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智能电网，听起来陌生，但它很有可能改变我们当前的用电方式。“家里的电价不再是一成不变，它会根据一天中不同时段自动定价，人们也可以使用互动式的智能电表根据电价的变化自由选择何时购电何时卖出……”IBM(中国)公司能源业务拓展总经理余红光向记者描述着智能电网带给人们的全新生活理念。作为智能电网技术解决方案在全球的积极推动者之一，IBM希望有越来越多的人被纳入到这张因智慧而令人憧憬的电网中来。
然而，智能电网能否经受中国能源格局的现实考量？其背后的推动力量是出于商业炒作还是代表未来发展方向？利益相关者又将经历怎样一番博弈？这个被专家认为“每年可节省5%到10%的电力资源，可节约2000亿元人民币，同时每年至少拉动国民经济一到两个百分点”的唤醒中国财富计划，似乎注定要在争议中浮现。
智慧与梦想
从普通人的生活到电力工业本身，再到国家能源战略层面，智能电网的概念无疑是对现有技术和理念的一场革新。余红光向记者解释说，在社会生活层面，电表作为电力系统的一个终端，目前只能实现单方面的交流，也就是只能达到自动读取的功能，而不是双方互动的交流；而智能电表的应用则可以使用户和电力系统之间实现互动。比如，电力供应机构可以精确地了解用户的用电规律，可以在电力供应高峰期或需求大于供给时，适当提高电价；而用户此时可以把家里的替代能源设备打开，或者把熨衣服、烧热水这些可调时间的家务挪到用电低谷的时候做，因为用电低谷的电价可能要便宜很多。
对于电力系统来说，智能电网则主要包含三个层面的内容：先是利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控，然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后通过对数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统运行的优化管理。在这个过程中，包含了许多具体的解决方案，而这也正是IBM、谷歌、通用电气等芯片公司所要抢占的市场。
当然，智能电网的意义并不仅仅局限于优化电力公司的管理。余红光告诉记者，传统化石能源紧缺的压力以及各国政府对环境的日益重视，使得以太阳能、风能和生物质能为代表的清洁、高效的可再生能源有着广阔的发展前景。而清洁能源发电、输电，需要原有的电网更加智能化，使得能源从生产、传送到最后使用的过程受到集中监控和管理。
余红光举例说，中国农村有很多小水电站，特点是有多余的电就卖给电网，但是由于政策的原因和定价的原因，他们把电低价卖给电网，然后电网又把这些电高价卖给农村市场，使得清洁能源没有带来成本降低，没能使当地的农民受益。如果能通过成本核算进行更好的定价，清洁能源就能从中获益，从而更快地发展；而要进行更好的定价，就得依赖于更多的数据收集和更好的数据分析处理，智能技术将因此有了用武之地。
在我国力推智能电网发展的武建东教授用“互动电网”一词具体阐释了智能电网的涵义。他在自己起草的《中国智能互动电网发展战略报告》中认为，智能互动电网就是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。
“互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。”武建东说，从技术上讲，互动电网应该是最先进的通讯、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，智能电网具有可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。
路径与选择
“互动电网将是下一代全球电网的基本模式，中国应该借此拉动电网体系的革命，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，电力系统的通讯和信息等服务的营业收入和盈利水平将完全可能等同或超过传统的售电业务。”武建东提出，我国电网发展目标应从电网输送方式的变革调整为电网的效率革命，即互动电网变革。
“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。”武建东表示，3到5年内，我国应该全面推进互动电网发展，否则，一旦美欧经济复苏并实现了经济与电力结构的升级转型，我国不但将失去一次领跑世界经济的机会，也将再一次沦为国际分工的劳动力角色。
据武建东初步估算，为推行国家互动电网的战略改造，我国需要更新百万个以上变电站，将3000万至5000万块电表更改为智能电表。根据政策开放程度，电网还可以开放宽带、电视盒通讯等业务，而这将是一个比3G业务更宏大的产业空间，更能拉动内需。
一方面是国际芯片业巨头的全力推动和一些专家学者对中国积极发展智能电网的振臂高呼，另一方面，我国两大电网公司也加紧了推进智能电网发展建设的步伐。
记者了解到，早在2007年10月，国家电网公司华东电网就正式启动了智能电网可行性研究项目，规划了发展智能电网“三步走”战略；今年2月28日，华北电网智能化电网建设成果———华北电网稳态、动态、暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统通过专家组验收。
5月22日，国家电网公司正式公布了其“2020年全面建成以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的统一的坚强智能电网”发展目标，并将这一目标细化为三个发展阶段，即：2009年至2010年的规划试点阶段，重点开展坚强智能电网发展规划，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，开展各环节试点工作；2011年至2015年的全面建设阶段，加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用；2016年至2020年的引领提升阶段，全面建成统一的坚强智能电网，技术和装备全面达到国际先进水平。届时，电网优化配置资源能力将得到大幅提升，清洁能源装机比例有望达到35%，分布式电源实现“即插即用”，智能电表普及应用。
“南方电网已经在智能电网方面做了一些创新。”南方电网有限责任公司通信中心副总工程师赵曼勇这样告诉记者。她介绍说：“去年的冰雪灾害造成的大面积电力瘫痪，使得我们开始考虑将电力架空线与通讯用的电缆之间实现资源互相备用，而这实际上已经是互动电网所包含的‘一网多用，互联互通’。”
据赵曼勇介绍，在电网的自动化方面，南方电网对广域的信息管理已经采取了分布式建模管理。“各省的变电站维护都是独立的，但通过一个拼接的平台上，你可以看到任何一个变电站，从理论上，通过这个平台就可以把模型建得无限大，而相应的变电站信息都在掌握之中。”
考量与博弈
中国智能电网战略看似已是呼之欲出，但记者采访中发现，政府决策层对这一“全球电力发展新方向”的表态显得十分谨慎。
“智能电网更像一个过程，我们的电网处在一个智能化的过程之中，这个过程一定会提高能源的使用效率，如果建设智能互动电网能够成为我国未来的战略目标，那将会有很快的推进速度和发展。”国家电监会政策研究室主任俞燕山向记者表示，目前的关键是发展智能电网能否上升到国家电力发展的战略层面。
据了解，目前在我国已经确定的电网发展战略是“一特四大”，即加快建设由1000千伏交流和±800千伏直流构成的特高压电网，促进大水电、大煤电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发和更大范围的资源优化配置。国家电网公司提出建设统一的坚强智能电网，也是在以特高压电网为骨干网架的电网基础上，进一步追求电网的智能化。
俞燕山说，除了政策走向尚不明确外，还需要考量发展智能电网制度上的可行性和经济上的合理性。
“在国内推动互动电网改造，目前还存在两个问题：谁来投资？节能效率从何而来？”
曾于四年前赴美考察智能电网相关情况的俞燕山向记者介绍，按照当时的物价水平，换一块智能电表，单成本费用就要143美元，当时美国的情况是政府和企业都不负担这笔费用，而是分若干次从用户电费支出中扣除。“如果按每个电表143美元，我国一半人口约6亿人计算，仅智能电表就将是5000多亿元人民币的投资，况且还不包括其他基础设施投资。”俞燕山提出，智能电网的投资不是小数目，美国由用户买单，中国又由谁来出钱？
此外，俞燕山对于智能电网是否真的可以节约那么多能源还持保留意见。俞燕山说：“从目前化石能源的转化效率来看，100个能源单位中有38个单位转化进入电网输电环节，然后3个单位被浪费掉，最终只有22个单位进入有效转化，也就是说在用电环节损失了13个单位。而智能互动电网不能解决发电环节的浪费，只能解决需求侧的参与问题，也就是说，在13个单位中，互动电网究竟能提高多少效率还有待进一步研究。”
“最重要的还是体制问题如何解决。”俞燕山向记者表示，发展智能电网就要求现有的管理体制、价格机制、定价方式都要发生改变，还需要电力网、通信网的相互融合，“我国电信网、计算机互联网、有线电视网‘三网合一’失败的事实告诉我们，此次要推动不同利益集团的融合，难度可想而知。”
“发展智能电网不是几家芯片企业所能单独推动的。一些IT厂商、通讯公司从传统产业那里找到了新的机遇，希望借助建造互动电网的平台卖设备、卖技术、卖解决方案。”俞燕山话锋一转，继续说道：“智能电网不能沦为一个技术上的空架子，仅仅依靠硬件、技术和解决方案并不能解决中国能源领域所面临的实质问题。”
俞燕山的观点得到了一些电力专家和从业者的认同。国家电网公司一位不愿透露姓名的人士告诉记者：“一些国际知名芯片公司实际上是推动中国智能电网发展最为活跃的力量，他们看到了中国潜在的市场，希望能在这场新的变革中抢占先机。而我国电网发展的当务之急仍应围绕‘一特四大’进行投资建设，现在上马智能电网似乎有些为时尚早。”
国际几大芯片公司力推智能电网技术
IBM公司目前被视作智能电网的开拓者和领先公司。2006年，IBM公司提出“智能电网”解决方案，主要解决电网安全运行、提高可靠性。从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理———中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度；二是数据的整合体系和数据的收集体系；三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图。
欧美智能电网战略计划
致力于推动中国智能电网发展的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向记者介绍了欧美国家智能电网发展的模式和进展。 |