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智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)分布式電源等各類發(fā)電廠、高電壓網(wǎng)絡(luò)、大容量儲能裝置、智能家居、電動汽車等的有機連接。10多年來，我國智能電網(wǎng)核心技術(shù)取得全面進步，很多技術(shù)和設(shè)備實現(xiàn)了“中國制造”和“中國引領(lǐng)”。
先進的傳感測量技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)和控制技術(shù)，通過與物理電網(wǎng)高度集成，形成智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)能夠大幅提高電網(wǎng)接受可再生能源的能力，從而節(jié)約能源、發(fā)展清潔能源；對電力系統(tǒng)狀態(tài)不斷進行檢測、分析，對故障自動作出反應(yīng)，并在故障后迅速恢復(fù)供電；不斷使用新技術(shù)，提高運行效率；實現(xiàn)智能用電，提高用電效率，滿足客戶多元化需求，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)服務(wù)。通過對發(fā)電、輸電、配電、用電和服務(wù)進行監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度，智能電網(wǎng)技術(shù)使電網(wǎng)達(dá)到清潔、高效、安全。
天津： 智能電網(wǎng)綜合示范工程
2007年11月18日，中國、新加坡兩國政府簽署協(xié)議，合作建設(shè)中新天津生態(tài)城（以下簡稱“生態(tài)城”）。生態(tài)城位于天津濱海新區(qū)，總面積約30平方公里，周邊交通便利。作為國家生態(tài)示范建設(shè)工程，生態(tài)城可再生能源的綜合利用和生態(tài)環(huán)境保護問題受到高度的重視。
國家電網(wǎng)公司選擇在生態(tài)城建設(shè)智能電網(wǎng)綜合示范工程，工程總體目標(biāo)是建設(shè)與生態(tài)城發(fā)展定位相匹配，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、自動化、互動化特征的堅強、自愈、靈活的智能城市電網(wǎng)。2011年9月19日，工程正式建成投運。
該工程遵循“能復(fù)制、能實行、能推廣”的規(guī)劃思路，從電力流、信息流、業(yè)務(wù)流統(tǒng)一融合的角度，基于6大環(huán)節(jié)1個平臺（發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度和通信信息平臺），按照電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用電側(cè)將綜合示范工程劃分為12個子項，并開發(fā)了12個應(yīng)用系統(tǒng)。
在示范工程建設(shè)過程中，國網(wǎng)天津市電力公司圍繞工程建設(shè)管理、技術(shù)和管理創(chuàng)新、政策支持等方面進行了積極探索與實踐。作為世界上覆蓋區(qū)域最廣、功能最齊全的智能電網(wǎng)綜合示范工程，該工程的竣工投運為我國乃至全世界樹立了全新的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和典范，為其他地區(qū)的智能電網(wǎng)建設(shè)提供了參考。
截至目前，生態(tài)城核心區(qū)日常用電負(fù)荷40兆瓦左右，區(qū)域共有4條110千伏輸電線路，4條35千伏輸電線路，2座110千伏變電站，2座35千伏變電站，1座容量為10兆瓦時的儲能電站，在建110千伏變電站2座，220千伏變電站1座。區(qū)域內(nèi)可再生能源也十分豐富，其中，風(fēng)電裝機容量4.5兆瓦，光伏裝機容量10兆瓦，可再生能源消納率100%。
山東： 5G賦能智能電網(wǎng)
近年來，山東青島供電公司聯(lián)合中國電信青島分公司、華為公司等合作伙伴，積極進行5G智能電網(wǎng)實驗網(wǎng)建設(shè)。自2019年10月以來，青島供電公司先后在青島古鎮(zhèn)口、金家?guī)X、奧帆中心以及青島供電公司調(diào)度大樓四大示范區(qū)建設(shè)5G站點29個，部署電力專用邊緣計算設(shè)備2套，建成了目前國內(nèi)規(guī)模最大的5G智能電網(wǎng)實驗網(wǎng)。
通過近一年的持續(xù)投入，目前，青島供電公司打造的5G智能電網(wǎng)先行示范區(qū)推出一系列創(chuàng)新成果。成果聚焦智能分布式配電（包括5G縱差保護、5G智能分布式FA）、電力切片和安全隔離、變電站作業(yè)監(jiān)護及配網(wǎng)態(tài)勢感知等專題，全力開拓最佳應(yīng)用實踐。
5G縱差保護和智能分布式FA（饋線自動化）屬于智能分布式配電自動化的業(yè)務(wù)場景，也是堅強智能電網(wǎng)的關(guān)鍵應(yīng)用。2020年1月，在古鎮(zhèn)口區(qū)域，基于5G網(wǎng)絡(luò)切片的5G配網(wǎng)縱差保護外場試點上線；在嶗山區(qū)金獅廣場，基于5G切片的智能分布式FA試點商業(yè)應(yīng)用上線。電力行業(yè)對安全隔離性要求非常嚴(yán)格，青島供電公司始終把5G的安全隔離性放在首位，依據(jù)電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護總體方案要求，結(jié)合5G承載電網(wǎng)業(yè)務(wù)模型進行應(yīng)用場景設(shè)計。
在階段性成果的基礎(chǔ)上，青島供電公司將推進5G智能電網(wǎng)規(guī)模商用。
江蘇：探索智能用電新方式
2020年9月，國網(wǎng)江蘇省電力有限公司建成“零碳”直流家居屋，房間內(nèi)配置了空調(diào)、冰箱等15種直流家電。通過無線直流供能方式，電飯煲、電水壺等廚房電器省去了插拔插頭的操作，在易于收納取放的同時，出現(xiàn)異常情況時還可自動停機，提升了家庭用電的安全性。
日常生活中，220伏交流電是常見的入戶供電方式，但是，有時需要將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，對電器的電子器件進行靈活控制。例如，變頻空調(diào)、節(jié)能冰箱就是通過直流電控制壓縮機，達(dá)到節(jié)能減排；電視機也是通過直流供電來顯示圖像。
直流家居屋直接采用直流供電，既減小了電器體積，也提高了用電效率；與此同時，當(dāng)今快速發(fā)展的太陽能發(fā)電、儲能電池等的電能也都是直流電，因此，采用直流配電系統(tǒng)，可省去交流、直流的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，在大幅提高能效的同時，使系統(tǒng)更加靈活、可靠。
此外，直流家居屋中的直流電能路由器更是起到了“大腦中樞”的作用。通過電能路由器的智能決策，可以根據(jù)實時電價信息來調(diào)整用電負(fù)荷，節(jié)省居民用電費用，另外，還可以對光伏和儲能進行高效管理，將多余的光伏電量存儲起來供夜間使用。據(jù)估計，采用直流供電可以讓一個四口之家每年節(jié)省用電近400千瓦時，倘若居民接入光伏，還可再節(jié)省電費將近30%，家庭二氧化碳排放量減少40%以上。
下一步，國網(wǎng)江蘇電力將推進直流配網(wǎng)示范工程建設(shè)，不斷完善直流家居生態(tài)體系。
國內(nèi)智能電網(wǎng)經(jīng)過10多年的發(fā)展，技術(shù)上主要實現(xiàn)了哪些重要突破？還面臨哪些問題？
韓新陽：10多年來，我國智能電網(wǎng)核心技術(shù)取得全面進步，很多技術(shù)和設(shè)備實現(xiàn)了“中國制造”和“中國引領(lǐng)”。特高壓輸變電技術(shù)保持國際領(lǐng)先，特高壓交直流混聯(lián)大電網(wǎng)安全運行控制和仿真技術(shù)持續(xù)領(lǐng)先，柔性直流輸電技術(shù)、交直流混合配電網(wǎng)、統(tǒng)一潮流控制器、高彈性電網(wǎng)技術(shù)不斷取得突破和應(yīng)用。“大云物移智鏈邊”等先進信息通信技術(shù)與能源電力技術(shù)深度融合，有力支撐能源電商、車聯(lián)網(wǎng)、多站融合、綜合能源、智能芯片等新業(yè)務(wù)新模式蓬勃發(fā)展，以及電網(wǎng)數(shù)字化、智能化、智慧化轉(zhuǎn)型升級。
當(dāng)前，在能源革命和數(shù)字革命大背景下，智能電網(wǎng)正加速向能源互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級，能源技術(shù)與數(shù)字技術(shù)加速深度融合，源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動技術(shù)、多種能源優(yōu)化互補技術(shù)將推動能源互聯(lián)網(wǎng)的物理網(wǎng)架、信息支撐、價值創(chuàng)造三大體系從戰(zhàn)略走向?qū)嵺`。
為推動智能電網(wǎng)進一步向能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，我們要深入貫徹“四個革命，一個合作”能源安全新戰(zhàn)略，堅持“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念，著力在特高壓關(guān)鍵組部件、高性能電工材料、電力專用工控芯片等一系列核心技術(shù)上加強攻關(guān)、取得突破；依托“大云物移智鏈邊”等技術(shù)，加強智能終端、通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)平臺等建設(shè)，推動電網(wǎng)在形態(tài)、技術(shù)、功能、價值等方面的持續(xù)升級。
我們了解到美國較早開展了智能電網(wǎng)的研究，于2001年提出了智能電網(wǎng)概念，現(xiàn)在包括美國在內(nèi)的其他國家智能電網(wǎng)技術(shù)進展如何？
韓新陽：根據(jù)國際能源署IEA的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全球電網(wǎng)投資自2016年以來呈下降趨勢，但智能設(shè)備投資在總投資中的占比卻在上升，投資重點趨于集中。不過，各國智能電網(wǎng)發(fā)展的驅(qū)動力、發(fā)展進程和重點領(lǐng)域則呈現(xiàn)一定的差異。
美國智能電網(wǎng)發(fā)展的驅(qū)動力來自于能源獨立戰(zhàn)略和老舊電力設(shè)施升級的需要。自2007年《能源獨立與安全法案》和2009年《美國恢復(fù)和再投資法案》頒布以來，一系列支持智能電網(wǎng)發(fā)展的政策和投資方案陸續(xù)發(fā)布，推動了智能計量裝置、儲能等智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。
歐洲智能電網(wǎng)發(fā)展的根本驅(qū)動力是實現(xiàn)可再生能源發(fā)展和節(jié)能減排目標(biāo)。歐盟委員會在2009年成立了智能電網(wǎng)小組；2019年年初通過清潔能源一攬子法令，歐盟各國將根據(jù)法令制定本國相應(yīng)法律，鼓勵信息通信、智能技術(shù)在電網(wǎng)中的運用。
日本智能電網(wǎng)發(fā)展的驅(qū)動力來自于國家能源安全。日本從21世紀(jì)初開始著手投資智能電網(wǎng)，自2003年以來陸續(xù)建設(shè)了一系列包括微電網(wǎng)、智慧城市在內(nèi)的智能電網(wǎng)示范工程。2011年福島核電廠事故發(fā)生后，日本大力發(fā)展包括新能源、需求響應(yīng)在內(nèi)的智能電網(wǎng)技術(shù)，計劃在2024年完成境內(nèi)5000萬戶家庭的智能電表升級，屆時用戶和電網(wǎng)的交互能力將進一步得到加強。
