? 智能電網(wǎng)蘊(yùn)含新機(jī)遇
3月31日，2016’全球能源互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)智能電網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐專題論壇上，來(lái)自莫斯科動(dòng)力學(xué)院、西門子公司、施耐德、聯(lián)想集團(tuán)、華為、杜爾咨詢顧問(wèn)公司等國(guó)內(nèi)外專家聚在一起，熱烈討論。中國(guó)電力科學(xué)研究院名譽(yù)院長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士周孝信和IEC智能能源系統(tǒng)委員會(huì)主席理查德·舒貝格共同主持此論壇。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)將衍生出什么樣的新貿(mào)易與商業(yè)機(jī)遇？全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中如何加強(qiáng)國(guó)際合作交流？智能電網(wǎng)技術(shù)在全球能源互聯(lián)網(wǎng)中將扮演怎樣的角色？實(shí)現(xiàn)信息通信技術(shù)與電網(wǎng)技術(shù)深度融合需要重點(diǎn)開(kāi)展哪些研究工作？構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)需要突破的智能電網(wǎng)核心技術(shù)是什么？這幾個(gè)問(wèn)題成為本場(chǎng)分論壇熱門話題，發(fā)言嘉賓和參會(huì)代表就此展開(kāi)討論。
莫斯科動(dòng)力學(xué)院院長(zhǎng)羅加廖夫·尼古拉·德米特里耶維奇表示，智能電網(wǎng)是建立在傳統(tǒng)電網(wǎng)基礎(chǔ)上的，它的發(fā)展蘊(yùn)含新的特征和機(jī)遇；國(guó)家電網(wǎng)公司信息通信部主任王繼業(yè)認(rèn)為，信息通信技術(shù)是能源革命的催化劑和支撐器；西門子公司輸電部副總裁黃志強(qiáng)表達(dá)了對(duì)供應(yīng)商、運(yùn)營(yíng)商和消費(fèi)者合作的期待，以使智能電網(wǎng)真正智能。
“現(xiàn)在智能電網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被拓展到了多個(gè)維度，今天的發(fā)言人也從不同的角度為我們闡述了智能電網(wǎng)技術(shù)，從LOT到網(wǎng)絡(luò)安全，再到特高壓輸電，以及智能電網(wǎng)的安全性以及一些創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)等?！狈终搲鞒秩死聿榈隆な尕惛裾f(shuō)。
學(xué)術(shù)研究
智能電網(wǎng)蘊(yùn)含新特征與機(jī)遇
●羅加廖夫·尼古拉·德米特里耶維奇 莫斯科動(dòng)力學(xué)院院長(zhǎng)
智能電網(wǎng)是一個(gè)在傳統(tǒng)電網(wǎng)基礎(chǔ)上蘊(yùn)含新的特征和機(jī)遇的概念，是一個(gè)可靠的網(wǎng)絡(luò)，其中包括很多核心技術(shù)，包括智能開(kāi)關(guān)、智能用戶柜、充電器、能源路由器等。
智能電網(wǎng)需要一些關(guān)鍵的技術(shù)，包括一次設(shè)備，主要負(fù)責(zé)儲(chǔ)能，控制能源消耗和成本。還有二次設(shè)備，主要是控制系統(tǒng)。儲(chǔ)能可以將能源的生產(chǎn)消費(fèi)過(guò)程從傳統(tǒng)的同步模式改為時(shí)間獨(dú)立模式。智能電網(wǎng)的系統(tǒng)非常龐大，里面存在著大量的運(yùn)行參數(shù)和用戶，所以這是一個(gè)多代理存在下的控制系統(tǒng)，它將與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)并存很長(zhǎng)一段時(shí)間。智能電網(wǎng)技術(shù)能將智能化滲透到更低的層次，但消費(fèi)者不會(huì)都是電力工程師，所以智能電網(wǎng)就要在技術(shù)上能夠滿足即插即用的要求。從教育層面來(lái)說(shuō)，智能電網(wǎng)技術(shù)投入還有很多不足，不能滿足相應(yīng)的學(xué)科范圍，我們還需要額外的培訓(xùn)和教育。全球能源互聯(lián)網(wǎng)有很大潛力，未來(lái)我們可以進(jìn)行進(jìn)一步溝通。
電力物聯(lián)網(wǎng)為智能電網(wǎng)提供技術(shù)手段
●李劍 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院副院長(zhǎng)
智能電網(wǎng)和電力物聯(lián)網(wǎng)都是國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，智能電網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)重要的應(yīng)用領(lǐng)域，以通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和傳感技術(shù)為基礎(chǔ)的電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為建設(shè)智能電網(wǎng)提供了必要的技術(shù)手段。電力物聯(lián)網(wǎng)是改變世界的十大新興技術(shù)之首，是國(guó)家能源安全和綜合資源優(yōu)化配置的需要。
智能電網(wǎng)依賴于電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)重要運(yùn)行參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)信息掌控，物聯(lián)網(wǎng)作為智能電網(wǎng)信息感知末梢，可以全方位提高智能電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的信息感知深度和廣度。從2009年開(kāi)始，國(guó)家電網(wǎng)公司先后啟動(dòng)了電力客戶用電信息采集、智能變電站、狀態(tài)檢測(cè)與檢修、智能調(diào)度、配網(wǎng)自動(dòng)化、智能用電等試點(diǎn)工作，有力地推動(dòng)了智能電網(wǎng)的建設(shè)，也促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用。
確保半波長(zhǎng)輸電線路安全運(yùn)行
●王賓 清華大學(xué)電機(jī)系副教授
建設(shè)全球能源互聯(lián)網(wǎng)首先要考慮如何保護(hù)其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，是用傳統(tǒng)波長(zhǎng)線路還是新的。其次，我們必須了解其正常運(yùn)轉(zhuǎn)和發(fā)生故障之間的差別。
線路在正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí)，線路兩端流入線路的電流大小相等、相位相同，表現(xiàn)出區(qū)內(nèi)故障的特性，因此必須采取措施減小和消除電容電流的影響。半波長(zhǎng)輸電線路，具有很強(qiáng)的輸送能力，通常被用于超遠(yuǎn)距離的輸電技術(shù)。要建設(shè)全球能源互聯(lián)網(wǎng)，就要把大規(guī)模可再生能源輸送到負(fù)荷中心。半波長(zhǎng)技術(shù)具有很多優(yōu)勢(shì)，比如經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。在過(guò)去幾年，巴西和中國(guó)都已經(jīng)開(kāi)始重視對(duì)半波長(zhǎng)輸電技術(shù)的研究。
半波長(zhǎng)交流輸電線路的故障特性與常規(guī)的輸電線路相比有著較大的差別。由于分布電容的影響，帶有電容電流的傳統(tǒng)電流差動(dòng)保護(hù)不適用于半波長(zhǎng)輸電線路。而行波差動(dòng)保護(hù)和基于貝瑞隆模型的差動(dòng)保護(hù)可以應(yīng)用于半波長(zhǎng)輸電線路，且林敏度較高，在大過(guò)渡電阻下仍能正確動(dòng)作。
多重能力支撐全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
●謝開(kāi) 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院副院長(zhǎng)
對(duì)全球能源互聯(lián)網(wǎng)而言，我們需要考慮廣域調(diào)度，以及短途的通信要求。那么對(duì)于廣域，例如跨大陸、跨大洲互聯(lián)，就需要有衛(wèi)星通信技術(shù)，這要求全球能源互聯(lián)網(wǎng)必須有在整個(gè)地球范圍內(nèi)的協(xié)調(diào)能力。我們需要考慮計(jì)算資源、通信資源和物理系統(tǒng)資源的協(xié)同能力。需要有一個(gè)全局觀去運(yùn)行這樣一個(gè)大規(guī)模的直流和交流電力系統(tǒng)。
第二類能力是自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自組織泛載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能力。在運(yùn)算上，國(guó)家電網(wǎng)公司利用虛擬化技術(shù)，建立三個(gè)國(guó)網(wǎng)的控制云、業(yè)務(wù)支持云和服務(wù)云。在電網(wǎng)層面，也需要考慮自組織、自適應(yīng)的電網(wǎng)技術(shù)，以不同的模式去運(yùn)行系統(tǒng)，在不同的結(jié)構(gòu)下去運(yùn)行，并把不同的可再生能源進(jìn)行互聯(lián)。
大規(guī)模分布實(shí)施是第三種能力。這其中包括大數(shù)據(jù)應(yīng)用。大數(shù)據(jù)對(duì)于跨平臺(tái)數(shù)據(jù)分析有很大潛力。最后一個(gè)能力是公共信息和網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)的能力。越來(lái)越多的大規(guī)模分布式終端和網(wǎng)絡(luò)連接在一起，一個(gè)重大挑戰(zhàn)就是公共安全的問(wèn)題。我們需要去確定安全邊界，也需要新的戰(zhàn)略和策略來(lái)去處理網(wǎng)絡(luò)安全的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)踐
可再生能源安全并網(wǎng)
●皮埃爾·弗朗西斯科·贊奴茲 特馬網(wǎng)意大利公司首席執(zhí)行官
過(guò)去五年，我們看到歐洲可再生能源增長(zhǎng)快速，不同國(guó)家也制定了一些鼓勵(lì)性政策，特別是光伏發(fā)電在五年間已經(jīng)翻了一番，這對(duì)于所有的歐洲消費(fèi)者都是好消息。能源需求的變化使歐洲的整個(gè)輸電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了變化。輸電網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)商也在努力提供更加可靠、安全、靈活的運(yùn)營(yíng)。因此，電網(wǎng)的硬件設(shè)施和軟件設(shè)施要有機(jī)結(jié)合，才能讓大量的可再生能源并網(wǎng)，并確定電網(wǎng)安全、穩(wěn)定。另外，輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商很多時(shí)候不光是國(guó)家內(nèi)部的運(yùn)營(yíng)商，還是整個(gè)地區(qū)的運(yùn)營(yíng)商，越來(lái)越多的需求要相互協(xié)調(diào)。
我們致力研發(fā)特殊的設(shè)備和投資一些創(chuàng)新性的項(xiàng)目，然而這還不能解決能源互聯(lián)問(wèn)題。如果要去維持一個(gè)優(yōu)質(zhì)的、穩(wěn)定的電網(wǎng)運(yùn)行，就需要更加快速、準(zhǔn)確的電力系統(tǒng)，這樣就能實(shí)時(shí)分析緊急情況并及時(shí)處理。我們的愿景就是能夠提出統(tǒng)一的歐洲電力系統(tǒng)管理規(guī)則。在電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)和發(fā)展方面，我們對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的智能性是有信心的，我們能贏得可再生能源安全并網(wǎng)的挑戰(zhàn)。
直流輸電的作用在電力系統(tǒng)越來(lái)越重要
●馬爾西奧·塞茨特曼 杜爾咨詢顧問(wèn)公司獨(dú)立國(guó)際顧問(wèn)
隨著并入電網(wǎng)的新能源比例不斷增加，電力系統(tǒng)規(guī)劃、傳輸、設(shè)計(jì)及運(yùn)行維護(hù)面臨越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。新能源發(fā)電難以預(yù)測(cè)，在時(shí)間上呈現(xiàn)隨機(jī)性且集中在風(fēng)能、太陽(yáng)能等資源豐富的地區(qū)?？紤]現(xiàn)代電網(wǎng)的作用，我認(rèn)為高壓直流輸電是構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)前提條件。
直流輸電技術(shù)對(duì)于有功功率的全控調(diào)節(jié)，并控制交流線路的潮流在穩(wěn)定極限范圍內(nèi)，發(fā)揮著重要作用。直流輸電線路可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)迅速響應(yīng)并減少系統(tǒng)電力恢復(fù)時(shí)間。
新能源發(fā)電并入電網(wǎng)時(shí)，電力系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)營(yíng)者要面臨眾多挑戰(zhàn)。由于新能源發(fā)電的隨機(jī)性及分布性，電力系統(tǒng)需快速接收并消納新能源。直流輸電的作用在電力系統(tǒng)會(huì)越來(lái)越重要。
智能電網(wǎng)技術(shù)的工程實(shí)踐
●方必安 施耐德中國(guó)業(yè)務(wù)拓展部副總裁
近年來(lái)，宏觀電網(wǎng)的建設(shè)急需實(shí)現(xiàn)。首先，城鎮(zhèn)化快速發(fā)展；其次，互聯(lián)越來(lái)越深入；第三，我們對(duì)能源的需求在上升，但為了減少碳排放，能源效率需要提升，電網(wǎng)要更加智能。因此，我們一方面會(huì)加快電氣化發(fā)展，另一方面會(huì)加強(qiáng)互聯(lián)的程度。
施耐德為智能電網(wǎng)的建設(shè)提供了一些解決方案，比如電網(wǎng)的現(xiàn)代化和資產(chǎn)管理、運(yùn)營(yíng)以及這些日常的管理等。我們現(xiàn)在正在關(guān)注的是智能設(shè)備，這是一個(gè)非常重要的領(lǐng)域。為了提高效率，智能化應(yīng)當(dāng)自上而下全面實(shí)現(xiàn)，從發(fā)電廠一直到最終用戶。在功能方面，要確保傳統(tǒng)的工具和投資能夠跟新生的整合，另外還可以通過(guò)遠(yuǎn)程的控制來(lái)確保智能電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)是平穩(wěn)有序的，這樣在它的整個(gè)生命周期管理上將更加智能。如果我們想要理解智能電網(wǎng)這個(gè)概念，就要往前走，加強(qiáng)對(duì)每個(gè)終端用戶和智能電網(wǎng)之間聯(lián)系的了解。
智能電網(wǎng)，挑戰(zhàn)即機(jī)遇
●黃志強(qiáng) 西門子公司輸電部副總裁
能源系統(tǒng)的總體目標(biāo)，一是二氧化碳減排，不通過(guò)核電，通過(guò)可再生實(shí)現(xiàn)碳減排；一是實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)。
可再生能源的調(diào)度是有難度的，特別是在中國(guó)，水電資源離消費(fèi)中心很遠(yuǎn)。這既是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇。首先是互聯(lián)，典型的方案包括高壓直流輸電、特高壓、儲(chǔ)能等技術(shù)，能夠加強(qiáng)交流電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其次，需要很好的測(cè)量系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)分析、傳感。第三，需要特別方案，比如說(shuō)有動(dòng)態(tài)控制功能的數(shù)字變電站，以及一些高級(jí)保護(hù)方案。第四，要把消費(fèi)者也融入到產(chǎn)銷一體化的方案中去，需要有虛擬發(fā)電廠、智能量測(cè)和虛擬電站的一些解決方案。
在機(jī)遇面前，我們對(duì)智能電網(wǎng)技術(shù)做一個(gè)總結(jié)和分類。大概有四類：第一是監(jiān)管；第二類是通信；第三是智能技術(shù)，也就是能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)管理和決策；第四是最重要的一類技術(shù)，也就是需要有一些硬件和設(shè)備去執(zhí)行指令。
所以，我們需要供應(yīng)商、運(yùn)營(yíng)商和消費(fèi)者的合作，以及各方面的價(jià)值鏈都需要合作，這樣我們能夠使得智能電網(wǎng)真正智能。
信息通信
擁抱能源行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型
●李三琦 華為產(chǎn)品與解決方案首席技術(shù)官
LOT（“Lab of Things”的簡(jiǎn)稱）平臺(tái)對(duì)于能源領(lǐng)域的數(shù)字化變革非常關(guān)鍵，它除了發(fā)電、輸電、支持等，還有很多其他功能。我們非常關(guān)注數(shù)字連接，這和全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想高度一致。我們非常關(guān)注互聯(lián)，也同樣關(guān)注“1+2+1”平臺(tái)。第一個(gè)“1”是LOT連接管理平臺(tái)，它是在網(wǎng)絡(luò)中以數(shù)以億計(jì)的傳感器將數(shù)據(jù)連接到互聯(lián)網(wǎng)，并進(jìn)行智能的分析、互聯(lián)和交換?！?”是指兩個(gè)接入，一個(gè)是遠(yuǎn)程智能連接，就如同智能手機(jī)與其他機(jī)器設(shè)備的連接；另一個(gè)是本地的無(wú)線接入，這個(gè)連接的范圍比較小，但作用不可小覷。最后一個(gè)“1”是LOT運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，也就是如何維持一個(gè)開(kāi)源的生態(tài)系統(tǒng)讓所有人參與進(jìn)來(lái)，以消除相互隔離。
以智能電表為例，在非洲和拉丁美洲我們已連接60萬(wàn)用戶并為其服務(wù)，它不僅能夠涵蓋居民區(qū)，還能覆蓋商業(yè)用戶和工業(yè)用戶。我們生活在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)世界里，最重要的就是連接。我們不僅要關(guān)注自身的研發(fā)項(xiàng)目，還要抓住機(jī)遇，推動(dòng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。
信息通信技術(shù)是能源革命的催化劑
●王繼業(yè) 國(guó)家電網(wǎng)公司信息通信部主任
信息互聯(lián)網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)是相通的，有一定對(duì)稱的地方。信息互聯(lián)網(wǎng)是各類信息交互傳輸?shù)墓蚕砥脚_(tái)，能源互聯(lián)網(wǎng)將是各類能源通信傳輸和交換的共享平臺(tái)；信息互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了人與機(jī)器之間的通信，能源互聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)人與物、物與物的交互。
從信息互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展看，能源互聯(lián)網(wǎng)有很多值得借鑒的地方。能源互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是能源配制的變革，這種變革既包括本地的變革，也包括了大容量、遠(yuǎn)距離的傳輸。能源互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)特高壓實(shí)現(xiàn)跨洲、跨國(guó)、跨區(qū)域的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的控制、用戶的互動(dòng)以及清潔能源的接入。應(yīng)該說(shuō)，這一切都需要電力通信網(wǎng)、電力云乃至電力物聯(lián)網(wǎng)的支撐。
能源的生產(chǎn)端、傳輸端和消費(fèi)端應(yīng)該說(shuō)具有天然的聯(lián)系。有了能源互聯(lián)網(wǎng)就可以使得這種聯(lián)系更加實(shí)時(shí)、更加長(zhǎng)距離。能源互聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)人、物、能源、終端間的廣泛互聯(lián)，創(chuàng)造全新價(jià)值。能源互聯(lián)網(wǎng)事實(shí)上是以智能電網(wǎng)的形式存在的，智能電網(wǎng)又是由信息通信網(wǎng)絡(luò)支撐的，通過(guò)信息通信網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)終端的實(shí)時(shí)接入、采集和數(shù)據(jù)傳輸。所以說(shuō)，信息通信技術(shù)是能源革命的催化劑和支撐器。
架構(gòu)雙態(tài)IT融入全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)
●黃瑩 聯(lián)想集團(tuán)副總裁
信息技術(shù)是全球能源互聯(lián)網(wǎng)的重要支撐，包括三個(gè)方面，一是特高壓電網(wǎng)，一是智能電網(wǎng)，一是清潔能源。但其中很大一部分應(yīng)該是信息技術(shù)。沒(méi)有信息技術(shù)，可能也沒(méi)有全球能源互聯(lián)網(wǎng)。
在中國(guó)，大家都熟悉互聯(lián)網(wǎng)+，即把新興的IT技術(shù)和傳統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程相結(jié)合的業(yè)態(tài)，那能源互聯(lián)網(wǎng)就是互聯(lián)網(wǎng)+的一種表現(xiàn)?；ヂ?lián)網(wǎng)的因子引入到整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)后，這個(gè)時(shí)候需要在業(yè)務(wù)上不斷創(chuàng)新，所以對(duì)于IT的架構(gòu)和整個(gè)系統(tǒng)也要有所反映，從而保證整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定。
如果我們把電網(wǎng)分一下，可以看到一部分是敏態(tài)的，一部分是穩(wěn)態(tài)的。敏態(tài)是消費(fèi)互聯(lián)化、互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)化，是靈動(dòng)創(chuàng)新的。穩(wěn)態(tài)是固本。敏態(tài)能夠抓住市場(chǎng)機(jī)會(huì)快速做出反映，這需要一些虛擬資源，需要橫跨領(lǐng)域、新興技術(shù)。移動(dòng)互聯(lián)、電子商務(wù)、智能城市等都可以歸類到敏態(tài)IT里。穩(wěn)態(tài)IT，就是要看重成本和穩(wěn)定，需要集中建設(shè)，把領(lǐng)域細(xì)分，它的產(chǎn)品可能也是比較成熟的，能進(jìn)行很好的管控。做好雙態(tài)IT，才可以更好地服務(wù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。
