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为了实现上述功能,需要通过创新引入新的技术和新的商业模式。这些技术包括:
(1)智能电网技术,包括电网广域监视(电网广域监测系统/相量测量装置(WAMS/PMU)和态势感知)与控制系统、信息和通信技术(ICT)的集成、可再生能源和分布式能源发电的集成、输电网的扩展应用(如柔性交直流输电技术)、灵活的配电网络拓扑结构和先进的配电网管理技术、AMI和用户侧管理系统等。
(2)智能电网可带动的技术,包括风力发电机组、光伏发电装置、电动车辆充电基础设施、绿色节能建筑和智能家电等,其中电动汽车和绿色建筑可能成为智能电网最重要的应用。
(3)为智能电网创建平台的技术,包括综合的通信技术、传感和测量技术、储能技术、电力电子技术、诊断技术和超导技术等。
为了加速智能电网的实现,在智能电网中将应用工业界最好的技术和理念,如开放式的体系结构、互联网协议、即插即用技术、共同的技术标准、非专用化和互操作性等。事实上,有些技术已经在电网中得到了应用;但只有在体现智能电网的双向数字通信和即插即用能力的时候,这些技术的潜能才能得到充分的利用。
3需特别注意的事项
3.1智能电网的效益是广泛而巨大的根据美国电力研究协会2011年的报告,预计2010—2030年,美国实现电网的现代化所需的成本为3380亿~4760亿美元;而这20年内的效益估计为12940亿~20280亿美元,是投资成本的2.8~6倍。我国智能电网发展战略的实施不仅能使我们获得高安全性、高可靠性、高质量、高效率和价格合理的电力供应,还能提高国家的能源安全保障能力并改善环境,推动可持续发展,同时能够激励市场发展与创新,从而提高国家的国际竞争力。
3.2智能电网所面临的挑战和研发机遇是巨大的
智能电网面临的挑战极其广泛,涉及许多技术性、体制性和社会性问题;电网的变迁必将改变整个行业的商业模式。厘清其发展过程中的关键性障碍将有利于智能电网最大限度地发挥其潜能。这些挑战带来了前所未有的机遇。
3.3一个整体良好的环境是智能电网发展的必要条件
(1)制订法律、政策、标准和发展路线图。智能电网的性质决定了其参与者不再局限于电力公司和电力设备厂商,还应包括广大消费者和众多其他行业;而且其组织、研发和实施均十分复杂。因此,需要由国家尽早制订相应的法律、政策、标准和发展路线图,以鼓励、支持和指导更多的企业和人群的参与。
(2)开放先进的电力市场。为了激励在智能电网方面的创新,亟需建立一个成熟、健康、综合的电力市场。其中包括:实施分时或实时电价,使电能作为商品的市场价值得到合理的体现;制订政策,鼓励分布式电力和能源的所有者将电卖给电网公司,促进清洁能源的供应(以固定价格),以及确保电力公司和其他投资者的智能电网投资成本的回收等。
(3)智能电网与互联网。事实上,智能电网是一个跨学科的产物,其互联网思维与生俱来。1925—1950年,区域互联电网的思想诞生并得到极大的推广。事实上它已具有了互联网的四个基本性质,即互联、开放、对等和分享。智能电网愿景的最终实现需要引入互联网领域最新的技术与理念。为了加速智能电网的创新,能源领域的科学家和工程师们需要与通信、信息等互联网领域的同行密切合作,使用共同的语言和协议,这样可以最大程度发挥智能电网的潜能,从而为人类提供广泛的社会和经济效益。
3.4智能电网的近期目标和远期目标
智能电网将像互联网一样改变着人们的生活和工作方式。由于智能电网需要持续的研发和颠覆性的技术突破,所以智能电网的实现将是一个较为漫长的过渡和与多种技术长期共存的过程(回顾一下互联网的发展历史就会明白)。短期内可以着眼于实现一个较为智能的电网,即利用已有的或即将形成的技术使目前的电网更有效,使其在提供优质电力的同时创造较大的社会效益(如改善环境)。
3.5重视效益
智能电网的不断发展需要进行持续的研究以预测不断变化的需求,评估不断变化的收益和成本。在实施智能电网时,需要时刻考虑所做的工作是否适用于市场?能否激励用户参与?是否可实现资产优化?是否能够获得高效运行?电力公司和监管机构应该持续地向消费者证明:智能电网的效益最终会超过其成本的投入。
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