中国智能互动电网发展战略报告.docx

中国智能互动电网发展战略报告.docx

《中国智能互动电网发展战略报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中国智能互动电网发展战略报告.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

中国智能互动电网发展战略报告

中国智能互动电网发展战略报告

中国电力企业管理杂志社特聘顾问

中国国际经济交流中心特约研究员

中国科学院科学时报社首席经济学家

武建东教授

2009年5月15日

中国智能互动电网发展战略报告

中国电力企业管理杂志社特聘顾问

中国国际经济交流中心特约研究员

中国科学院科学时报社首席经济学家

武建东

报告提要：

全球主要经济体正面临着一次推动电力体系效益最大化的历史机遇，整合或改造这个传统电力流程,其本质就是更有效地重组人类能源体系，改造人类基本生产方式。

我们将这场行将席卷全球的产业革命定义为互动电网革命。

互动电网变革将逐步推动全球电力基础设施通过加载数字设备、电力芯片和改进网控技术，升级转变为人类创新生产和生活的主要设施。

由此，将实现有插座的地方就有能源，有插座的地方就有信息互动的变革；将全面推动电力产业从中低端的电力供应商提升为综合能源、通讯和信息服务商。

为此，可以将电力产业应对全球危机的创新使命和发展责任确定为十个方面:

其一，互动电网是下一代全球电网的基本模式；其二，互动电网发展应该成为中国电网现代化的核心；其三，单向运转的百万公里以上的中国电网是沉睡且浪费巨大的网络资源，互动电网应该超越特高压成为中国电力发展的首要目标并确定与此相关的战略投资计划；其四，中国应该确定制高点型的互动电网发展战略；其五，互动电网是跨产业、跨越式的新产业和新技术革命；其六，中国应在适当时机推进与欧美并列的洲际互动电网计划，实现电力体系交易的国际化、区域化；其七，营建与欧美两大电力体系不同的“电力光纤复合电缆电网，”实现电网的安全性和高效率并重的运转；其八，营建电力设施、房屋、电动交通工具、网络家电、医疗，以及水、电、燃气、热力、冷气等客户终端无缝连接的一体化服务网络，这是一个较互动电网更高端的网络，可以简称互动网；其九，应该推动电力产业实现自工业革命以来最重要的大跨度转型，电力系统的通讯和信息服务收入与盈利水平完全可能等同或超过传统的售电业务；其十，应该推动智能互动电网发展的市场化、投资主体的多元化和电力、通讯、视频产业的融合化。

应该说，发展互动电网是危机时代人类提高能源效率，重塑全球电力体系的最佳捷径。

倘若2009年就启动国家互动电网的改造，每年有可能拉动国民经济增长一个左右百分点。

如由各地电力、通讯和军队通讯兵联合施工，三到五年内我国主要城镇可以初步实现电网的互动化运行并占领全球能源变革的制高点。

为此需要认真反思我国电网产业发展计划的科学性、兼容性、合理性并加速实现战略转折。

电网体系的互动化运转是我国在能源革命中最有可能执世界之牛耳的大业，应该成为我国能源革命的优先突破产业。

一、发展智能电网正在成为国际新产业革命的突破口

1、美国领先启动了智能电网改造计划

2009年4月24日，美国众议院能源和环境委员会对新的美国气候法案进行了激烈的辩论，这个法案是美国二百年来有关气候问题最重要的法律，也是美国推行新能源变革的战略基准。

民主党的灵魂人物是前副总统戈尔，共和党的领军人物是前议长金里奇，两党在攸关美国未来的能源和气候政策方面大相径庭，而在发展智能电网、提高电网效率方面却取得了惊人的一致性，这不仅是美国党派利益难得的结合部，也将是奥巴马能源革命获得重大突破的一个起点。

金里奇认为发展智能电网有三个方面的可取之处，即：

提高电网的可靠性，减少电网的高峰负荷和接入可再生能源。

这个认识虽然不能反映智能电网的全部价值，但至少说明美国大力发展统一智能电网的障碍正在减少；而且在奥巴马的能源变革之中，发展统一智能电网将是最可能获得短期战略跃进的主力领域。

这个战略主题已经成为美国战胜金融海啸的天使，2009年1月25日——奥巴马上台五天之后，美国白宫就发布了《经济复兴计划进度报告》，其中美国政府宣布未来三年内将为美国家庭安装4000万个智能电表，而且，最近美国能源部长朱棣文表示，奥巴马总统刚宣布向美国企业提供24亿美元，用于制造插座式混合动力车和车用电池，美国能源部也在加强车用电池的研究；由于电池是新型电网最重要的客户工具，可以更大体量地创造智能电网的应用运转空间。

2009年5月7日美国又宣布，由英特尔公司willhostthefirstIEEEP2030meeting,opentoindividualsandorganizationsinterestedinshapingthesmartgridguide,atitsheadquartersinSantaClara,California,June3-5,2009.承办，美国电机电力工程师协会（IEEE）协同美国国家标准技术研究院（NIST），将于2009年6月3--5日在加州召开专门会议，制定智能电网的标准和互通原则，这个计划简称：

IEEEP2030，以此推动电力工程、通讯和信息技术的融合，并冀望这个标准成为全球标准。

可以判断，近年内美国将有十多个州、二三十个城市、一万个以上变压器、四千多个变压中心启动智能电网改革，这预示着美国已经强行启动了制度性的智能电网改造计划并力争占领这个领域的制高点，这将对世界产生震撼。

这一智能电网改造计划，将成为人类采用突破性手段大规模应用智能电表的组织行为，它所确立的规则和程序将快速形成流行全球的工业文明，也将成为危机转型中人类将创造的最成功的工业价值。

而且这个体系将进一步发展到整合电力设施、房屋、电动交通工具、网络家电、医疗、水电燃气热力冷气等领域一体化管理的智能网或互动网的水平，目前从欧洲、亚洲到大洋洲，都有国家或城市在推进智能电网或智能网的计划。

2、全球主要经济体正面临着使电力体系效益最大化的历史机遇

工业革命最伟大的成就之一就是以化石能源建造了人类能源的生产方式和消费方式，而信息革命面临的最深刻挑战就是转变这种能源利用方式，以可再生能源建造人类使用能源的创新体系。

目前，全球主要经济体正面临着一次推动电力体系效益最大化的历史机遇，这个过程将通过发电、输电、供电、用电和服务各个电力产业基本流程智能化、信息化的实现，整合或改造这个传统电力流程，其本质就是更有效地重组人类的能源体系，改造人类基本的生产方式。

因此，以信息化电网重塑全球电力体系将是危机时代人类提高能源效率的最佳捷径。

任何一个世界大国发展能源、推进能源转型都必须对信息化电网加大战略投入，部署长期安排。

信息化电网也行将改变我国的能源理念，谁掌握了信息化电网，谁就主导了下一代全球能源的战略能力。

因此，发展互动电网是人类提高能源效率、再造人类能源生产方式的最理想道路，并且以科技创新再造国际分工，是国际危机重建中的最大的和平红利。

二、互动电网释源和界定

1、正确界定智能电网、智能网的概念

智能电网，即SmartGrid，原意为智能网格或智能网，这个概念又包括智能电子网格、智能电力网格、聪明网格﹙包括各种电、水、热、医、冷、数据等网格﹚和未来网格等涵义，具有商业流行语的特征。

其原意是建立新的电力客户服务信息管理体系，其核心是推动调度体系优化，有限度地加强电网的可靠性，节约支出，提高能源效率。

这是一个狭义的电网信息化升级概念，是对传统电网部分或特定系统的提升和改造。

本报告论述的智能电网，是指全球行将推进的发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的整体生产方式的产业革命、技术革命和管理革命。

广义与侠义在体系架构、流程要素、设备系统、新技术应用、客户角色等方面是不同的，误用、错用这个概念可能导致电力现代化的路线迷失。

所以，目前流行的智能电网的概念无法界定下一代全球电网的基本模式，也难以概括中国电网现代化的核心体系。

2、从我国电网的实际情况出发，我们把互动电网称为互动电力网络，简称为互动电网，智能电网的含义已涵盖其中

互动电网的英文为InteractiveSmartGrid，简称ISG，综合性的电、水、热、医、冷、数据等网格的整合可以称作智能网、互动网，为突出消费者的积极参与可以简称为互动网，英文仍然为InteractiveSmartGrid，智能电网的含义已涵盖其中。

互动电网的定义为：

在开放和互联的信息模式基础上，通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统，实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理，是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。

它将再造电网的信息回路，构建用户新型的反馈方式，推动电网整体转型为节能基础设施，提高能源效率，降低客户成本，减少温室气体排放，创造电网价值的最大化。

互动电网还可以通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电视、智能家电控制和电池集成充电等的多用途开发，实现用户富裕电能的回售；可以整合系统中的数据，完善中央电力体系的集成作用，实现有效的临界负荷保护，实现各种电源和客户终端与电网的无缝互连，由此可以优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，形成电网全新的服务功能，提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。

3、互动电网既是下一代全球电网的基本模式，也是中国电网现代化的核心

应该说，与以往的产业变革不同，这个革命是跨越式、跨产业、跨地区、多主体联合参与的革命。

互动电网既是下一代全球电网的基本模式，也是中国电网现代化的核心。

实际上，互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。

从技术上讲，互动电网应是最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成，也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成，对于推动新技术革命具有直接的综合效果。

由此，智能电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。

我以为：

互动电网学说的本质就是以信息革命的造发性标准和技术手段大规模推动工业革命最重要财产—电网体系得革新和升级，建立消费者和电网管理者之间的互动。

4、互动电网的本质与运转功效

互动电网学说的本质，就是以信息革命的造法性标准和技术手段大规模推动工业革命的最重要资产——电网体系的革新和升级，建立消费者和电网管理者之间的互动。

互动电网的功效包括：

一是互动电网能够实现双向互动的数据传输，实行动态的浮动电价制度；二是可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合，遇到电力供应的高峰期之时，能够在不同区域间进行及时调度，平衡电力供应缺口，从而达到对整个电力系统运行的优化管理；三是互动电网能够将新型可替代能源接入电网，比如太阳能、风能、地热能等，实现分布式能源管理；四是可以提高供电效率，减少能量损耗，改善供电质量，解决电网商业化运转；五是智能电表可以作为互联网路由器，推动电力部门以其终端用户为基础，进行通信、宽带业务或传播电视信号。

为此，IT产业的深度革命和能源革命将成为孪生兄弟，智能网改革将推动全球能源革命的深度扩散。

通过建造互动的电网，将推进IT革命进入创新阶段；将为消费者提供更好的减少能源消耗的路径；将为整个社会节约成本、降低温室气体排放，并促进绿色经济占统治地位。

我认为，定义一个概念解放一个时代，把握一个概念焕发一个行业的潜能，而界定电网信息化的概念是确定一个国家电网现代化的基本前提。

中国电网升级化路线应该定义为互动电网的变革，互动电网的发展是全球工业和信息业的一次新产业革命、技术革命和管理革命，我们应该以此为基础制定中国高起点的电网现代化的战略发展路线。

三、互动电网再造创新中国

之一：

正确认识中美两国能源效率改革不同的发展路径

1、奥巴马发展可再生能源的创新举措是启动美国电网互动变革的根本动力

就电网信息化而言，小布什时代电网变革的最大遗产之一就是建立了美国的第一个智能电网城市。

但是，布什总统却将本应到手的电网变革的王冠留给了下任。

布什时代的智能电网城市更像一个时代的装饰，而不是一个人类的创新运动，也没有将其演变为世界潮流，其关键就在于布什主张美国应继续以发展传统能源为主，这是布什的历史遗憾，也是哪个时代美国的局限。

而奥巴马总统则要集中发展可再生能源，由此美国电网体系就必须改革，制造新的能源高速公路，以有效地将美国爱荷华州、俄亥俄州等地的太阳能、风能、海洋能和地热能等电力供应连接起来。

这个奥巴马发展可再生能源的创新举措实际上是启动美国电网互动变革的根本动力，这样，美国虽然没有从体制上建立一个国家垄断电网，但是却可以构造一个比中国的统一电网更加宏大的电网统一活性，即标准统一、高端转型、兼容替代的统一智能电网，借此美国就可以实现电网神经系统的合成，造就全球最大规模的信息化资源和最伟大的机会。

虽然，奥巴马能源变革也不过才百日左右，但这个革命的作用早已超过了革命的进展，其概念拉动作用已促使美国的能源变革有了新的用武之地。

奥巴马已将智能电网的发展催化为一个人类的创新运动，也可能将其演变为世界潮流。

但是，奥巴马并不是思想家，目前，美国的智能电网发展并没有占领全球的能源效率的制高点，无论大国、抑或小国都可能在这场竞赛中获得王冠，缔造人类新的生产方式。

对中国而言，这应该是一个巨大的机会。

2、较之欧美国家，经济危机中受冲击相对较轻的中国更需要占领智能互动电网这个能源革命的制高点

目前，我国应对国际电力产业危机转型的大战略还在探索之中，其先期试验战略就是国家电网公司目前正在推进“一特四大”和“四化一智”的配套电网发展战略。

即以大型能源基地为依托，建设由1000千伏交流和±800千伏直流构成的特高压电网，形成电力“高速公路”，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发，在全国范围内实现资源优化配置。

同时，将以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，发展以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。

这个战略的核心仍然是依托中央集权制的国家体制营建特高压电网基础上的电网现代化，其电力中枢系统仍然没有摆脱大煤电、大水电，而以实现电网骨架更大体系的统一为目标。

尽管这个电网骨架的统一与美国电网中枢系统的统一发展的本质都指向能源效率的现代化，但是一个没有健全中枢机制的电网体系很难与一个智能化的电网体系相比拟。

美国智能电网的四个孪生兄弟分别是：

高温超导电网、电力储能技术、可再生能源与分布式系统集成（RDSI）和实现传输可靠性及安全控制系统，这个电网发展战略的本质是开发并转型进入“下一代”的电网体系，其战略的核心是先期突破智能电网，嗣后营建可再生能源和分布式系统集成（RD-SI）与电力储能技术，最终集成发展成为低缆线损耗的超导电网。

而国家电网提出的信息化、数字化、自动化、互动化的智能电网，其四化概念上存在着相互交叉，互动化实际上是这个四化的灵魂和本质，完全可以直接统一称谓为互动电网；其运转体系存在着建立分布式系统和电力储能技术的弱项，坚强的智能电网还不能清晰地表达行将而致的全球电网的现代化革命。

因此，这个体系一定要进一步完善。

中美发展智能电网技术形相似、神相异，这就需要中国电网体系尽快调整战略，在这场世界电网体系的转型之中灵活应对，并成为最终的赢家。

3、需要认真反思我国的能源战略、特别是电力发展战略的合理性

我国需要占领智能互动电网这个能源革命的制高点，并借此全面拉动电网体系的革命。

电网体系的信息化是我国在能源革命中最有可能执世界之牛耳的大业，不但应该成为我国营建内需经济的重大转折性机遇，也应该成为我国能源革命的优先突破产业。

这意味着中国电网的发展战略有必要进行大规模调整，其首要发展目标应从电网输送方式的变革，即特高压计划调整为电网的效率革命，也就是互动电网的变革。

这个目标也是国际电网变革的战略制高点，目前还没有哪个国家完全占有它，中国与其它国家处于一个起跑区内。

之二：

正确把握发展互动电网的战略目标和转型意义

1、电网信息化革命与升级，将把我国电力生产水平提升到世界新技术革命的高端水平

2008年我国社会用电总量近35000亿千瓦时，倘若实现电网信息化体系创新，每年可节省5%~10%左右的电力资源，接近2000亿元人民币的水平，相当于营建一组半投资1200亿元并于2009年开工的福建福清、浙江方家山、广东阳江三个核电站；如果推行更大规模的信息化电网改造工程，电网体系可以创造更加巨大的市场价值。

由此，在全球，特别是我国能源发展面临的第一个挑战就是以信息技术彻底改造传统能源体系，将传统电网体系升级为信息社会水平，最大限度地开发电网体系的能源效率，造就一个与传统电网体系规模相当的创新架构，这个转变就需要我们高屋建瓴地把握互动电网革命的灵魂以图大业。

2、中国发展互动电网的根本目的

我国发展互动电网就是实现世界电力产业的跨越式转型，推动电力产业从中低端电力供应商的传统模式提升为综合能源、通讯和信息服务商的高端创新模式，这将推动电力基础设施通过加载数字设备和芯片技术升级为人类创新生产和生活的重要设施，电力系统的通讯和信息等服务的营业收入和盈利水平完全可能等同或超过传统的售电业务，电力产业将实现工业革命以来最重要的大跨度转型。

与此同时，也将实现有插座的地方就有能源，有插座的地方就有信息互动。

消费者既可以是电力客户，也可能成为风能、太阳能、氢电池、生物沼气等小型电力供应商，这个转变将使人类消费能源的方式发生历史性革命。

芯片技术也将推动无处不在的个性化插座分解为公共设施和用户财产，如同手机话费计量一般，携带芯片的充电装置将在公共插座上实现（例如：

车辆电池）买电或售电的交易行为，携带芯片的家电和其它电力用户设施将实现遥控管理，仅这个转变每年可能为中我国降低温室气体排放10％以上，每年可为中国节省3亿吨以上标准煤。

3、互动电网转型的十个要点

互动电网变革的创新使命将修改中国电网现代化的路线图，其转型的意义和要点包括十个方面。

一是应该明确互动电网是下一代全球电网的基本模式；

二是互动电网发展应该成为中国电网现代化的核心；

三是有效利用我国数百万公里的电网资源，使互动电网超越特高压成为中国电力发展的首要目标并确定与此相关的战略投资计划；

四是中国应该确定制高点型的互动电网发展战略；

五是明确互动电网是跨产业、跨越式的新产业和新技术革命；

六是我国应该在适当的时机推进与欧美并列的洲际互动电网计划，实现电力体系交易的国际化、区域化；

七是营建与欧美两大电力体系不同的“电力光纤复合电缆电网”，实现电网的安全性和高效率并重的运转；

八是营建电力设施、房屋、电动交通工具、网络家电、医疗以及水、电、燃气、热力和冷气等客户终端无缝连接的一体化服务网络，这是一个较互动电网更高端的网络，可以简称为互动网；

九是应该推动电力产业实现自工业革命以来最重要的大跨度转型，电力系统的通讯和信息服务收入与盈利水平完全可能等同或超过传统的售电业务；

十是应该推动智能互动电网发展的市场化、投资主体的多元化和电力、通讯、视频产业的融合化。

目前，电力系统输配电体系添加光纤网的运转和组构相关平台是最应该优先向地方和社会投资开放的领域，这个领域越早开放越有利，越可以集成力量发展电力产业。

之三：

正确把握发展互动电网的战略起点和战略精髓

1、正确看待欧美智能电网的战略计划

目前，美国电网信息化计划的建议有称之为UnifiedNationalSmartGrid，也有称之为UnifiedSmartGrid，可直译为统一智能电网或统一智能网，这是美国的行业用语，是指将局域分散的智能电网结合成全国性的网络体系。

因此，美国电网信息化的体系建设用语比智能电网的一般概念丰富得多。

这个体系的主要内容包括：

通过统一智能电网实现美国电力网格的智能化，解决分布式能源体系的需要，以长、短途，高、低压的智能网络联结客户电源；在保护环境和生态系统的前提下，营建新的输电电网，实现可再生能源的优化输配，提高电网的可靠性和清洁性；这个系统可以平衡整合类似美国亚利桑那州的太阳能发电和俄亥俄州的工业用电等跨州用电的需求，实现全国范围内的电力优化调度、监测和控制，从而实现美国整体的电力需求管理，实现美国跨区的可再生能源提供的平衡，例如：

解决特拉华州海岸傍晚的风力发电和加利福尼亚州午后的用电需求，实现时区资本发电效益的最大化和资源互补的优势；这个体系的另一个核心就是解决太阳能、氢能、水电能和车辆电能的存储，它可以帮助用户出售多余电力，包括解决电池系统向电网回售富裕电能。

实际上，这个体系就是以美国的可再生能源为基础实现美国发电、输电、配电和用电体系的优化管理。

而且美国这个计划也考虑了将加拿大、墨西哥等地电力整合的合作。

欧洲的智能电网计划称之为SuperSmartGrid，可直译为超级智能电力网格或超级智能电网，它是将广域电力输送网络同智能电网结合起来的广域智能网格，其可能适用的范围涉及到欧盟、北非、中东等国家。

由于石油价格的不稳定、石油资源的有限性、能源需求的爆炸性和TheEUhasdecidedtoreduceGHGemissions20-30%by2020;Germanyevenaimsata40%reduction.欧盟减少温室气体排放的计划，可再生能源有限的欧洲必须建立跨区能源的交易和输送体系以解决其战略优存，即可能通过超级智能电网计划，充分OnepossiblesolutionistoutilisetheenormouspotentialforsolarandwindpowerinthedesertsofNort利用潜力巨大的北非沙漠的太阳能和风RenewableelectricityfromNorthAfricawouldbesufficienttosatisfytheelectricityneedsoftheMediterraneanandtherestofEuropemanytimesover,andisthereforeaninterestingoptionforthefutureEuropeanenergysystem.能等可再生能源发展满足欧洲的能源需要，完善未来的欧洲能源系统，这就需要However,theelectricitywouldhavetobetransportedovervastdistancesfromNorthAfricatoEuropeanloadcentres.通过SuperSmart技术实现欧洲电力市场的优化运转。

2009年初欧盟有关的圆桌会议又进一步明确要依靠智能电网技术将北海和大西洋的海上风电、欧洲南部和北非的太阳能热融入欧洲电网，以实现可再生能源大规模集成的跳跃式发展。

从欧美这两个计划来看都是立足电力体系的国际化、区域化运转，以大体量应用可再生能源为基础营建智能网，这就要求中国互动电网的发展起点必须具有战略水平，以实现超越式产业突破，实现中国能源产业的战略转型。

2、把握中国互动网发展超越欧美大战略的精髓

我们是在沉疴严重的传统机制上建立当代中国的能源生存方式和生产方式。

中国的需求大，发展的机会也应该大，有利于我们实施大规模的技术创新，但是能源发展却往往成为我们的负担，机会成为负担这是对改革机遇的巨大浪费，我们必须制定可以兼容和优胜的战略将能源改革的负担与需求结合起来，以市场化创新来平衡需求价格与商业运转体系。

应该说，奥巴马正在推动的能源变革本质上是一次全球新技术革命。

在危机的冲击下，中国也选择了以能源产业的升级改造作为拉动内需的重要领域。

然而，虽然国家能源主管部门明确希望这个产业抓住有利时机，转变发展方式，但到目前为止，中国经济转型并没有将能源产业作为主力产业，也没有将能源产业的变革当作一场新技术革命来经略，这是中国能源改革落后于先进国家的内因。

中国与美国的国情不同，中国不一定走美国能源改革的道路，但也不