(wǎng)還將接入大量分布式微型發(fā)電裝置——住宅太陽能光伏發(fā)電裝置、家用燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)裝置等，以實現(xiàn)可再生能源大規(guī)模集成性跳躍式發(fā)展。據(jù)測算，如果歐洲1.83億用戶全部接入智能電網(wǎng)，可以降低12%的電力消耗(18GW)。

2008年7月1日，意大利國家電力公司(ENEL)負責啟動了歐盟11個國家25個合作伙伴聯(lián)合承擔的ADRESS項目。該項目總預算為1600萬歐元，目的是開發(fā)互動式配電能源網(wǎng)絡，讓電力用戶主動參與到電力市場及電力服務中。2001~2008年，意大利國家電力公司累計安裝了3180萬塊智能電表，覆蓋率已達到95%，剩余部分將于2011年前完成。

2009年4月，西班牙電力公司ENDESA牽頭，與當?shù)卣献髟谖靼嘌滥喜砍鞘蠵uertoReal開展智能城市項目試點，包括智能發(fā)電(分布式發(fā)電)、智能化電力交易、智能化電網(wǎng)、智能化計量、智能化家庭，共計投資3150萬歐元。當?shù)卣鲑Y25%，計劃用4年完成智能城市建設。該項目涉及9000個用戶、1個變電站以及5條中壓線路和65個傳輸線中心。

2009年6月，荷蘭阿姆斯特丹選擇埃森哲(Accenture)公司幫助自己完成“智能城市(SmartCity)”計劃。該計劃包括可再生能源利用、下一代節(jié)能設備、CO2減排等內容。法國的規(guī)劃是從2012年1月開始，將所有新裝電表更換為智能電表。英國能源和氣候變化部2011年3月30日宣布，將于2019年前完成為英國3000萬戶住宅及商業(yè)建筑物安裝5300萬臺智能電表的計劃。目前英國的人口約為6000萬，約有2300萬戶家庭，該計劃幾乎涉及英國所有住宅和商業(yè)建筑物。

智能電網(wǎng)運行管理中心可以對電力供應側和需求側同時實施控制，不僅可以實現(xiàn)供應側對需求側負荷變化的及時調節(jié)，而且可以調節(jié)需求側用電設施的運行狀態(tài)，穩(wěn)定電網(wǎng)運行，改善供應和需求兩側的運行經(jīng)濟性。與以往供用電雙方以合同方式規(guī)定負荷水平的作法不同，智能電網(wǎng)可以使供應側和需求側的響應更及時，調節(jié)范圍更大，電網(wǎng)的電能質量更高。

歐盟委員會認為，建設新一代電網(wǎng)是今后10年內歐洲最大的基礎設施建設項目。歐洲寬帶通訊設備制造商PPC公司對新一代電網(wǎng)建設發(fā)展的估計極其樂觀。業(yè)內人士普遍認為，到2015年前后智能電網(wǎng)將覆蓋大部分歐洲城市。西門子公司相關負責人指出，到2014年，建設新一代電網(wǎng)所需產(chǎn)品的市場規(guī)模將達到300億歐元。

歐洲智能電網(wǎng)的發(fā)展主要以歐盟提供政策及資金支撐

與全球其他區(qū)域主要由單一國家為主體推進智能電網(wǎng)建設的特點不同，歐洲智能電網(wǎng)的發(fā)展主要以歐盟為主導，由其制定整體目標和方向，并提供政策及資金支撐。歐洲智能電網(wǎng)發(fā)展的最根本出發(fā)點是推動歐洲的可持續(xù)發(fā)展，減少能源消耗及溫室氣體排放。圍繞該出發(fā)點，歐洲的智能電網(wǎng)目標是支撐可再生能源以及分布式能源的靈活接入，以及向用戶提供雙向互動的信息交流等功能。歐盟計劃在2020年實現(xiàn)清潔能源及可再生能源占其能源總消費20%的目標，并完成歐洲電網(wǎng)互通整合等核心變革內容。

歐洲智能電網(wǎng)的主要推進者有歐盟委員會、歐洲輸電及配電運營公司、科研機構以及設備制造商，分別從政策、資金、技術、運營模式等方面推進研究試點工作，預計在2010年至2018年期間，歐盟對智能電網(wǎng)的總投資額約為20億歐元。

(1)歐盟對智能電網(wǎng)發(fā)展的政策支持

2006年歐盟理事會的能源綠皮書《歐洲可持續(xù)的、競爭的和安全的電能策略》明確指出，歐洲已經(jīng)進入一個新能源時代，智能電網(wǎng)技術是保證歐盟電網(wǎng)電能質量的一個關鍵技術和發(fā)展方向。

2009年初，歐盟在有關圓桌會議中進一步明確要依靠智能電網(wǎng)技術將北海和大西洋的海上風電、歐洲南部和北非的太陽能融入歐洲電網(wǎng)，以實現(xiàn)可再生能源大規(guī)模集成的跳躍式發(fā)展。

歐盟委員會繼續(xù)積極致力于推動智能電網(wǎng)建設，它還號召其成員國利用信息與交流技術提高能效，應對氣候變化，促進經(jīng)濟恢復，并強調智能電網(wǎng)技術可以幫助歐洲在未來12年內減排15%，這將成為歐盟完成2020年減排目標的關鍵。同時，在2011年4月中旬，歐盟委員會在發(fā)布了一份名為《智能電網(wǎng)：從創(chuàng)新到部署》的通報文件，在文件中確定了推動未來歐洲電網(wǎng)部署的政策方向。

(2)歐盟智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

歐盟委員會指出，2012年9月前，歐盟各成員國需要制定一份普及智能電表系統(tǒng)的執(zhí)行計劃和時間表。在過去10年，歐洲地區(qū)開展了約300個智能電網(wǎng)項目，總投入超過55億歐元，其中來自歐盟預算的約3億歐元。

總體而言，歐盟仍處于智能電網(wǎng)實際部署的初期階段，僅有約10%的歐盟家庭安裝了智能電表，且大部分還不能提供完整服務。

(3)歐盟智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢

為推動智能電網(wǎng)從創(chuàng)新示范階段轉向部署階段，歐盟委員會將采取以下行動推進完善標準體系的建立：制定歐盟層面的通用技術標準，保證不同系統(tǒng)的兼容性(任何連接到電網(wǎng)的用戶都可以交換和說明可用數(shù)據(jù)，以優(yōu)化電力消費或生產(chǎn));向歐洲標準化組織提出了一項指令，要求其制定并發(fā)布歐洲和國際市場快速發(fā)展智能電網(wǎng)所需的標準體系，首套智能電網(wǎng)標準體系應在2012年底前完成。繼續(xù)推進用戶端設備尤其是智能電表的安裝工作，并進一步促進技術創(chuàng)新。

歐盟委員會按照2011年4月出臺《智能電網(wǎng)：從創(chuàng)新到部署》的文件指導歐洲各國的智能電網(wǎng)建設，要求其成員國制定旨在實施智能電網(wǎng)的行動計劃。為保證零售市場的透明性和競爭力，歐盟委員會將監(jiān)測一體化能源市場立法的執(zhí)行情況。并通過能源服務指令引入對用戶信息的最低限度需求的條款，指令的修訂提案將在2011年6月被提出。

加拿大由于其分省管理的電力體制，目前暫無全國性的智能電網(wǎng)計劃，由國家自然資源署進行全國智能電網(wǎng)建設工作的協(xié)調，重點放在如何提升電網(wǎng)對大規(guī)?？稍偕茉吹慕尤肽芰蛡鬏斈芰Α?/p>

開放的智能電網(wǎng)

將電網(wǎng)系統(tǒng)以智能的方式打破森嚴壁壘，引進年輕與想象的智慧，使之成為一個面向公眾開放的商業(yè)創(chuàng)新平臺，這是本次研討會加拿大帶給我們的最大啟示之一。

加拿大安大略省地市級電網(wǎng)公司—PowerStream公司的智能電網(wǎng)技術總監(jiān)JohnJ.Mulrooney,P.Eng在接受北極星電力網(wǎng)的采訪時表示：“和中國大規(guī)模開發(fā)風電場以及太陽能電站方式不同，安大略省傾向于分散化的開發(fā)模式，其可能并不需要并入電網(wǎng)。而智能電網(wǎng)的應用，讓光伏組件更容易走進千家萬戶，將自發(fā)電力傳入電網(wǎng)中。”

相比加拿大，在中國新能源發(fā)展進程中，并網(wǎng)已成為首要問題。在各種會議場合，專家、運營商、制造商都會提及限電，無法入網(wǎng)的問題。而在安大略省，這一問題并不突出。

在采訪時，JohnJ.Mulrooney,P.Eng曾不只一次的表示：“我們非常歡迎中國企業(yè)來加拿大發(fā)展，作為加拿大電網(wǎng)企業(yè)的領航者之一，我們能給你們帶來新的機遇。”加拿大智能電網(wǎng)從體制到市場，其開放性可見一斑。

靈活的購電壟斷

PowerStream公司是加拿大安大略省的龍頭電力配送服務公司之一。“我們是加拿大的一家國企”，JohnJ.Mulrooney,P.Eng在問及在加拿大是否誰都可以進行“購電買賣”時介紹說到：“我們也是壟斷的，只有我們才有權進行購電然后再進行配送，根據(jù)不同的市場情況，這個價格是不一樣的，但是我們收取20%的服務費用是固定不變的。”

雖然同樣是一種行業(yè)壟斷，但是在加拿大，這種購電壟斷也有其靈活的可取之處。在加拿大配電公司與下游的電力“賣家”之間，有一個固定的官方組織，這家組織可以自由選擇向哪家發(fā)電單位進行購電，當然，其選擇標準之一是“Themostinexpensive”即最便宜的。

在加拿大，配電側市場的開放也從側面促進電力市場的多元化，記者在翻開前來參加此次研討會的加拿大電網(wǎng)公司的介紹時，也注意到一個細節(jié)，如PowerStream公司——電力配送服務公司、ClevestSolutions公司服務于電力等，“Service”——服務于電力，服務于用電端。靈活的購電壟斷以及注重用戶側的服務細節(jié)體現(xiàn)，這應該是值得中國智能電網(wǎng)借鑒和學習的地方。

全新的市場機遇

加拿大地廣人稀、住宅不密集，采用的是大規(guī)模輸電線路進行電力傳輸。得益于其分散的發(fā)展方式、智能電網(wǎng)的雙向傳輸功能等，對目前加拿大的電網(wǎng)公司來說，并網(wǎng)并不復雜，他們也不需要建設大規(guī)模、長距離的輸電線路，現(xiàn)實情況是導致了很多輸電線路顯得極為陳舊以及電網(wǎng)設備老化嚴重。加拿大企業(yè)代表在研討會上發(fā)表演講時也提到：“大規(guī)模輸電線路符合我國的現(xiàn)實情況，在我們國家目前電力設備存在著老化的問題，此次希望能學習中國在推廣和實施智能電網(wǎng)技術的最新戰(zhàn)略優(yōu)勢。”同時，他們也在會上爆料了一個“驚人的決定”——到2014年，關停國內所有的燃煤電廠!

這對中國電力設備制造企業(yè)來說，這是一個利好消息，或許，這是中國企業(yè)進入加拿大市場的全新機遇。同時，加拿大智能電網(wǎng)行業(yè)協(xié)會的秘書長在也表示，對于如何解決長距離電力輸送的電能損耗，在一定的距離內，其國內有一種技術可以實現(xiàn)較高的優(yōu)化。

日本智能電網(wǎng)的核心是建設與太陽能發(fā)電大規(guī)模推廣開發(fā)相適應的電網(wǎng)，解決國土面積狹小、能源資源短缺與社會經(jīng)濟發(fā)展的矛盾;日本一方面能源匱乏，除核電外，能源自給率只有4%，石油依賴度為50%;另一方面，由于《京都議定書》從2005年生效，和1990年相比，日本從2008年至2012年，二氧化碳等溫室效應氣體排放量有義務減少6%，這些客觀因素逼迫日本大力發(fā)掘智能電網(wǎng)的潛力。同時2011年日本“核電危機”所帶來的傷害和影響，也凸顯了智能電網(wǎng)建設的必要性和緊迫性。

日本的電力基礎設施比較完善，從發(fā)電廠到配電網(wǎng)都配備了監(jiān)控裝置和通信網(wǎng)絡，已經(jīng)具備了智能電網(wǎng)的部分功能，所以根據(jù)本國的實際情況，提出了日本智能電網(wǎng)的發(fā)展模式和方向，現(xiàn)介紹如下：

日本智能電網(wǎng)的組織體系

日本智能電網(wǎng)由日本政府經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省(以下簡稱經(jīng)產(chǎn)省)主導，產(chǎn)官學結合，2009年11月在經(jīng)產(chǎn)省設立“下一代能源?社會系統(tǒng)協(xié)議會”，以構筑環(huán)境和經(jīng)濟的協(xié)調可持續(xù)發(fā)展的低碳社會、大幅度引進新能源、滿足下一代汽車的新需求、實現(xiàn)電力的穩(wěn)定供給為宗旨，經(jīng)產(chǎn)省內設“智能電表制度研究會”、“下一代送配電系統(tǒng)制度研究會”、“蓄電池系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略研究會”、“下一代汽車戰(zhàn)略研究會”、“下一代送配電網(wǎng)絡研究會”、“下一代能源系統(tǒng)國際標準化研究會”、“智能社區(qū)論壇”等12個相關研究會，對智能電網(wǎng)的相關問題在經(jīng)產(chǎn)省內進行廣泛的研究和討論。

2010年以后，隨著國內外智能電網(wǎng)和智能社區(qū)進入實證階段，為掌握巨大智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)主導權，由日本經(jīng)產(chǎn)省和超過500家企業(yè)以及團體成立官民協(xié)議會--“智能電網(wǎng)聯(lián)盟”。聯(lián)盟的會長單位是東芝公司，干事單位由伊藤忠商事、東京燃氣、東京電力、豐田汽車、日揮、松下、日立制作所、三菱電機組成，下設國際戰(zhàn)略、國際標準化、發(fā)展路線、智能家居等4個工作組，開展智能電網(wǎng)戰(zhàn)略研究和技術提攜。

日本智能電網(wǎng)領域的重點推進項目

經(jīng)產(chǎn)省根據(jù)日本企業(yè)在智能電網(wǎng)的技術先進性，選出了7領域26相重要技術項目作為發(fā)展重點。如輸電領域的輸電系統(tǒng)廣域監(jiān)視控制系統(tǒng)(WASA)、配電領域的配電自動化、儲能領域的系統(tǒng)用蓄電池的最優(yōu)控制、電動汽車領域的快速充電和信息管理和智能電表領域的廣域通訊等列入其中。

日本智能電網(wǎng)實證項目

2010年4月，日本經(jīng)產(chǎn)省在橫濱市、豐田市、京都府和北九州市開展了智能電網(wǎng)實證項目。京都府京阪奈節(jié)能城市項目，利用智能電表開展節(jié)能技術實證;橫濱市開展智能家居技術實證;北九州市開展新能源接入技術實證;豐田市開展電動汽車技術實證。日本在美國、印度、中國等國家也同時開展了智能電網(wǎng)技術在海外的實證項目。

韓國的智能電網(wǎng)研究重點放在智能綠色城市建設上，目前已經(jīng)在濟州島建設綜合性的智能城市示范工程

為了應對氣候變化，保障能源安全，實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，2008年8月，韓國提出了低碳、綠色經(jīng)濟增長的國家愿景，2009年2月，韓國出臺了“綠色增長國家戰(zhàn)略”，將發(fā)展智能電網(wǎng)作為實現(xiàn)經(jīng)濟低碳、綠色增長的核心與關鍵。

韓國電力系統(tǒng)的輸配電業(yè)務目前均由韓國電力公司負責管理，絕大部分電力供應也由韓國電力公司提供。在韓國電源構成中，煤電38%、核電37%、天然氣發(fā)電18%、石油發(fā)電6%，還有1%的可再生能源發(fā)電(絕大數(shù)為水電)。韓國的石油消費比例持續(xù)降低，從20世紀80年代的61.1%降低到2008年的41.8%。目前，韓國經(jīng)濟高速發(fā)展與匱乏的國內能源資源之間矛盾日益突出。

能源、經(jīng)濟與環(huán)境：韓國發(fā)展智能電網(wǎng)動因

能源與經(jīng)濟發(fā)展的矛盾，發(fā)展與環(huán)境的矛盾，是韓國積極推動智能電網(wǎng)建設的最重要原因。具體而言，韓國發(fā)展智能電網(wǎng)有四方面原因。

一是促進可再生能源發(fā)展，保障能源安全。韓國是世界第十大能源消費國，96%能源需要進口，進口額連年持續(xù)上升。韓國政府認為，發(fā)展智能電網(wǎng)有助于可再生能源的開發(fā)利用，促進能源多元化發(fā)展，降低能源進口依賴。

二是為了增加勞動就業(yè)，創(chuàng)造經(jīng)濟發(fā)展的新引擎。近年來，能源瓶頸、氣候變化和國際金融危機給韓國長期堅持的“數(shù)量至上”的經(jīng)濟增長方式帶來極大的風險。韓國政府認為，發(fā)展智能電網(wǎng)將促進相關技術的工業(yè)應用和行業(yè)發(fā)展，并增加就業(yè)，加速經(jīng)濟發(fā)展方式向“低碳、質量至上”增長方式轉變。

三是積極應對氣候變化。截至2007年底，韓國是世界第16大溫室氣體排放國，其中84.7%的二氧化碳排放來自能源行業(yè)。韓國政府希望通過提高可再生能源開發(fā)利用率，促進電動汽車普及，有效降低溫室氣體排放。

四是提高能源資源利用效率。韓國的能源利用率偏低。2007年其能源強度為0.479噸標煤/1000美元，遠高于同期的美國(0.294)、英國(0.187)和日本(0.144)。韓國政府希望通過推廣節(jié)能技術、需求側響應技術等，提高能源利用效率。

韓國智能電網(wǎng)“路線圖”

韓國智能電網(wǎng)建設的特點集中體現(xiàn)在政府主導、頂層設計、法律環(huán)境、政策支持、市場開發(fā)和國際合作等六方面。

第一，政府主導，成立國家層面智能電網(wǎng)發(fā)展協(xié)調組織機構。

2009年2月，韓國總統(tǒng)李明博宣布成立直接向總統(tǒng)負責的綠色增長總統(tǒng)委員會。該委員會是跨部門的政策制定機構，由財政部、運輸部、能源部、環(huán)境部、土地部和旅游部等政府部門和相關領域的專家組成，其主要職責是審議與國家綠色增長有關的重要政策、計劃，以及系統(tǒng)有效地落實相關的事項。韓國這一舉措在國際上也頗具創(chuàng)新性。

第二，注重頂層設計，積極制定智能電網(wǎng)發(fā)展相關戰(zhàn)略。

2010年1月，韓國知識經(jīng)濟部發(fā)布了“韓國智能電網(wǎng)發(fā)展路線2030”，提出韓國智能電網(wǎng)的三個階段建設路線。其中，第一階段2009~2012年，將建設智能電網(wǎng)示范工程，即濟州島智能電網(wǎng)示范工程，用于技術創(chuàng)新與商業(yè)模式探索;第二階段2013~2020年，重點在韓國大城市區(qū)域，開展與用戶利益緊密相關的智能電網(wǎng)基礎設施建設，如電動汽車充電設施、智能電表等;第三階段2021~2030年，完成全國層面的智能電網(wǎng)建設。韓國選擇了五個極具發(fā)展?jié)摿Φ念I域作為智能電網(wǎng)的建設重點，分別是智能輸配電網(wǎng)、智能用電終端、智能交通、智能可再生能源發(fā)電和智能用電服務(詳情見五個領域的發(fā)展目標表)。

根據(jù)該路線，到2030年，韓國在智能電網(wǎng)建設上的投資約為27.5萬億韓元(約合1617億元人民幣)，其中政府出資約占總投資的9.8%。濟州島智能電網(wǎng)示范工程的總投資為2372億韓元(約合15億元人民幣)，其中政府投資約占總投資的28%。

第三，營造支持智能電網(wǎng)建設的法律環(huán)境。

2009年12月29日，韓國國會通過了《綠色增長基本法》，明確了韓國經(jīng)濟綠色增長的基本理念、原則、戰(zhàn)略、綠色增長委員會的作用等，同時提出了實現(xiàn)經(jīng)濟綠色增長、綠色生活、低碳社會和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本原則和措施。該法案明確提出“促進綠色發(fā)展是國家的第一優(yōu)先課題”。

《綠色增長基本法》出臺后，韓國加快制定了《智能電網(wǎng)建設及使用促進法案》。該法案主要包括智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃、基礎設施建設、投資回收和稅收優(yōu)惠、技術研發(fā)、信息監(jiān)管和信息安全等。

第四，加大對智能電網(wǎng)建設的投資和財稅政策支持。

2009年1月6日，韓國政府出臺了名為“綠色新措施”的經(jīng)濟刺激一攬子方案，從財政、金融和稅收等方面支持智能電網(wǎng)發(fā)展。2009~2012年，韓國將在可再生能源、高能效建筑、低碳汽車等方面投入約97.9億美元。在稅收方面，個人收入稅起征點從100萬韓元(約6200元人民幣)升高到150萬韓元(約9300元人民幣);對大公司和中小公司也有不同程度的稅費優(yōu)惠。

第五，重視智能電網(wǎng)核心技術研發(fā)、工業(yè)應用及海外市場推廣。

韓國政府重視儲能技術、信息技術和網(wǎng)絡安全等智能電網(wǎng)核心技術研發(fā)與工業(yè)應用。韓國2005年制定的“PowerIT”計劃，提出了多項科研計劃。該計劃是韓國關于智能電網(wǎng)的初步構想。2008年，韓國提出以出口為導向的PowerIT工業(yè)增長政策，支持其科研成果出口。2009~2012年，韓國知識經(jīng)濟部將投入2547億韓元(約合16億元人民幣)推動智能電網(wǎng)技術的應用。

第六，積極組織和參與國際交流合作，大力提升國際影響力。

為了提高韓國經(jīng)濟綠色增長戰(zhàn)略的國際影響力，韓國在2010年6月16日正式成立“全球綠色增長研究院”，這是第一個由韓國發(fā)起的國際性機構，旨在建立系統(tǒng)的綠色增長理論并在全球范圍內推廣。從2009年至今，韓國先后與美國、菲律賓、澳大利亞等國積極開展國際智能電網(wǎng)合作。去年11月，第五次G20峰會在韓國首爾召開，期間韓國舉辦了“韓國智能電網(wǎng)周”，集中展示濟州島智能電網(wǎng)示范項目建設經(jīng)驗和成果。

韓國智能電網(wǎng)的熱點領域

韓國智能電網(wǎng)的工程首推濟州島智能電網(wǎng)示范工程。2009年6月，韓國政府確定在濟州島建設智能電網(wǎng)示范工程。該工程建設周期為2009年12月至2013年5月，總投資約2億美元。工程參與方包括韓國政府、韓國智能電網(wǎng)研究院、韓國電力公司、濟州省與韓國智能電網(wǎng)協(xié)會等。工程由12個聯(lián)合體參建設，包括韓國通信公司(KT)、韓國電訊公司(SKT)、LG電子、三星公司等168家企業(yè)。該工程主要在智能用電、智能交通、智能可再生能源、智能電力服務和智能電力網(wǎng)等領域推動技術創(chuàng)新，探索新的商業(yè)模式。

該工程的意義體現(xiàn)在三個層面：在國家層面，通過建設生態(tài)友好型基礎設施，減少二氧化碳排放，提高能源效率，支持綠色能源發(fā)展;在行業(yè)層面，有助于確定韓國實現(xiàn)綠色增長的新引擎;在用戶層面，鼓勵用戶參與社會的低碳綠色發(fā)展，提高生活質量。

韓國在現(xiàn)階段正在積極普及智能電表。韓國方面認為，普及智能電表是實現(xiàn)用戶端能源利用效率最優(yōu)化的重要手段。為此，他們向用戶傳遞有關信息，引導能源消費方式的轉變;提出未來高級計量基礎設施(AMI)的發(fā)展方向和基本運營模式;與現(xiàn)有自動抄表系統(tǒng)(AMR)的融合，促進形成開放式的計量系統(tǒng);確保適用最新技術和最新標準，保障未來高級計量基礎設施市場的聯(lián)動性。2010年底，韓國在首都圈和其他地方安裝智能電表約2萬只。

韓國也在推廣電動汽車的發(fā)展。在電動汽車方面，韓國出臺了電動汽車充電基礎設施建設以及電動汽車普及扶持政策。2010年9月，韓國發(fā)表了充電基礎設施建設方案報告書和電動汽車推廣扶持方案。韓國計劃到2015年，電動汽車占國內小型車市場的10%。2020年，20%汽車為電動汽車。同時，提高公共機關的電動汽車比例，從當前的20%提高到2011年的30%和2013年的50%。同時，將汽車制造企業(yè)義務銷售比例從6.6%提高到7.5%。到2020年底，電動汽車數(shù)量要達到100萬輛。

在扶持性政策方面，韓國政府補貼電動汽車與同級汽車價格差的50%，最高達到2000萬韓元(約合12.5萬元人民幣)。同時，韓國還減免通行費、公營停車場停車費等。在充電設施方面，韓國計劃到2020年底在公共設施、大型超市、停車場等地安裝220萬個充電樁;2012年之前，政府對換乘停車場、主干道路及公共停車場等建設的充電設施給予資金支持，對于2013年后用戶自行建設的充電設施也給予政策支持。

韓國智能電網(wǎng)遇到的問題盡管各國在智能電網(wǎng)建設方面的力度與決策不同，但是在建設過程中都不同程度的遭遇各種挑戰(zhàn)。就韓國而言，筆者認為，這種挑戰(zhàn)來自于四個方面。

第一，韓國智能電網(wǎng)立法需要處理好各利益相關方之間的關系。

原定于2010年11月提交國會通過的《智能電網(wǎng)建設及使用促進法案》，由于利益分配的問題，被推遲到2011年臨時國會進行表決。因此，韓國政府在堅決推進智能電網(wǎng)立法過程中，還需處理好電力公司、設備制造商、技術研發(fā)機構、用戶等各利益相關方之間的關系。

第二，示范項目參與企業(yè)數(shù)目太多，需要協(xié)調好各方意見。

濟州島示范項目共有168家企業(yè)參與，各企業(yè)根據(jù)自身的技術特點和對未來發(fā)展的判斷，可能采取不同的技術路線。所以，項目的組織者將遇到很多需要協(xié)調的問題，從而可能影響工程的進度和示范效果。例如，示范工程中的智能電表部分，有的企業(yè)采用電力線載波技術，有的公司計劃采用ZigBee無線通信技術。

第三，韓國電力公司對發(fā)展智能電網(wǎng)的消極態(tài)度。

考慮到建成智能電網(wǎng)可能會減少售電量，同時電動汽車大量使用后，可能會進一步開放市場，擔心削弱其壟斷地位和主導權，所以，當前韓國電力公司對智能電網(wǎng)的態(tài)度有些消極。在濟州島示范工程中，迫于政府的壓力，韓國電力公司只建設了12個充電站。

第四，韓國推廣電動汽車需要更大的力度和決心。

在電動汽車方面，韓國遇到的問題很多。一是政府尚未明確電動汽車推廣步驟。政府對電動汽車發(fā)展持積極態(tài)度，但目前尚未明確電動汽車和充電設施的技術路線、建設時序等。二是電動汽車商業(yè)運營模式尚待確定。當前，韓國電動汽車充電設施開發(fā)商主要有韓國電力公司、石油公司SK能源、煉油公司GSCaltex三家企業(yè)。當前，電力公司態(tài)度并不積極，現(xiàn)代汽車尚未建立適當?shù)纳虡I(yè)運營模式，而石油和煉油企業(yè)主要采取電力再銷售模式，目前尚未實現(xiàn)盈利。三是電動汽車充電的技術路線尚未明確。韓國已完成了快充、慢充技術標準制定，并在濟州島建立了快充設施。

2010年9月，韓國政府表示，若換電方式可行，也可以出臺相應措施。韓國計劃在公寓地下停車場安裝充電樁/口，但由于擔心會影響家用電器和配電網(wǎng)正常運行，尚未確定是否在個人住宅內建立充電樁/口。四是電動汽車充電設施投資回收機制尚需確定。電動汽車充電設施投資回收措施主要包括電力再銷售和從汽油中征稅兩種措施，電力再銷售措施與電力公司相關，目前還沒有利潤，存在較多不確定因素;而從汽油銷售中征稅措施的具體征收額度、適用范圍和措施等還未明確。

智能電網(wǎng)的韓國啟示

借鑒韓國智能電網(wǎng)發(fā)展的經(jīng)驗，結合我國國情，筆者認為，我國發(fā)展智能電網(wǎng)應重視五方面工作。

一是深化我國智能電網(wǎng)的頂層設計研究，盡早完成總體設計，推動建立國家層面的組織協(xié)調機構，完善法規(guī)體系。

二是加大國際合作力度，宣傳我國智能電網(wǎng)發(fā)展理念和建設成果，提高我國在相關領域的國際影響力。

三是加大我國智能電網(wǎng)的利益共享、成本與風險共擔機制研究，并適時出臺相關政策。

四是以建立國家智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟為契機，推動出臺智能電網(wǎng)國家標準，積極牽頭制訂相關國際標準。

五是以智能電網(wǎng)建設為抓手，帶動我國新能源、新材料、節(jié)能減排、新能源汽車、電氣裝備等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并積極研究相關產(chǎn)業(yè)的國際市場開發(fā)。

綜合世界各地區(qū)建設智能電網(wǎng)的進程來看，智能電網(wǎng)的關注熱點包括：

(1)大規(guī)模可再生能源發(fā)電的接入技術及其與大規(guī)模儲能聯(lián)合運行技術;

(2)大電網(wǎng)互聯(lián)、遠距離輸電及其相關控制技術;

(3)配電自動化和微網(wǎng);

(4)用戶側的智能表計及需求響應技術。