智能电网效益分析
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引言
众所周知，2003年8月12日，美国、加拿大发生的“8•12”大面积停电，损失极为惨重。为解决美国电网供电可靠性的问题，在2006年美国IBM公司提出的智能电网解决方案,提出了发展智能电网的思路，并将其称为“第三次电力革命”首次提出了智能电网的概念。
智能电网，就是电网的智能化，也被称为“电网”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
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八大特性
智能电网包括八个方面的主要特征，这些特征从功能上描述了电网的特性，而不是最终应用的具体技术，它们形成了智能电网完整的景象。
自愈
“自愈”指的是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来并且在很少或不用人为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态，从而几乎不中断对用户的供电服务。从本质上讲，自愈就是智能电网的“免疫系统”。这是智能电网最重要的特征。自愈电网进行连续不断的在线自我评估以预测电网可能出现的问题，发现已经存在的或正在发展的问题，并立即采取措施加以控制或纠正。
用户激励
在智能电网中，用户将是电力系统不可分割的一部分。鼓励和促进用户参与电力系统的运行和管理是智能电网的另一重要特征。
抵御攻击
电网的安全性要求一个降低对电网物理攻击和网络攻击的脆弱性并快速从供电中断中恢复的全系统的解决方案。不管是物理攻击还是网络攻击，智能电网要通过加强电力企业与政府之间重大威胁信息的密切沟通，在电网规划中强调安全风险，加强网络安全等手段，提高智能电网抵御风险的能力。
质量分级
智能电网将以不同的价格水平提供不同等级的电能质量，以满足用户对不同电能质量水平的需求，同时要将优质优价写入电力服务的合同中。
快速诊断
通过其先进的控制方法监测电网的基本元件，从而快速诊断并准确地提出解决任何电能质量事件的方案。
即插即用
智能电网将安全、无缝地容许各种不同类型的发电和储能系统接入系统，简化联网的过程，类似于“即插即用”。
资产优化
在智能电网中，先进的设备和广泛的通信系统在每个时间段内支持市场的运作，并为市场参与者提供了充分的数据，因此电力市场的基础设施及其技术支持系统是电力市场蓬勃发展的关键因素。智能电网优化其资产应用，使运行更加高效。
最佳运行
智能电网通过高速通信网络实现对运行设备的在线状态监测，以获取设备的运行状态，在最恰当的时间给出需要维修设备的信号，实现设备的状态检修，同时使设备运行在最佳状态。
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效益
智能电网正因为有如此大的前景,相继美国以后,中国西欧各国也在投入大量资金发展智能电网,那么智能电网究竟能给环境|社会|企业|个人带来哪些效益呢?
环境效益
智能电网可以最大限度的利用资源,减少能源浪费.如今电网建设，似乎已被风电、太阳能等新能源电源建设远远甩在了后面。智能电网的提出，表面看在实现与国际“接轨”，实际上更是国内风电等新能源大规模的并网需求倒逼所致。
以风电为例，近十年，我国风电装机年均增长70%，约为世界风电年均增速的两倍。正酝酿的“新能源产业振兴规划”可能把2020年风电装机的目标提升到亿千瓦，意味着从2009年到2020年的12年间，全国风电装机将净增亿千瓦，年均新增装机约1200万千瓦。
粗略计算，2020年全国风电发电比例将达到8%-9%，西北等局部地区将接近20%。由于电网建设以及其他调峰电源建设严重滞后，相当比例已装配运行的风电机组在白白空转，风电并网、风电调度成为横在风电发展路上的两大“绊脚石”。而风电特有的来风时间不确定、电能质量不确定等特性必将使电网承受极大的冲击。
国家电网今年5月份提出建设智能电网概念，并公布了初步建设规划，目的在于实现更大程度地利用可再生能源，新能源并网、调峰只是智能电网需要解决的诸多高难度问题中的一二。但考虑到仅仅智能电网的技术标准就需要到年底才能定出个大概，可想而知，智能电网解决上述新能源并网发电的问题，每年可以节约多少能源问题，对地球能源逐渐枯竭的时代，问题显的尤为迫切。
去年，中国风电装机总量达到1200万千瓦。专家指出，其中实际能够并网的只有三分之一多一点，有一部分是风机本身的原因，还有很大一部分原因是电网建设跟不上新能源发展的问题。统一的智能电网，其中一个核心内容就是尽快把西部的风电、煤电、水电并入。真正达到节约能源的目的。
欧盟委员会号召其成员国利用ICT技术(信息与交流技术)改善能效，改善气候变化，促进经济恢复。智能电网技术可以帮助欧洲在12年内减少排放15％。智能电网不仅可以监测工业用电情况，还可以检测写字楼、住宅及其他公共部门的用电情况，促进节能减排。
欧盟计划2020年前实施统一的智能电网。意大利国有电力企业将安装3000万个智能电表。智能电表项目可以帮助用户节电10％。智能电表可以实时告诉用户用电情况，用户不必等到每月拿到账单时才知道自己的用电量。因此，电力用户可以通过适当地改变自己的用电习惯，来达到节能减排。
根据研究显示，智能电网将可在未来节省价值800亿美元的电能，高峰时段用电量可望减少50％。智能电网将为美国直接创造28万个就业机会。在用电方面，插充式电动车、太阳能等分布式可再生能源、智能电器、家庭自动化软、硬件以及风力发电等新技术还将会带来大量间接工作机会。
智能电网的迅速发展将推动新的能源经济，并将推动供电行业的转变，创造新的、高价值的永久性工作职位。同时，它还会为美国相关的智能电网技术公司开拓国内市场提供激励因素。正如奥巴马所期待的那样，智能电网将带来数百万的“绿领就业机会”。
每年由于火力发电，要向大气中排放大量二氧化碳等有害气体，全球环境保护早已把这些气体的排放作为保护地球环境的重要指标，而智能电网的应用将大大减少二氧化碳等有害气体的排放量，风力、水电如果能正常并网，生物质发电等可再生能源发展。将一定程度上降低火力发电的占有比例，从而降低有害气体的排放量。智能电网应该更加能够实现发电、输电、配电、用电和节电的协调平衡，最大地满足用户的电力需求，同时实现电力工业最小的污染物排放。据美国《财富》杂志报道，随着配电系统进入计算机时代，温室气体排放量减少２５％。
提高电压质量，提高高精设备的使用效果。当今社会，随着IT等产业的迅猛发展，对电压质量的要求越来越高，一些公司每年要投入大量的费用购买稳压设备才能满足设备的正常运行需要，而这些设备每年的淘汰，每年要形成大量的废品，这些废品的产生不仅对环境造成了危害，而废品的回收利用也浪费了大量的资金。
在可能的情况下，在未来的设计中，智能电网的资产将占用更少的土地，减少对景观的实际影响。
社会效益
智能电网的应用将大大加强一个国家在战略方面的地位，众所周知，现代社会是一个信息化的社会，而电网是否坚强，电能质量是否满足需要，直接影响整个国家的战略安全，影响着整个社会能否安全稳定的发展经济。在“2009新能源与可再生能源发展战略对话”上，专家们讨论了事关智能电网发展的几个问题。 智能电网已经被多个国家提升至国家战略的高度。“智能电网首先要网架坚强，就像人的四肢要可靠一样。” 中国电力科学研究院副总工程师胡学浩认为，美国发展智能电网的驱动力主要为提高供电的可靠性，避免发生类似“8·12”北美大面积停电的事故。可见一些大国为了避免类似上述事件的发生，维护社会和谐发展，发展智能电网显得更为迫切。今年4月，美国的奥巴马政府公布了总投资高达45亿美元的智能电网计划，奥巴马随后要求美国国会尽快通过相关立法。
智能电网的最新发展趋势就是智能住宅和智能城市。美国电力科学家提出，建设智能电网分两步走。第一阶段是探索阶段。要建设风能储蓄、神经网络、智能变电站、智能配电资产、智能停电管理(诊断软件、停电原因模拟软件、电缆故障预测软件)、插充式电动汽车、消费者网络终端。美国艾克塞能源公司正在将科罗拉多州的博德市改造成为世界第一座智能电网城市，这就是在进行积极的探索。第二阶段是建设智能城市，分散风险，使每个电力企业或投资者都能极大程度的减少投资风险。在这个阶段，需要安装10000个在家的控制装置，整合1000个可调度的分布式发电技术。
对于我国，实施智能电网无论从经济价值、社会价值和环境价值方面来讲都具有深远的意义。资料显示，由于需求变化难测、管理手段不足造成电网调度难以实现现代化、节能和安全，导致大量发电机组发电煤耗损失巨大，目前每年输电、配电和用户端损耗约９％，每年线路损耗约３０００亿千瓦时，折合１．５亿吨原煤，相当于７０００万千瓦装机容量，３０００亿元的电源投资和３０００亿元的电网投资。如果发展超导输电和智能电网，大力改善需求侧用电波动影响，提高电网调度调配能力，减少输配环节损耗，节约的原煤将超过１亿吨，相当于２００８年全社会煤炭消耗量的３．６５％。
智能电网的首要作用是节能，去年我国社会用电总量近３５０００亿千瓦时，实现电网信息化之后，每年在配电输电用电等环节即可节约５％至１０％的电力资源，节省价值近２０００亿元人民币。
企业效益
智能电网将给电力工业带来巨大的影响，将成为能源革命的重要组成部分，与生物技术一起成为第六次产业革命中最耀眼的亮点。其中“智能家电”、“智能电表”、“智能蓄能”等概念备受各国电器工业的关注。
电力是最适合进行电子商务的行业，现代电网具有的经济特征其实就是一个网络市场。因此，第三次电力革命的核心将是“智能能源网络”的概念。电流由发电机流向用电电器，信息流在发电企业、电网企业、调度中心、用电客户之间流动，而现金流则由用电客户流向电力企业。在智能电网中，每个用电电器(如冰箱、微波炉等)、每个电表、每个变压器、每个发电机组等都加入电子芯片，每个芯片都将代表业主的利益，在智能电网中发挥作用。在某一线路某一设备发生故障时，智能电网具有“自我愈合”的能力。
智能电网的概念一经提出，就受到全美电力行业的极大欢迎，也引起世界各国电力科学家、电力工业界的广泛关注，不断地有人提出新的思路，不断地被拓展、发展和完善，目前已经成为世界各国电网发展的新趋势、新潮流。2009年5月，在美国的科罗拉多州的博德市已经建成了全世界第一个小型的智能电网。
由于智能电网实现了不间断的自我监测与调整,使电能在能源的转换过程中损失最小,节约了发电成本和输配电成本。
自动化作业为电力企业节约了大量传统人力。以一个智能电网的初级应用为例,由于远程载波抄表的实现,仅此一项就可为一个网省公司节约3000名以上抄表员,如折算成人工和管理成本,在每年2亿元RMB以上。
智能电网能第一时间发现问题,能将安全事故的影响缩小到最小范围。同时由于智能电网的自我诊断与修复能力,能在第一时间恢复供电,为用户减少损失,提高电力企业的社会公信力。
智能电网电压等级稳定,输电质量高,能提高设备寿命,延缓退役时间。
由于电力企业与用户的互动,使电力企业向用户购买富余电力成为可能,这部分电能经过采集和再利用,形成了新的营销模式和业务增长点。
家庭与个人效益
对于用户而言，智能电网的许多优点是显而易见的，比如智能电表。智能电表使供电商能够以可变化的费率向用户收取电费，从而反映出峰谷电价的成本差异。这样就能通过负荷控制开关的控制，让用户在电价较低时使用诸如热水器等大功率电器。为了达到削减用电高峰的目的，通信和计量技术向家庭和商业用户的智能设备发出信息，通知何时用电需求较高，并追踪电能的使用情况。电价在用电需求高时上涨，在需求低时降低。那么，用户在得知峰电价较高后，就会趋向于在高峰用电时段减少用电量。当用户看到提高用电效率的经济效益时，他们会在使用电器时计入用电成本并做出具有建设性的决定。2006年中期，一家名叫“网点”(Grid Point)的公司最近开始出售一种可用于监测家用电路耗电量的电子产品，可以通过互联网通信技术调整家用电器的用电量。
根据智能电网支持者的说法，由于负荷曲线能够通过市场这只“隐形的手”进行自我调节，电力设备的旋转备用容量将由此得以降低。可再生能源的支持者也非常支持这一点，因为大多数可再生能源由于依赖于自然（比如风能和太阳能）而具有间歇的特性。因此，任何采用间歇性可再生能源的电力基础设施必须具备在自然界无法提供电能时有效切除负荷的能力。从理论上看，在这种情况下提高电价将减少电能的消费。
在智能电网中，用户将装备能够使用实时电价、“激励性”减负荷信号、或紧急减负荷信号的工具。智能电网的概念在于对配电和长距离输电网络进行“数字化升级”，从而达到优化当前运行状况、为替代性能源打开市场的目的。
按照国家电网公司的有关部署，国网信通公司将继续完善各项系统功能，实现水、电、气三表数据实时采集，完善增值业务服务系统内容，使居民能够在未来通过电力线宽带网络提供的综合服务，享受更加安全、便捷、舒适的家居环境。
家用终端电器接入信息网络,使远程控制成为可能,将为最终用户带来使用便利。
智能电网必须是使用安全的—智能电网必须不能伤害到公众或电网工人，也就是对电力的使用必须是安全的。
智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全，电网能够实现这些目标，就可以称其为智能电网。智能电网必须更加可靠—智能电网不管用户在何时何地，都能提供可靠的电力供应。它对电网可能出现的问题提出充分的告警，并能忍受大多数的电网扰动而不会断电。它在用户受到断电影响之前就能采取有效的校正措施，以使电网用户免受供电中断的影响。
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构想到现实-迫待解决
总之，从全球电力工业来看，电力工业正在迎来第三次革命——信息技术与电力工业融合，将使传统电网成为“SMARTGRID”，国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定寰认为，美国的一些能源新政已经对我们国家的能源政策在产生影响，包括我们现在进一步加强在新能源与可再生能源方面的投入和支持。比方说电网，如何解决多种新能源进入电网以后可以高效、安全、可靠的运行，各个国家提出来智能电网这样一个概念，如何把这个概念变为现实要做大量的工作，这对中国是非常重要的。应该说中国已经接受了这样一个新的概念，也在研究自己的智能电网的发展规划，以及在解决一些智能电网上必须要解决的问题。所有这些都在警醒各个国家的灵魂人物，如何发展好智能电网,才能享受它给环境、社会、企业、个人带来的经济效益已成为一个迫待解决的问题。
