【他山之石】美国怎么建设智能电网系统？-北极星输配电网

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美国电网正经历着巨大的变革，包括鼓励可再生能源和分布式能源发展政策推动下的数字技术应用，重视极端天气过后的恢复以及电力用户和商家越来越多的参与到能源管理和生产中。《2009年美国复苏与再投资法案》颁布后，自2010年以来，超过90亿美元的大型公共和私人投资加快了先进智能电网技术的部署，提供了有关技术成本和收益的真实数据以及最佳实践。上述部署的成效正在逐渐显现，电网运行、能源效率、资产利用率和可靠性都在逐步改善。

国际经济技术合作中心宋晓明编译

智能电网实现多方面进步

智能电网包括先进的通信、控制技术应用和电力输送基础设施，其技术正在全部电网系统中应用，包括输电、配电和基于消费者的终端系统。其中，先进测量基础设施(AMI)，包括智能电表、通信网络和信息管理系统，正在提高公共事业的运作效率，为电力客户提供信息以更有效地控制能源消费。据估计，截止到2015年，美国将安装6500万个智能仪表，超过电力客户的1/3。

基于消费者的技术，比如住宅用户的可编程通信控制器以及商业和工业用户的建筑能源管理系统，与智能电表共同使用，为消费者提供了能源的使用数据。在美国俄克拉荷马州天然气与电力公司，AMI与家用终端显示技术相结合，大大降低了电站的峰值需求。

智能电网应用可以实现自动定位、隔离错误，从而减少故障，动态地优化电压和无功功率，提高用电效率、监测并指导维修。2012年7月5日，美国查特怒加市曾遭受严重风暴袭击，但很快通过使用自动馈电开关恢复了一半居民的供电。此外，公用事业正在升级和整合计算机系统，从而提高电网合并运行的效率。

先进的传感器和高速通信网络在传输系统中的应用提高了高压变电站和整个输电网的检测能力和控制运行能力。同步相量技术通过相量测量单元在整个输电网的应用，使数据传输速度提高了100倍，并且使电网运营商能确定和校正系统的不稳定性，增大电力传输量。

西部电力协调委员会已确定，使用同步相量数据进行实时控制，可将加利福尼亚州—俄勒冈州电力网的电流大幅提高，在没有任何新高电压投资的情况下，预计40年可降低3500万~7500万美元的能源成本。美国复苏和再投资法案在同步相量技术方面的投资也将导致网络相量测量单元从2009年的166增加到2015年的1000。

智能电网技术的采用率在美国并不平衡，在很大程度上取决于各州的政策、奖励机制及公共事业部门的技术经验水平。公用事业机构、消费者和社会充分接受智能电网技术、评估技术的成本和收益都需要一段时间。不过，在部署了智能电网的地区，提高运行效率、能源利用率和可靠性已经成为现实。

此外，电力输送系统实现新功能需要智能电网技术，这些功能是原有电网在设计时没有考虑到的。现代电网变得更加复杂，需要解决输电网和配电网中可再生能源利用、来自分布式能源及其他资源的双向电力流动、消费者和商业机构积极管理和发电、内在网络安全保护下的先进通信与控制技术等问题。

智能电网系统包括用以协调多样电网进程的数字传感、通信、控制技术和现场设备。更智能的电网还包括信息技术系统应用，用于处理新数据，并使得公用事业机构能够更有效、更动态地管理电网运行。通过智能电网系统所提供的信息，客户也能够对能源使用方式做出明智的选择。

在2010年～2013年期间，美国电力行业总计花费了180亿美元用于智能电网技术部署。全美国的年度智能电网支出在2011年的时候创下了新高，为52亿美元，符合高峰期部署的支出。2014年，全美国的年度智能电网支出则减少到了预计的25亿美元。投资减少的原因主要是先进的测量基础设施的花费减少了。然而，根据行业分析师的预计，智能电网分配系统的年度花费量仍然会逐渐增多，由2011年的12亿美元预计会增加到2017年的19亿美元，而先进的测量基础设施的花费仍然会降低。

截至2013年3月，在ARRA框架下，智能电网拨款计划中公共和私人联合支出总额为63亿美元，是ARRA投资中最大的部分。2009年～2015年，美国能源部和电力行业将为智能电网拨款计划投资超过79亿美元，涉及200多家电力企业和其他组织，为实现电网现代化、加强网络安全、提高互操作性、收集影响智能电网运营和收益的实用性资料。在同一时间内，额外的16亿美元将拨款到成本分摊基金中，用来支持储能示范和区域示范，以评估新兴的智能电网。另外还有1亿美元的联邦资金，用来支持52项智能电网职工培训项目。

原标题：美国怎么建设智能电网系统？

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