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  “互动电网”概念为武建东教授所创造。他被业界誉为“中国互动电网学说的奠基人”。武建东先生在系列文章中,区别了目前社会上使用的“智能电网”和他所提出的“互动电网”的区别。

(图)武建东武建东

  他认为,目前,社会上使用的智能电网概念实际上是商业流行语,英语为Smart grid,原意为智能网格或智能网,这个概念又包括智能电子网格、智能电力网格、聪明网格和未来网格等涵义。由于智能产品,例如智能卡、智能玩具、智能家电、智能锁等不一定是网络互联的产品,智能电网也不一定实现消费者和电网经营者的互联。倘若维持互联,也不一定就是主动互联,例如,有些远程抄表业务客户更多的就是被动接受。所以,准确地说,智能电网实际上就是智能电力网格,即:Smart Power Grid。另外,美国也将智能电网称为unified smart grid,可直译为统一智能电网,它是将局域分散的智能电网结合成全国性的网络体系。欧洲也有人将其称为super smart grid,可直译为超级智能电力网格或超级智能电网,它是将广域电力输送网络同智能电网结合起来的广域智能网格,其可能适用的范围涉及到欧盟、北非、中东等国家。
  为此,信息化电网或者说智能电网的意味因应跨区、跨国和跨洲之电网体系的不同,因应每一个国家电网实际运转情况而内涵、称谓都会有所不同。美国和欧洲的电网缆线不少是一网(电力网)一线(电力线),目前解决的主要主题是构建互联数据网。中国不是联邦制,电网主要在中央手里,应该发展一网(电力网)多线(添附光纤线),需要解决的主题包括数据网、通信网、视频网等多目标的合成,因此,它不但需要推进电网消费者和消费者之间的互动,也需要推进消费者和电网管理者之间大规模的互动。  

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互动电网的定义编辑本段回目录

  互动电网英文为Interactive Smart Grid,智能电网的含义已涵盖其中。
  其定义为: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。它将再造电网的信息回路,构建用户新型的反馈方式,推动电网整体转型为节能基础设施,提高能源效率,降低客户成本,减少温室气体排放,创造电网价值的最大化。
  互动电网还可以通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接,实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果,实现电力、电讯、电视、智能家电控制和电池集成充电等的多用途开发,实现用户富裕电能的回售;可以整合系统中的数据,完善中央电力体系的集成作用,实现有效的临界负荷保护,实现各种电源和客户终端与电网的无缝互连,由此可以优化电网的管理,将电网提升为互动运转的全新模式,形成电网全新的服务功能,提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。
  互动电网既是下一代全球电网的基本模式,也是中国电网现代化的核心
  实际上,互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。从技术上讲,互动电网应是最先进的通讯、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,对于推动新技术革命具有直接的综合效果。由此,智能电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。我以为:互动电网学说的本质就是以信息革命的造发性标准和技术手段大规模推动工业革命最重要财产—电网体系得革新和升级,建立消费者和电网管理者之间的互动。
  互动电网的运转功效和社会意义
  互动电网学说的本质,就是以信息革命的造法性标准和技术手段大规模推动工业革命的最重要资产——电网体系的革新和升级,建立消费者和电网管理者之间的互动。互动电网的功效包括:一是智能电网能够实现双向互动的智能传输数据,实行动态的浮动电价制度;二是可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合,遇到电力供应的高峰期之时,能够在不同区域间进行及时调度,平衡电力供应缺口,从而达到对整个电力系统运行的优化管理;三是智能电网能够将新型可替代能源接入电网,比如太阳能、风能、地热能等,实现分布式能源管理;四是可以提高供电效率,减少能量损耗,改善供电质量,解决电网商业化运转;五是智能电表可以作为互联网路由器,推动电力部门以其终端用户为基础,进行通信、宽带业务或传播电视信号。
  为此,IT产业的深度革命和能源革命将成为孪生兄弟,智能电网改革将推动全球能源革命的深度扩散。通过建造互动的电网,将推进IT革命进入创新阶段;将为消费者提供更好的减少能源消耗的路径;将为整个社会节约成本、降低温室气体排放,并促进绿色经济占统治地位。
  他认为,定义一个概念解放一个时代,把握一个概念焕发一个行业的潜能,而界定电网信息化的概念是确定一个国家电网现代化的基本前提。中国电网升级化路线应该定义为互动电网的变革,互动电网的发展是全球工业和信息业的一次新产业革命、技术革命和管理革命,我们应该以此为基础制定中国高起点的电网现代化的战略发展路线。
  “武建东计划”
  在2009年两会召开期间,根据武教授观点,多位政协委员通过提案和大会发言,建议大力推动中国互动电网发展,并获得有关领导的重视和支持。武建东教授再次撰文,首次提出“洲际互动能源网络计划”,业界有关人士将此计划与美国皮肯斯能源计划相提并论,并称之为“武建东计划”。
  “洲际互动能源网络计划”的体系框架包括如下:以一个全球电网互动升级标准为基础,革命性实现中国互动电网大踏步的转型,同时这个体系并蓄洲际互动电网体系的革命,将东亚、东南亚、中亚、非洲、大洋洲和俄罗斯等地的发电、输电、供电、用电的电力产业互联集成起来,重组全球能源体系。这个体系也有必要与北美、欧盟的智能电力网建立体系通道,实现电力能源的全球化互动整合。这个体系也应该因应全球气候、环境、社会和能源的变化,不断择优化升级,我们可以将这个计划称为“洲际能源互动网络”。
  这个转变有三个使命:其一,就是要以信息技术改造和提升现有的能源体系,特别提高集能源大成的传统电网体系的能源效率;其二,就是要逐步建立以可再生能源替代化石能源的创新能源利用体系;其三,就是要建造消费者和生产者互动的精巧、智慧和专家服务化的能源运转体系。
  这个历史转型经百年难见的金融危机而尤显珍贵。根据2009年1月25日美国白宫最新发布的《复兴计划进度报告》,美国政府宣布未来几年内将为美国家庭安装4000万个智能电表,它预示着美国已经强行启动了智能电网改造计划,美国行将推动智能电网的整体革命。
  武建东教授建议国家投入1000亿至2000亿美元,以内地需求为基本,联合韩国、朝鲜、蒙古、中亚诸国、泰国、缅甸、越南、柬埔寨等东南亚国家,以及俄罗斯、日本诸国建立区域互动电网标准,大力推动电力体系最大的联通和电力国际化交易。由此,这个体系的搭建将使中国的电网体系尤同中国通讯系统国际化一般,实现国际化、商业化和现代化的创新运转。

互动电网再造高端信息化中国 编辑本段回目录

——中国互动电网创新发展战略报告

本报首席经济学家 武建东

自从武建东教授首次提出中国需要大力发展互动电网观点以来,引起了新闻界、学术界、产业界的热烈讨论,电力管理有关机构、电力企业予以高度关注。他被业界誉为“中国互动电网学说的奠基人”。他提出应制定以可再生能源和低碳能源作为中国主力能源的电网的转型战略;应确立发展超导电网解决城市电网增容和电网改造的战略;应立足大规模发展电动车辆,5到10年内中国发电能力需要翻番的变革战略;应立足逐步将电力地上网改造为地下网的战略转变;应立足从电力一网送电一线的传统制式提升为电力一网兼容多线的运转模式,以及大力推进电网实施兼容转型,替代提升的发展战略思想代表了我国电网信息化革命最为创新的观点。
 
——编者
 
发电、输电、供电、用电和服务是电力产业的四个基本流程,整合或改造这个过程的本质就是重组人类的能源体系,改造人类基本的生产方式。这个战略话题目前正在成为美国战胜金融海啸的“天使”,根据2009年1月25日美国白宫最新发布的《复兴计划进度报告》,美国政府宣布未来几年内将为美国家庭安装4000万个智能电表,它预示着美国已经强行启动了智能电网改造计划,美国行将推动智能电网的整体革命。
 
推陈出新:信息社会
 
电网升级革命的使命和意义
 
工业革命最伟大的成就之一就是以化石能源建造了人类能源的生产方式和消费方式。而信息革命面临的最深刻挑战就是需要转变整个能源利用方式,以可再生能源建造人类使用能源的创新体系。这个转变有三个使命,其一就是要以信息技术改造和提升现有的能源体系,特别提高集能源大成的传统电网体系的能源效率;其二就是要逐步更新以化石能源为主的能源利用体系;其三就是要建造消费者和生产者互动的精巧、智慧和专家服务化的能源运转体系。
 
因此,人类能源发展目前面临的第一挑战就是以信息技术彻底改造我们现在利用的能源体系,将我们拥有的传统电网体系升级为信息社会的水平,最大限度地开发整个电网体系的能源效率,它有可能造就一个与传统电网体系规模相当的创新架构。2008年全国社会用电总量近35000亿千瓦时,倘若,实现电网信息化的体系创新,我们每年可以节省其中5%~10%的电力资源,接近2000亿元人民币的水平,相当于营建一组半2009年开工的、投资1200亿元的福建福清、浙江方家山、广东阳江三个核电站;如果推行更大规模的信息化电网改造工程,我们的电网体系可以创造更加巨大的市场价值。由此,电网的信息化革命升级将把中国电力生产水平提升到世界新技术革命高端水平,能量本位制将成为与纸币本位制并列的基本通货。
 
所以,任何一个世界大国发展能源、推进能源转型都必须对信息化电网有所战略投入、有所长期安排,这是任何一个热爱科学、关注未来的人都必须体察的创新主题。信息化电网行将改变中国人的能源信念,谁掌握了信息化电网,谁就主导了下一代全球能源的战略能力。
 
去伪存真:电网智能化升级的
 
本质和功效
 
互动电网的本质
 
目前社会上使用的智能电网概念实际上是商业流行语,英语为Smart grid,原意为智能网格或智能网,这个概念又包括智能电子网格、智能电力网格、聪明网格和未来网格等涵义。由于智能产品,例如智能卡、智能玩具、智能家电、智能锁等不一定是网络互联的产品,智能电网也不一定实现消费者和电网经营者的互联。倘若维持互联,也不一定就是主动互联,例如,有些远程抄表业务客户更多的就是被动接受。所以,准确地说,智能电网实际上就是智能电力网格,即:Smart Power Grid。另外,美国也将智能电网称为unified smart grid,可直译为统一智能电网,它是将局域分散的智能电网结合成全国性的网络体系。欧洲也有人将其称为super smart grid,可直译为超级智能电力网格或超级智能电网,它是将广域电力输送网络同智能电网结合起来的广域智能网格,其可能适用的范围涉及到欧盟、北非、中东等国家。
 
为此,信息化电网或者说智能电网的意味因应跨区、跨国和跨洲之电网体系的不同,因应每一个国家电网实际运转情况而内涵、称谓都会有所不同。美国和欧洲的电网缆线不少是一网(电力网)一线(电力线),目前解决的主要主题是构建互联数据网。中国不是联邦制,电网主要在中央手里,应该发展一网(电力网)多线(添附光纤线),需要解决的主题包括数据网、通信网、视频网等多目标的合成,因此,它不但需要推进电网消费者和消费者之间的互动,也需要推进消费者和电网管理者之间大规模的互动。
 
为此,从中国电网的实际情况看,我们可以将之称为互动电力网格,简称为互动电网,英文为interactive smart grid,它是指在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上,以智能电网技术为基础,通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接,实现数据读取的实时、高速、双向的总体效果,实现电力、电信、电视、远程家电控制和电池集成充电等的多用途开发。它可以整合系统中的数据,优化电网的管理,将电网提升为互动运转的全新模式,形成电网全新的服务功能,提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。实际上正是由于缺乏互动电网系统,导致中国区域性、季节性电力的短缺及局部地区电力过剩与局部地区电力短缺的情况不时出现。
 
因此,互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。从技术上讲,互动电网应是最先进的通信、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,对于推动新技术革命具有直接的综合效果。由此,智能电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。我以为:互动电网学说的本质就是以信息革命的造发性标准和技术手段大规模推动工业革命最重要财产——电网体系的革新和升级,建立消费者和电网管理者之间的互动。
 
互动电网的运转功效和社会意义
 
我认为,互动电网至少有如下功效。其一,智能电网能够实现双向互动的智能传输数据,实行动态的浮动电价制度。其二,它可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合,遇到电力供应的高峰期之时,能够在不同区域间进行及时调度,平衡电力供应缺口,从而达到对整个电力系统运行的优化管理。其三,智能电网能够将新型可替代能源接入电网,比如太阳能、风能、地热能等,实现分布式能源管理。其四,它可以提高供电效率,减少能量损耗,改善供电质量,解决电网商业化运转。其五,智能电表可以作为互联网路由器,推动电力部门以其终端用户为基础,进行通信、宽带业务或转播电视信号。为此,IT产业的深度革命和能源革命将成为孪生兄弟,智能电网改革将推动全球能源革命的深度扩散。通过建造互动的电网,将推进IT革命进入创新阶段;将为消费者提供更好的减少能源消耗的路径;将为整个社会节约成本、降低温室气体排放,并促进绿色经济占统治地位。
 
鹿死谁手:美国和欧洲正在推进
 
的电网革命和电网产业创新方向
 
2008年4月,美国科罗拉多州的波尔得市(Boulder)已经营建成为全美第一个智能电网城市(Smart Grid City),与此同时,美国还有10多个州正在推进智能电网发展计划。作为奥巴马坚强支持者的谷歌公司(Google)与通用电气公司更于2008年10月发表联合宣言,强调双方正在共同合作推进将美国电网改造为智能电网的商业计划。
 
2009年2月10日,谷歌再次表示,公司内部已开始测试名为谷歌电表(PowerMeter)的用电监测软件,这是一个测试版在线仪表盘,相当于谷歌正在成为信息时代的公用基础设施。其运行流程是:PowerMeter将对用户家中电器和照明设备进行智能分析,然后把相应结果返回到客户家用电脑当中,客户便可即时查看到相应耗电数据,获取电力消费的实时信息,谷歌电表将成为一个免费、开源的应用程序。谷歌同时表示,客户如果能够及时了解家用电器的耗电数据,可能导致自身电费开支下降5%~10%。若如此,美国每年可节省电费500亿美元以上的开支。
 
我认为:谷歌电表用电监测软件应运而生的本质是谷歌公司探索以互联网为基础,将美国电网、客户用电消费分级捆绑运行的战略开拓,这不过是谷歌公司开拓美国智能电网的其中一个路径,其核心是将美国电网提升为智能电网,分享智能电网市场的宏大利益,嗣后美国将进入智能电网技术大发现的时代。如同谷歌公司的公用事业委员会的资料表示:“谷歌工具只是为消费者提供该信息的方法之一。我们主要的宗旨是让消费者获取信息,不管是用我们的工具还是通过其他的渠道。”实际上,Tendril、Greenbox等公司也在开发类似的软件和服务。谷歌智能电网技术的底牌目前还有正在与美国太平洋燃气和电力公司(PG&E)的车辆充电网技术(Vehicle-To-Grid )的开发。智能电网技术的重大突破将使谷歌成为一个更为伟大的公司。
 
2月中旬,IBM总裁兼首席执行官彭明盛(Samuel Palmisano)也向奥巴马提出了发展高科技与增加知识型就业的战略建议,他认为,美国应该集中发展医疗信息化、智能电网、教育和宽带等领域,建造起更为先进、更具竞争力、面对未来的基础设施,再次打开美国的增长引擎。为此需要偏重能实质上创造就业的项目投资,为了21世纪而创造工作机会。IBM目前也被视作美国智能电网的开拓者和领先公司。
 
奥巴马政府上任伊始就宣布,到2015年美国国内混合动力汽车的销量将达到100万辆,随着电动车市场的不断壮大,电网系统必须满足车辆电池有效充电的问题。由此意味美国国内用电量将迅猛增加,也必须通过智能电网技术解决用户与电网的即时互动。而且,不论混合动力车在何处充电,智能电网都应该能够识别其身份,类似手机开机时,电信网络能识别其一样。由此,智能电网也应该是电动车大规模推广的理想触媒和保障前提。
 
因此,目前已公布的美国能源政策只是奥巴马能源战略的表面文章和先遣改革,以电网大规模改造为代表的能源产业革命将成为美国下一步能源发展战略的重心之一,也将成为美国大规模推进可再生能源发展的技术前提,也可以说不推进智能电网技术就不可能全面推广可再生能源发展。目前美国已经开始对其价值3万亿美元的电网系统实施智能电网技术和超导材料集成的升级改造,这将导致全球能源领域的重大变革。现有的美国电网横跨四个时区,每年的电路损耗和故障维修费用需要1200亿美元,为此,迫切需要升级换代,构建统一的美国电网。但是,因应美国联邦制度的关系,构建统一电网在经济繁荣时代很难进行,可是经济危机却为此提供了契机,由此这个变革也将引发国际电网体系的升级革命,也将使现代美国经济脱胎换骨,很有可能将美国经济再一次投送到世界经济的顶端位置。
 
美国目前拥有电表1.5亿块左右,倘若包括计算机、变压器、传感器和网络系统等的投资,实现智能电网的市场转型,将拉动超过万亿美元以上的投资。倘若续后加上超导电网的改造和可再生能源领域的变革,美国的能源变革将衍生成为一场跨行业、跨越式的新技术革命,它将引起电力、IT等行业的深度裂变,同时导致建筑业、汽车业、新材料行业、通信行业等多个产业的重大变革,并催生出一系列新兴产业。整个能源产业革命未来5到8年内可能会形成20万亿~30万亿美元的产业规模,这对美国的信息产业是一个巨大的机会。
 
此外,2006年,欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》(A European Strategy for Sustainable,Competitive and Secure Energy)明确强调欧洲已经进入一个新能源时代,智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。目前英、法、意等都在加快推动智能电网的应用和变革,意大利的有关电网2001年已经率先实现了智能化。
 
因此,我们认为奥巴马正在推动的能源变革本质上是一次全球新技术革命,如果我们不认真研究国际能源产业全新的变革情况,不仅现在的能源改革可能脱离全球能源革命的创新轨道,甚至会反向运动,彼时中国的国家利益损失将会更大。
 
沉睡的财富:中国输电系统是
 
世界上最浪费的网络资源
 
国家电网、南方电网两个公司应该是国家控制力最强的资源和企业,也是拥有世界上最“沉睡”财富的企业。根据中国电力企业联合会的统计:截至2008年年底,全国电网220千伏及以上输电线路回路长度已达36.48万千米,220千伏及以上变电设备容量达到138714万千伏安。这个庞大的输电系统是世界上最“沉睡”的财富,也是最浪费的网络资源,其已利用的输电、变电和供电的功能仅相当于开发了整个网络功能的一半而已。如同5尺的身高衣长却20尺;如同6车道的路面却只准单车道行驶,不但行动不便,而且浪费。
 
这就需要对中国电网进行信息化升级,它的任务就是将这个单车道变为双向双车道、双向四车道,使我们的电网进入计算机和即时通信系统时代,同时也使人类发现网络新大陆。这将是自蒸汽机使用以来最伟大的工业革命成就之一,也是可再生能源替代化石能源作为主力能源的必然选择。现在这个革命已经在欧美展开,中国迫切需要调整国家能源战略,成为电网革命的主力国家。如果我们现在不推进智能电网的整体改造,中国能源生产体系将再次落后美欧等先进国家10年,这个失着也相当于在能源革命中的战败。
 
领跑的魅力:中国应该成为
 
电网革命的主力国家
 
面对国际电网业如此之大的变革,应该说,我们还没有确定将现有的国有电网升级为智能电网的总体战略和推进超导电网商业化的试点安排,而且,国内智能电网的技术发展基本上还属于国际上的较低水平,也没有一个城市全面运营智能电网。2007年10月,中国的华东电网等正式启动了智能电网的可行性研究项目,这是中国目前推进的最大的智能电网技术开发项目。2009年1月20日,华东电网公司又进一步强调:“聚焦高级调度中心项目群建设,开展智能电网前瞻性研究,开展企业一体化信息平台建设,全面推进创新型企业建设,提升公司引领发展的能力。”由此说明华东电网的智能电网技术也只处于起步状态,还没有深入到国际智能电网技术的核心体系。
 
“十一五”期间,中国电力信息化每年约有超过100亿元的投资,如果从现在开始就着眼于智能电网的建设,效益将是巨大的;如果扩大这个投资规模,中国将可能成为主导全球智能电网变革的领先国家。应该说,我们正有可能与主导国际电网革命的主力国家的身份擦肩而过,也极有可能失去自工业革命以来唯一一次中国在生产方式方面领先革命的机遇。为此,必须加快制定中国电网体系变革的转型战略。
 
整合再造:到2009年国家对电网的
 
投资迫切需要兼容互动电网的计划
 
目前国家对电网的战略计划如下:自2009年起国家电网公司2至3年内投资规模将超过1万亿元,加快电网建设,其中城农网及主网架建设与改造投资7900亿元,建设规模为110(66)千伏及以上输电线路26万千米、变电容量13.5亿千伏安。2009年1月12日,中国南方电网公司也宣布,初步计划每年新增投资约300亿元用于城网改造和农网完善,全网建设投资规模在900亿元左右。国家能源工作会议也公布:2009年国家电力总投资将达到5800亿元,电网投资估计将达到4000亿元,但是这个投资的重点仍然在于特高压、超高压电网以及跨区送电工程建设。
 
上述投资计划是目前世界上屈指可数的电网巨量投资,如此庞大的投资计划是完全可以兼容互动电网改革使命的,届时创造的经济效益应该更高。但是,我们的投资计划没有兼容这个难得的升级使命。
 
这就需要彻底反思国家电网这个产业振兴计划的科学性、兼容性和其发展战略的合理性。危机重建不但需要规模,更需要创造事半功倍的效益。以上说明,加快修改目前的电网投资计划也是对中国把握全球新技术革命能力的检验,是对4万亿元投资计划长期效益的大考。需要我们尽快重组这两个电网投资计划并兼容互动电网改造安排,若如此,中国仍将有可能成为主导全球互动电网变革的领先国家。
 
为了推行国家互动电网的战略改造,我们初步估算,2009年,中国需要更新百万个以上变电站,将3000万~5000万块电表更改为智能电表,推动世界上最大的统一电网体系分期实现互动电网技术的升级,由此可以全面开发40万公里输电线路蕴含的有效财富。而且根据政策开放程度,电网还可以开放宽带、电视和通信等业务,这将是一个比3G业务更加宏大的产业空间,比3G业务更能够推动内需体系发展的战略力量,这是一个比3G业务更应该迅速投入应用的国家创新业务。倘若2009年就启动国家互动电网的改造,每年至少可拉升国民经济1到2个百分点。因此,互动电网改造应该成为拉动中国内需的先头部队,我们也可以将这个计划称为神州互动电网国家行动计划。
 
为此,以现有的国家对电网的投资为基础,通过2009年新增3000亿元左右的投资,可以果断地将我国现有的电网投资计划再造为以互动电网升级性转型为主的创新国家战略。这个战略转变的保障是我们单一制国家中央集权的领导力,遏止我们国家实现这个转变的障碍则是垄断利益的羁绊。因此,推进互动电网改革的本质就是中央权力能否对垄断利益实现合理的再分配,以及中国能否对全球新技术革命作出快速反应。
 
与此同时,互动电网技术的推广也将彻底提高我国输电、智能变电器、电脑、智能终端、电子传感器、智能电表和互动电网管理技术的综合制造水平,拉动中国制造业升级转型。目前中国拥有2亿多块电表,大体上未来5年将有一半以上面临升级,电力内需市场潜力巨大,是中国应对国际危机的理想支撑,也应该成为我国向全球扩张业务的拿手本钱。
 
中国发展互动电网的
 
优势和战略重点
 
从体制上,我们比美国大规模变革更有优势;从设备上分析,中国电力行业的变电器等基础建设和装备制造能力要比美国先进得多或实力相当,具有实现互动化电网运转的物质基础;从技术而言,智能电网技术,我们可以以国产为主,兼收欧美技术而并蓄;从战略转型而言,中国需要跨越式地发展混合动力车、电动车和中低速度的城市高架公交电车(即中低速的磁悬浮列车),由此可能造成中国用电量的成倍增加,而互动电网是中国大规模发展节能汽车的运转前提,是降低充电成本的必然手段,也是推动中国节能环保汽车发展的关键保障。
 
目前这个改革最大的难度就是必须开放电网的通信、宽带、电视等综合业务经营,当此正值危机重建与全球新技术革命时代,我们必须跨越国内产业保护主义的羁绊。有鉴于10年前我国电信网、计算机互联网和有线电视网“三网合一”的失着,延缓本次互动电网技术革命举措将使中国在新的全球产业革命中再次落伍,直接损失将超过万亿元人民币,历史也将公正评价我们今天的不作为。
 
互动电网将使有插座的地方就有互联网,有插座的地方就可以安装电话,它将使互联网极大地普及,颠覆和重构我们的生活方式,建立21世纪的公共服务等现代化体系。与此同时,它也将推动电网收入、收费多元化,用电的组合式收费将变为现实,而且用户通过互动电网节省的电费,也许就可以支付通信费、宽带费了。
 
中国的互动电网行动计划应优先改造学校、医院、其他公共机构等的互动电网系统并使之成为具有国际水平的宽带速度。其中尤应以60多万所学校、3亿多名学生和1600万名教职工分享互动电网的创新机遇为重点。同时,互动电网也应该使我国农村更快地整体进入网络世界,此举也将成为世界上最大规模的智能体系的扩张。
 
把握机遇,推进中国互动电网战略的
 
创新发展
 
有关中国互动电网创新发展战略建议如下:
 
其一,尽快制定国家互动电网改造的发展战略和长期规划,优先确定互动电网的试点计划、试点城市和试点评价。即,如果2009年中国互动电网整体转变战略难以实现,应最低限度建立中国互动电网的试点标准、试点城市和试点局网。
 
其二,建议成立国家互动电网发展领导小组,分析国内外智能电网的实际情况,推进广州、上海等地成为互动电网试点城市,大力推动以互动电网为主的产业集群的建设和发展,规划和设计中国互动电网的主要投资运转。
 
其三,加快建立兼容集成的电网升级新标准(Standards),特别是互动电网的通信系统标准。国际电工委员会(IEC)已有了智能网格的一些初步标准,它包括变电站自动化系统和通用信息模型(These standards include IEC61850 which is an architecture for substation automation, and IEC 61970/61968 —the Common Information Model 〈CIM〉.),可作为参考,也有其他一些洲际标准在设计和推行。为此,中国互动电网革命的关键就应该是拥有一部互动电网的“宪法”。与此同时,这个标准也应该为人类今后推进更大规模的物理互动网建设预留衔接通道。
 
其四,中国发展互动电网应制定以可再生能源和低碳能源作为主力能源的电网的转型战略;应确立发展超导电网解决中国城市电网增容和电网改造的战略;应立足大规模发展电动车辆,确立5到10年内中国发电能力需要翻番的需求变革战略;应立足逐步将电力地上网改造为地下网的战略转变;应立足从电力一网送电一线的传统制式提升为电力一网兼容多线的运转模式,大力推进电网实施兼容转型、替代提升的发展战略。
 
在这个转变战略中,应支持在现有的电力线的基础上,添加两三条光纤线缆,解决民用网、政府网和军用网三网捆入电缆线运行的问题,最大限度地利用好中国电力网的资源,这实际上是通过对我国电力主网改造的机遇,实现多通道主辅线缆捆绑的合成。与此同时,可以建立多通道共享的系统网络管理技术和中央信息管理平台、数字变电站体系和满足不同客户需要的智能终端,有效解决电力数据采集、传输、集成、优化和表达的流程运转。由此,可将我国电网一步投送到全球新技术革命的最高端,将我国电网营造为综合性、多层次的服务网络。
 
这个一网传天下的多通道的电网体系可以包括如下功能运营:电力线运营送电网和可再生能源接入网,光纤线缆运行通信网、数据网、电视网、家电管理网、智慧电能存储网(即电池充电网等)、远程医疗网、生物传感器网;政府网运行公共服务网和灾难、救援、医疗救护等网络,可在灾难发生时通过政府网透过家庭终端实时警报。这10个功能应该成为中国互动电网发展的主体内容,并随着社会需要变更而逐步提升。对于我国36万公里的电网系统而言,这3个新增的添附的线缆的投资不过千亿元左右,是我们国家能够承担的,也是必须承担的。如由各地电力、通信和军队通信兵联合施工,3到5年内我国主要城镇可以初步实现互动电网的基础营建和运行。
 
其五,加快推进互动电网设施的全面升级,解决建立新的测量系统、安装新型传感器、升级变电站、完善电网接入设施适应新的市场需要等基础建设。
 
其六,加快推进互动电网技术的集成, 例如储能技术、广域测量系统、高速传感器、自动抄表、智能电表、微电网、电力路由器等创新技术的研发、换代和应用。
 
实际上,2006年4月,国家电网公司提出的“SG186工程”的规划;南方电网包括信息工程、电力综合宽带数据网、电力电视会议系统、95598客户服务系统、办公自动化系统、电力市场支持系统等的IT系统管理,都为中国实现互动电网打下了坚实基础。这两个公司都是世界电网界的伟大公司,具有快速实现中国互动电网运转的强大力量。
 
其七,建议开展互动电网改造工程,应以自主发展为主,应以支持内需为主,同时要加强对有关技术的吸收和引进。
 
其八,应将发展互动电网的产业变革主题列入中国与其他国家或国际组织的战略对话和有关双边、多边协议框架之中。

武建东 编辑本段回目录

 现任中国科学院科学时报社首席经济学家、教授,《中国改革杂志》学术顾问,北京师范大学等大学兼职教授、研究员,《中国电力企业管理》杂志特聘顾问等。被业界称为国际上新的“能量通货本位制学说的创立者和奠基人”、“中国互动电网学说的奠基人”、“统一地权理论的创立者”、“绿色建筑战略学说的创立者”。目前承担着教育部重大课题攻关项目:科学发展观研究之专项课题研究。二十多年来,其报告和建议多次受到政府高度重视、采纳。作为国际著名能源专家和战略思想家,其计划和报告也引起了世界的关注。

  “武建东计划”
  在2009年两会召开期间,根据武教授观点,多位政协委员通过提案和大会发言,建议大力推动中国互动电网发展,并获得有关领导的重视和支持。武建东教授再次撰文,首次提出“洲际互动能源网络计划”,业界有关人士将此计划与美国皮肯斯能源计划相提并论,并称之为“武建东计划”。
  “洲际互动能源网络计划”的体系框架包括如下:以一个全球电网互动升级标准为基础,革命性实现中国互动电网大踏步的转型,同时这个体系并蓄洲际互动电网体系的革命,将东亚、东南亚、中亚、非洲、大洋洲和俄罗斯等地的发电、输电、供电、用电的电力产业互联集成起来,重组全球能源体系。这个体系也有必要与北美、欧盟的智能电力网建立体系通道,实现电力能源的全球化互动整合。这个体系也应该因应全球气候、环境、社会和能源的变化,不断择优化升级,我们可以将这个计划称为“洲际能源互动网络”。
  这个转变有三个使命:其一,就是要以信息技术改造和提升现有的能源体系,特别提高集能源大成的传统电网体系的能源效率;其二,就是要逐步建立以可再生能源替代化石能源的创新能源利用体系;其三,就是要建造消费者和生产者互动的精巧、智慧和专家服务化的能源运转体系。
  这个历史转型经百年难见的金融危机而尤显珍贵。根据2009年1月25日美国白宫最新发布的《复兴计划进度报告》,美国政府宣布未来几年内将为美国家庭安装4000万个智能电表,它预示着美国已经强行启动了智能电网改造计划,美国行将推动智能电网的整体革命。
  武建东教授建议国家投入1000亿至2000亿美元,以内地需求为基本,联合韩国、朝鲜、蒙古、中亚诸国、泰国、缅甸、越南、柬埔寨等东南亚国家,以及俄罗斯、日本诸国建立区域互动电网标准,大力推动电力体系最大的联通和电力国际化交易。由此,这个体系的搭建将使中国的电网体系尤同中国通讯系统国际化一般,实现国际化、商业化和现代化的创新运转。
  主要学术经历:
  这是一位理论上有独立建树能力的战略家和思想家。也被称为百科全书的人物。他是中国对日索赔研究的奠基人,1987年曾在《世界经济导报信稿摘编》发表2万字长篇论文《中国要求日本战争赔偿依然具有充分法律根据,重新认识刻不容缓》。
  1989年出版了《共和国的海洋政治和海洋政策》一书,受到国务院发展中心、海军和海洋局主要领导的高度评价和支持,被誉为依据国际海洋法研究国家海洋政策的代表之作。1991年完成《中俄新疆约》,提出了中俄划界的战略方案。1991—1992年新华社《国内动态清样》等多次专题报道其研究成果。1991年根据其专门报告人大常委会延缓了正拟通过的《领海与毗连区法》,补充增加了有关条款。
  1999年著有《台湾海峡的世纪遗权》,从海洋学、国际海洋法学、地理学等角度在国际上首次提出了台湾海峡为内海的理论,受到中央高度重视。
  2006年以来发表了万字以上论文有《海洋石油再造中国》、《货币改革再造中国》等文章,在国内首次提出了统一地权的理论,首次提出了以气体能源为国家第一能源的战略,首次提出了人民币为国际本位币的理论,2008年6月独立完成了中国经济体制改革研究会特约课题《反逆国际经济危机周期的中国宏观经济转型战略》的长篇报告。
  2009年以来发表的万字左右的主要论文:
  《绿色经济再造美国:奥巴马能源大战略解构》,2009-01-20 科学时报、新华文摘等
  《美国能源转型与中国对策》,《与美国能源转型共舞:中国能源战略创新的应急对策》,2009-02-10 ,改革内参等
  《互动电网电网再造高端信息化中国》,《制高点型中国电网现代化战略》2009-1,2,3,5月,科学时报、电气时代、电网与清洁能源、国际表记等
  《加快中国能源的战略升级转型》,《中国智能互动电网发展战略报告》,2009-3,5月《中国电力企业管理》等
  《中国绿色建筑创新发展战略报告》2009-3月,科学时报、中国不动产等
  《打造能量通货:奥巴马拯救美国的创新秘诀--——当代国际能量通货本位制创新发展战略研究》,2009-3月,科学时报等
  《全球博弈中的国际货币体系改革大势》,2009-1月《中国外汇》等

武建东对话里杰兰德:关于国际气候和环境变化 编辑本段回目录


瑞典即将在2009年下半年担任欧盟轮值主席国,其首相气候变化首席顾问里杰兰德近期与《科学时报》首席经济学家武建东教授进行了一场关于国际气候和环境变化的对话,两位来自不同文化背景的能源和气候专家共同认为,能源、气候和环境改革不应该成为负担,而应该成为全球发展的机遇。
 
里杰兰德自1985年始代表瑞典参加国际公约的协商工作,目前担任欧洲环境署管理委员会主席、欧盟环境政策研究组和北欧环境融资合作管理委员会成员,瑞典空间委员会、林业委员会、极地研究秘书处等机构的委员。
 
武建东担任中国国际经济交流中心特约研究员,北京师范大学等大学兼职教授。20多年来,他的研究报告和建议多次受到政府高度重视并采纳。
 
武建东:中国古代的大禹探险之时曾到了一个称为“终北国”的地方,几千年来许多中国人就是从这个记载知道了北极,向往北极的。
 
事实上,由于北极附近的海域是世界上最浅的海,只有大约1200米之深,全球气候变暖最可能导致这个海发生沧海桑田的变化,如北极冰川融化的问题,而且这个融化可能会打通美国、中国和欧洲之间新的海洋通道。因此,北极融化之后将对周边国家的生态和生存方式发生重大影响,瑞典周边的波罗的海也可能变淡,人类应该对这样一个大生态系统的变化作出理智安排。
 
里杰兰德:波罗的海很特别,它通向北极的入海口很窄,目前北极的变化还没有影响到波罗的海。进入波罗的海的淡水主要并不来自冰川融水,而主要是雨雪。但是未来,随着海平面的升高,波罗的海自然不可避免地也会受一定影响。
 
我很难代表整个欧洲说话,但是北欧国家确实非常关注北极正在发生的变化。波罗的海的周边国家在一些海洋研究项目中正在积极研究极地变化,并在北极设立了有关研究站。毫无疑问,北极的冰川正在发生一些变化。未来,人们可以毫无障碍地通过东北和西北通道进入极地。
 
武建东:这是一个非常大的变化,欧亚大陆应该对这个大陆的周边变化及早作出战略管理安排。极地是全人类的财产,我们应该保护好它、管理好它!
 
此外,我们知道,瑞典南部正在建设一个大型的海上风电厂,内海建立大规模海上风电设施,需要更严格的生态保护举措,不能开发了可再生能源却影响了生态环境,我们需要在这个不对称的资源利用中寻找平衡。
 
里杰兰德:瑞典确实正在扩张风力发电,因为瑞典在陆地上很难找到大风地带,不像中国有一些高原地区很适宜风力发电。在瑞典,海上风电的效率远远高于陆上风电。
 
开展这些项目时我们很注重环境评估。瑞典有一些地区被电力公司看中想建造风力发电站厂,但是被政府拒绝了,因为环评显示,如果开展建设将对生态环境造成过多的损害,或者当地的生态系统很脆弱,不适宜发展风电。
 
这方面政府的法律法规和监管很严格。
 
武建东:2009年2月,英国能源与气候变化部的一项研究计划宣称,在未来10年里,英国将新装5000~7000个风力电机,海上风机装机将达到250亿瓦,相当于新增25个大型燃煤发电厂,届时英国海上风力发电总计可达330亿瓦。英国海上的“伦敦行阵”(London Array)风电军团将大为拓展。英国的节碳基金称,这个计划如果成功,海陆风力发电将使英国的二氧化碳总体排放量降低14%,并创造7万个就业岗位。但是,这个可能使英国在离海岸1.6公里左右的距离内就要建立一座海上风电设施,而这些设施可能会对鱼类和鸟类的生存带来一定影响,几年之后不排除出现鱼类和鸟类大量迁徙的情况。而且,当英国、德国、丹麦、瑞典等国沿岸都建起海上风电厂,形成欧洲的沿海风阵,那么整个大西洋和北海的生态就会受到影响。据我所知,欧洲目前还没有一份这方面的战略评估报告。如果欧洲有这方面的报告,对世界也是一个参考。
 
里杰兰德:陆上大规模风电也会造成鸟类迁徙的问题。而对鱼类来说,我们的经验反而相反,海上风电站的建设会对鱼类生存有正面作用。因为风电站附近不适宜捕鱼,这就给鱼类的繁殖创造了很好的环境。比如瑞典和丹麦在波罗的海入海口处建造了一座大桥,现在全波罗的海最好的鱼就来自这座桥的附近。
 
当然,所有的人类活动都会对自然造成正面和负面的双重影响。不过,合适海上风电的地点不会很多;其次,所有国家对建造海上发电厂选址的环境评估都非常严格。另外,就在不久前,我们还收到欧盟的一个指导意见,对包括海上风电在内的一些海洋计划进行了指导。我认为对环境的主要影响产生在发电厂建造过程中,而不在使用过程中。
 
武建东:极地变化和海上风电项目的建设凸显出1997年签订的《京都议定书》存在天然缺陷。我认为,人类需要重新规划全球气候公约。近期您将参加的在华盛顿举行的16国气候协调会议是否会讨论全球气候和环境公约?
 
里杰兰德:这次会议肯定会推动谈判。同以前相比,现在的各国政府更愿意参与谈判,这也意味着未来新形成的国际公约将比《京都议定书》更有效。《京都议定书》只覆盖了全世界27%的温室气体排放,但如果我们想制止全球气候变化,我们需要涵盖更大的排放量,可能会高达80%。
 
武建东:我认为,一个世界性和战略性的问题就是必须制定将能源改革的负担与需求结合起来的兼容战略,能源、气候和环境改革不应该成为负担,而应该成为全球发展的机遇,应该成为推动经济转向内需的杠杆,而不是障碍。中国的需求大,发展的机会也应该大,也有利于我们实施大规模的技术创新。
 
里杰兰德:对。
 
武建东:目前来看,奥巴马总统在向美国国会提出的2009年财政预算案中强调,美国今年的财政赤字将达到1.75万亿美元,他计划在2013年将赤字降到5330亿美元。3年之内降低1.217万亿美元,主要的解决方案就是在2012年推出强制污染方排放许可转让交易,奥巴马力图通过污染方排放权交易启动一场新的能源革命。
 
我注意到,欧洲央行今年2月底的M0货币是4.05万亿欧元,M1货币是8.05万亿欧元,M2货币是9.3717万亿欧元。欧盟在去年实现了19.19万亿欧元的GDP总值。这样看来,欧盟一个大问题就是有统一货币而没有统一财政,这对欧盟经济复兴的压力会很大。但是,欧盟是否会学习美国,将排污权征收作为第二财政来源?
 
我认为,能源权利正从能源资源中裂变提升出来,美国正历经能源从物质资源到基本通货的转变,能源作为一种基本通货将对美国扭转危机发挥重要作用,也将推动美国在新的全球分工重组中获得巨大套利空间,污染方购买排放许可标志着美国正逐步进入纸币体系和能量体系双通货本位制的时代,这个转变对全球能源改革具有重大借鉴意义。能量本位制将再造国际分工,也将改造中国的发展资源和创新力量。
 
这个能量通货可能通过3到4个阶段最终成熟起来,其一就是重估全球物质能源的市场配置和价值,能源资源将以体系独立的方式初步成为一种与现代的纸币体系并列的金融要求权、流动性来源和债务凭证,重构化石能源和可再生能源的比例关系,在10~20年内逐步实现人类能源以可再生能源为主的过渡;其二就是逐步实现能源从物质资源向能量通货的转变,其中2012年美国污染方购买排放许可是这个转型的国际标志之一,由此能量通货将包括物质资源和权力资源多层次体系,能源通货的金融要求权、流动性来源和债务凭证功能更加完善,能源通货将成为一种主权生产力;其三就是逐步实现以能量通货概念为基础的主权生产力、金融要求权和物质资源支付基础的整合,能量通货将成为在商品、服务支付和债务偿还时被普遍接受的凭证。通过这几个阶段的整合,能量通货将囊括水、土地、粮食等基本资源成分。
 
能量通货运转是与美元等纸币通货本位制并列的第二本位制,营建意义重大。它可以弥补美元纸币体系的不足,为美国经济复苏提供创新的金融资源,能量通货和纸币通货合成运转可以提前帮助美国渡过本次经济危机,这是时代的产物,也是历史赐予美国的良机。在这个二元制的国际通货体制内,美国将以美元纸币体系和能量通货为基础再造新型的美国经济体系。虽然美国并无公开文件承认美国已经开始运转能量通货本位制,但是,2012年污染方购买排放许可的运转应该是这个本位制度成形的基础。
 
里杰兰德:在奥巴马政府2011年的预算提案中,确实包括排放权拍卖的财政收入。但谈到交易,最重要的是必须以碳为交易基础。美国最重要的举措是计划引入碳交易系统。
 
在欧洲,我们已经有了这个系统。但现行的排放交易是以国家为基础进行的项目,而不是以欧盟为单位,是分开进行的,完全是市场行为。我希望可以将欧洲和美国的系统联合起来。实际上,欧盟认为所有的OECD(经合组织)国家应该尝试把各自的碳交易系统在2015年之前整合起来,这样世界各地之间就能进行交易,公司就有可能买到更便宜的排放权,降低成本、提高整体效率。
 
武建东:面对一次次世界石油危机,瑞典积极寻找替代能源,已经成为开展生物能源研究领先的国家。速生荆条“沙莱斯”(SALES),就是一种很好的生物能源,这是瑞典的一个创造,充分利用生物能源将是解决气候变暖的一个重要途径。例如:芒属植物作为生物质能源开发与利用具有其独特的优势。而中国是世界上芒属植物的分布中心之一,资源十分丰富。这种植物生长时会大量吸收二氧化碳,燃烧时排放出来的二氧化碳也可以探索解决吸收问题。发展能源植物替代传统能源有助防止全球变暖,我们应该加强合作。中国现有林地35亿亩,具有开发能源植物的诸多有利条件,以解决我们高密度燃料的需求。
 
里杰兰德:沙莱斯在瑞典是一种很普通的植物,南方有些农场种植,每4年可以割倒一次,用于制造生物燃料。中国的一些地区和瑞典气候相似,可以引进瑞典的速生植物。
 
但是沙莱斯并不是瑞典主要的生物燃料,瑞典最主要的生物燃料是森林余物,因为瑞典的森林覆盖率为70%,每年都会产生大量的枯枝碎叶,这是瑞典生物燃料的主要来源。并且我们不用粮食作物制造生物燃料。
 
武建东:你如何看待美国奥巴马的能源改革的前景?奥巴马是否会支持一个新的国际气候公约?
 
里杰兰德:奥巴马目前还没有明确表态。但是美国的能源改革只是一个区域性的改革措施,我们现在最需要考虑的是全球性的方案。
 
武建东:经过对全球电力供应等数据比对推算,我判断2008年全球二氧化碳排放量超过了400ppm,这个水平接近联合国国际气候变化委员会(IPCC)界定的危险气候变化底线445ppm~535ppm的临界点。达到这个水平,全球平均温度的升幅将接近3度,由此,全球范围内将发生重大的气候和环境灾难。这个变化对中国而言意味着2009~2018年间将单独或多集合地发生干旱、洪水、冻土变化、青藏高原的冰川融化、海平面上升、周边洋流变化、南北极冰川融化,粮食减产、重特大疾病多发等灾难挑战。因此,我认为2008年是全球发生金融灾难的一年,这个危机充其量百年一遇;同时,2008年也是发生了气候、环境和能源综合灾难的一年,这个危机是千年一遇。
 
为此,我们必须研究一套行之有效的约束机制,创新中国的发展模式和大危机管理战略。从中国的国情而论,战胜灾难的代价将超过对预防灾难的投入,这就需要奠定中国发展的战略思想底线,即:无论对于金融危机,抑或气候、环境灾难,预防一场危机比战胜一场危机更伟大,这个危机管理哲学也应该成为我们宏观经济增长和社会投资的战略基准。

中国互动电网:超越欧美模式的八大突破口 编辑本段回目录

  武建东

    中国互动电网超越

  战略的八大突破口

  发展中国互动电网要达到事半功倍的效果,就必须推进有别于欧美的超越战略,出其不意方可制胜。寻找这个战略突破口是我们所处的时代能源革命的智慧制高点。笔者将其归纳为八个方面:

  一是集成化。互动电网的本质是最大限度地与创新技术结合以实现产业化,包括发展电力产业与绿色交通的结合产业。比如发展电动车、中低速超导磁悬浮城市快车、混合动力车等交通工具,电力行业需要构造新的产业链,向电力交通项目投资或者建立产业衔接关系。未来10年中国市场需要1000万部以上出租车,1000万辆以上公交车、旅游车和校车等绿色车辆。面对这个需求,没有电力企业的大规模介入,电动车难以进入革命性发展时期。法、日等国的电力公司已经开始设计经营电动车,中国应该尽快调整这个产业的准入机制。再比如集成发展气候、环境、能源、医疗、智能管理等链接起来的传感器产业,以及集成发展视频、宽带等产业。笔者认为,不确立集成化的改革模式,互动电网就难以出现跨越式的展开。

  二是通讯化。这需要我国实行与欧美有别、甚至超越欧美的技术路线,即营建复合电力光纤电缆电网。此后世界电网应该进入金属电缆和复合电力光纤电缆电网双网的时代,并逐步实现以复合电力光纤电缆电网为主。中国光纤产业发展的基础应该成为互动电网发展的重要基础。

  三是国际化。中国应该主导创建全球类电网现代化标准。越是以国际化标准推动互动电网的发展,这个革命越具有生命力。

  四是实现主力能源的替代化、兼容化。中国需要加快实现由以煤为主的传统能源向可再生能源为主的能源体系的转变,而我们的互动电网必须能够兼容这个复杂的新能量来源,比如水利发电、风力发电、太阳能发电、海洋能发电、生物质原料发电等。实现可再生能源的利用至少有三层含义:首先是利用现代技术开发干净、无污染新能源,如太阳能、风能、潮汐能等;其次是化害为利,同改善气候和环境相结合,充分开发能源中所蕴藏的有效价值;第三是大量采用数字控制技术和新设备等提高各种能源的使用效率。其中以创新技术实现可再生能源的有效利用最为重要,这是互动电网运转的核心主题之一。

  五是实现分布式能源管理的现代化和体系化。所谓分布式能源系统,就是为终端用户提供灵活、节能型的综合服务的系统,在中国农村和边远地区有广大的需求,也是中国村镇实现互动电网应用的基本途径。它将包括如下技术:智能控制与群控优化技术,资源深度利用技术,综合系统优化技术,一次和二次能源相关技术,能源转换技术、储能技术、热电冷系统综合技术等。分布式能源既需要满足用户多种需求的能源梯级利用,也需要通过中央能源供应系统提供支持和补充,更需要依托信息化技术实现现场自动化运转、用户系统的就近支援和互保能源供应的可靠性。必须实现电力、热力、制冷与蓄能技术的结合,实现多系统能源容错,力争能源效率的择优化。这是中国互动电网运转必须实现的战略目标。

  六是实现电力储能技术的实用化。电能可以转换为物理、电磁、电化学和相变储能四类方式存储。电化学储能包括锂离子、铅酸、镍氢、镍镉、钠硫和液流等电池储能,其中锂离子储能是中国市场迫切需要的;物理储能包括压缩空气储能、飞轮储能、抽水蓄能,这个储能方式应用范围广大;电磁储能包括超导和高能密度的电容储能等技术,中国在相关技术上还需要大力引进和开发;相变储能主要包括冰蓄冷储能等技术。目前储能技术已经成为电网运行过程中的基本环节,它有助于实现需求侧管理,平衡昼夜间峰谷之差,补偿负荷波动,是我国可再生能源应用的重要前提和实现电网互动化管理的关键技术。

  七是实现互动电网升级的芯片技术和兼容标准的择优化。例如:复费率电表所用的计量芯片、驱动芯片、微处理器芯片及时钟芯片,电力载波通讯PLC(Power Line Communication)系统所需的电力载波调制解调器芯片,其他如高频化、大功率化、智能化和模块化的电力半导体器件,以及实现互动电网所需的其他芯片。因此,没有电力芯片技术的突破就没有自主知识产权的中国现代化电网,整个中国电网需要装载数十亿先进的电力芯片。

  八是实现巨量计算机管理系统、能源卫星和电力中央信息管理平台的体系管理高端化。以期实现对电力系统的即时、双向、趋势的安全管理。

  以上八个体系既是中国实施互动电网的战略起点,也是中国电网现代化的薄弱点,更是我们可以站在全球能源变革制高点推动互动电网革命的战略精髓。

  超越欧美的中国

  互动电网四大战略

  目前中美两国电网的改革都指向能源效率的现代化,但是,一个没有健全中枢机制的电网体系很难与一个智能化的电网体系相比拟。

  美国智能电网的四个孪生兄弟分别是:高温超导电网、电力储能技术、可再生能源与分布式系统集成(RDSI)和实现传输可靠性及安全控制系统,这个电网发展战略的本质是开发并转型进入“下一代”的电网体系,其战略的核心是先期突破智能电网,嗣后营建可再生能源和分布式系统集成以及电力储能技术,最终集成发展成为低缆线损耗的超导电网。

  而国家电网新近提出的“信息化、数字化、自动化、互动化的智能电网”目标,其“四化”概念上存在着相互交叉,互动化实际上是这个“四化”的灵魂和本质,完全可以直接统一称谓为“互动电网”;其运转体系存在着建立分布式系统和电力储能技术的弱项,“坚强的智能电网”还不能清晰地表达行将而致的全球电网的现代化革命。因此,这个体系一定要进一步完善。

  目前,美国电网信息化计划的建议有称之为“Unified National Smart Grid”,也有称之为“Unified Smart Grid”,可直译为统一智能电网或统一智能网,这个体系的主要内容包括:

  通过统一智能电网实现美国电力网格的智能化,解决分布式能源体系的需要,以长、短途,高、低压的智能网络联结客户电源;

  在保护环境和生态系统的前提下,营建新的输电电网,实现可再生能源的优化输配,提高电网的可靠性和清洁性;

  这个系统可以平衡整合类似美国亚利桑那州的太阳能发电和俄亥俄州的工业用电等跨州用电的需求,实现全国范围内的电力优化调度、监测和控制,从而实现美国整体的电力需求管理,实现美国跨区的可再生能源提供的平衡,例如:解决特拉华州海岸傍晚的风力发电和加利福尼亚州午后的用电需求,实现时区资本发电效益的最大化和资源互补的优势;

  这个体系的另一个核心就是解决太阳能、氢能、水电能和车辆电能的存储,它可以帮助用户出售多余电力,包括解决电池系统向电网回售富裕电能。

  实际上,这个体系就是以美国的可再生能源为基础实现美国发电、输电、配电和用电体系的优化管理。而且美国这个计划也考虑了将加拿大、墨西哥等地电力整合的合作。

  而可再生能源有限的欧洲,必须建立跨区能源的交易和输送体系以解决其战略制高型存在,这个计划被称为SuperSmart Grid,可直译为超级智能电力网格或超级智能电网,即可能通过超级智能电网计划,充分利用潜力巨大的北非沙漠的太阳能和风能等可再生能源发展满足欧洲的能源需要,完善未来的欧洲能源系统,这就需要通过SuperSmart技术实现欧洲电力市场的优化运转。2009年初,欧盟有关的圆桌会议又进一步明确要依靠智能电网技术将北海和大西洋的海上风电、欧洲南部和北非的太阳能热融入欧洲电网,以实现可再生能源大规模集成的跳跃式发展。

  从欧美上述两个计划来看,都是立足电力体系的国际化、区域化运转,以大体量应用可再生能源为基础营建智能网,这就要求中国互动电网的发展起点必须具有战略水平,以实现超越式产业突破,实现中国能源产业的战略转型。

  超越欧美智能电网战略之一:推行洲际能源互动网络计划

  面对欧美加快发展智能电力网这个残酷的竞争现实,中国应该加快启动国际电网的互动大转型战略。我们可以将这个计划称为“洲际能源互动网络”。

  这个转变有三个使命:一是要以信息技术改造和提升现有的能源体系,特别提高集能源大成的传统电网体系的能源效率;二是要逐步建立以可再生能源替代化石能源的创新能源利用体系;三是要建造消费者和生产者互动的精巧、智慧和专家服务化的能源运转体系。

  为此,建议国家投入1000亿至2000亿美元,以内地需求为基本,联合韩国、朝鲜、蒙古、中亚诸国、泰国、缅甸、越南、柬埔寨等国,以及俄罗斯、日本诸国建立区域互动电网标准,大力推动电力体系最大的连通和电力国际化交易。这个体系的搭建将使中国的电网体系尤同中国通讯系统国际化一般,实现国际化、商业化和现代化的创新运转。 

  这相当于把中国电网和东南亚、俄罗斯、日、韩都连通起来,构筑一个奠基于通讯系统标准的能量交流系统。今后,中国可以从西亚、中亚和俄罗斯进口电力,而不需要庞大的海运和减少交通线负荷。由此,中国也可以重新审视要不要从俄罗斯购买大量原油和天然气的问题了。假设这个体系以后全部由超导电缆建设,线路长度可能超过200万公里,这将促使亚洲地区主动地发动一场全球的新能源革命。而这么做的结果将使我们的上网速度提高到5兆到10兆左右,且成本也会降低。

  这个电网的国际化战略可视情况择机运转,但是中国互动电网的超越战略必须包含这个主题。当前,中国互动电网迫切需要的起步点是必须建基于一个国际化的互动电网标准,它不仅是为了市场,也是为了我们可能实现的历史跨越。

  超越欧美智能电网战略之二:改变世界电缆电网运转的现有模式,营建与欧美两大电力体系不同的“电力光纤复合电缆电网,”

  美国和欧洲的智能电网改革的基础是立足于一网﹙电力网﹚一线﹙电力线﹚,并在此基础上构建互联数据网,实现实时、高速、双向的电力数据读取和可再生能源的接入。

  以化石能源为主的中国的大体量能源体系不具备快速转入可再生能源的基础,盲目追随欧美国家智能电网的改革路线,将使我们电网的战略转型陷入东施效颦之路。中国应该推行超越式战略,采用大规模突破性手段进行电网的组织革命,推行一网﹙电力网﹚多线﹙添附光纤线﹚的转型战略,即在现有电力线的基础上,添加二、三条光纤线缆,通过电力光纤复合电缆电网的模式解决民用网、政府网和军用网三网捆绑电缆线互动运行的问题。为此,我国电网现代化的择优技术路线应明确为跨越式、跨产业的变革方式;其发展目标应明确为主体营建互动电网,推动电力产业从中低端的电力提供商提升为综合能源、通讯和信息服务商,实现有插座的地方就可以高速上网,由此,中国的农村将在这个变革中直接进入高速互联网,这也是我国电网现代化的最小代价和最理想捷径。

再论中国互动电网革命:领跑下一代全球能源编辑本段回目录

  两会议政正当时。自著名能源问题专家武建东先生首次提出中国需要大力发展互动电网观点(详见东方早报2月2日独家首发《全面推互动电网革命拉动经济创新转型》一文)以来,引发学术界、产业界、新闻界的热烈讨论,电力管理有关机构和企业予以了高度关注,武建东先生也被业界誉为“中国互动电网学说之父”。来自全国“两会”现场的最新消息是,根据武氏观点,多位政协委员通过提案和大会发言,建议大力推动中国互动电网发展,并获得有关领导的重视和支持。今天,武建东先生再次撰文,首次提出“洲际互动能源网络计划”,业界有关人士将此计划与美国皮肯斯能源计划相提并论,并称之为“武建东计划”。

  本周,东方早报财经版还将陆续刊发武建东先生的文章,阐述从奥巴马能源新战略看能源本位制、发展绿色建筑以及有关超导电网等前瞻性、战略性思想观点。  

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中国十分有必要抓紧对信息化电网的战略投入和长期安排。CFP 资料

  工业革命最伟大的成就之一就是以化石能源建造了人类能源的生产方式和消费方式,而信息革命面临的最深刻挑战就是转变这种能源利用方式,以可再生能源建造人类使用能源的创新体系。提高能源效率,再造人类能源生产方式,而发展互动电网是其中最理想的道路,并且以科技创新再造国际分工,是国际危机重建中的最大的和平红利。

  1 超越传统:中国应该实施洲际能源互动网络计划

  目前,美国正在推行统一智能电力网,欧洲也在推进超级智能电力网的改造。世界大型经济体系中独缺中国还没有推行国家级的智能互动网升级计划,并开展向电网要智慧、要资源、要效率的运动——这可能造就新的国际生产力转移的不对称和不平等,如同一个运动健将被一个失血的教练灵巧击败。

  面对这个残酷的竞争现实,更需要惩罚的激励,我们应该集一切可能的磅礴力量,不但发展好中国电网互动升级的转型,而且应该充分利用我们的需求和资源,三步并做一大步,启动国际电网的互动大转型战略。

  这个计划体系框架包括如下:以一个全球电网互动升级标准为基础,革命性实现中国互动电网大踏步的转型,同时这个体系并蓄洲际互动电网体系的革命,将东亚、东南亚、中亚、非洲、大洋洲和俄罗斯等地的发电、输电、供电、用电的电力产业互联集成起来,重组全球能源体系。这个体系也有必要与北美、欧盟的智能电力网建立体系通道,实现电力能源的全球化互动整合。这个体系也应该因应全球气候、环境、社会和能源的变化,不断择优化升级,我们可以将这个计划称为“洲际能源互动网络”。

  这个转变有三个使命:其一,就是要以信息技术改造和提升现有的能源体系,特别提高集能源大成的传统电网体系的能源效率;其二,就是要逐步建立以可再生能源替代化石能源的创新能源利用体系;其三,就是要建造消费者和生产者互动的精巧、智慧和专家服务化的能源运转体系。

  这个历史转型经百年难见的金融危机而尤显珍贵。根据2009年1月25日美国白宫最新发布的《复兴计划进度报告》,美国政府宣布未来几年内将为美国家庭安装4000万个智能电表,它预示着美国已经强行启动了智能电网改造计划,美国行将推动智能电网的整体革命。

  为此,笔者建议国家投入1000亿至2000亿美元,以内地需求为基本,联合韩国、朝鲜、蒙古、中亚诸国、泰国、缅甸、越南、柬埔寨等东南亚国家,以及俄罗斯、日本诸国建立区域互动电网标准,大力推动电力体系最大的联通和电力国际化交易。由此,这个体系的搭建将使中国的电网体系尤同中国通讯系统国际化一般,实现国际化、商业化和现代化的创新运转。

  2 推陈出新:信息社会电网升级革命的使命和意义

  人类能源发展目前面临的第一挑战,是以信息技术彻底改造我们现在利用的能源体系,将我们拥有的传统电网体系升级为信息社会的水平——最大限度地开发这个电网体系的能源效率,它有可能造就一个与传统电网体系规模相当的创新架构。2008年全国社会用电总量近35000亿千瓦时,倘若实现电网信息化的体系创新,我们每年可以节省其中5%至10%左右的电力资源,接近2000亿元人民币的水平,相当于营建一组半2009年开工的、投资1200亿元的福建福清、浙江方家山、广东阳江三个核电站;如果推行更大规模的信息化电网改造工程,我们的电网体系可以创造更加巨大的市场价值。

  由此,电网的信息化革命升级将把中国电力生产水平提升到世界新技术革命高端水平,能量本位制将成为与纸币本位制并列的基本通货。

  所以,任何一个世界大国发展能源、推进能源转型都必须对信息化电网有所战略投入,有所长期安排,这是任何一个热爱科学、关注未来的人都必须体察的创新主题。信息化电网行将改变中国人的能源信念,谁掌握了信息化电网,谁就主导了下一代全球能源的战略能力。

  3 去伪存真:电网智能化升级的本质和功效

  互动电网的本质

  目前社会上使用的智能电网概念实际上是商业流行语,英语为Smart Grid,原意为智能网格或智能网,这个概念又包括智能电子网格、智能电力网格、聪明网格和未来网格等涵义。由于智能产品,例如智能卡、智能玩具、智能家电、智能锁等不一定是网络互联的产品,智能电网也不一定实现消费者和电网经营者的互联。倘若维持互联,也不一定就是主动互联,例如有些远程抄表业务客户更多的就是被动接受。所以,准确地说,智能电网实际上就是智能电力网格,即Smart Power Grid。此外,美国也将智能电网称为Unified Smart Grid,可直译为统一智能电网,它是将局域分散的智能电网结合成全国性的网络体系。欧洲也有人将其称之为Super Smart Grid,可直译为超级智能电力网格或超级智能电网,它是将广域电力输送网络同智能电网结合起来的广域智能网格,其可能适用的范围涉及到欧盟、北非、中东等国家。

  为此,信息化电网或者说智能电网的意谓因应跨区、跨国和跨洲之电网体系的不同,因应每一个国家电网实际运转情况而内涵、称谓都会有所不同。美国和欧洲的电网缆线不少是一网﹙电力网﹚一线﹙电力线﹚,目前解决的主要主题是构建互联数据网。中国不是联邦制,电网主要在中央手里,应该发展一网﹙电力网﹚多线﹙添附光纤线﹚,需要解决的主题包括数据网、通讯网、视频网等多目标的合成。它不但需要推进电网消费者和消费者之间的互动,也需要推进消费者和电网管理者之间大规模的互动。

  从中国电网的实际情况看,我们可以将之称为互动电力网格,简称互动电网,英文为Interactive Smart Grid,它是指在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上,以智能电网技术为基础,通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接,实现数据读取的实时、高速、双向的总体效果,实现电力、电讯、电视、远程家电控制和电池集成充电等的多用途开发。它可以整合系统中的数据,优化电网的管理,将电网提升为互动运转的全新模式,形成电网全新的服务功能,提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。实际上,正是由于缺乏互动电网系统,导致中国区域性、季节性电力的短缺及局部地区电力过剩与局部地区电力短缺的情况不时出现。

  因此,互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。从技术上讲,互动电网应是最先进的通讯、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,对于推动新技术革命具有直接的综合效果。由此,互动电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。

  笔者认为:互动电网学说的本质,就是以信息革命的造发性标准和技术手段大规模推动工业革命最重要财产——电网体系得革新和升级,建立消费者和电网管理者之间的互动。

  互动电网的运转功效和社会意义

  建造互动的电网,将推进IT革命进入创新阶段;将为消费者提供更好的减少能源消耗的路径;将为整个社会节约成本、降低温室气体排放,并促进绿色经济占统治地位。

  4 鹿死谁手:美国和欧洲的正在推进的电网革命和电网产业创新方向

  2009年2月10日,谷歌(Google)再次表示,公司内部已开始测试名为谷歌电表﹙PowerMeter﹚的用电监测软件。这是一个测试版在线仪表盘,相当于谷歌正在成为信息时代的公用基础设施,其运行流程是:PowerMeter将对用户家中电器和照明设备进行智能分析,然后把相应结果返回到客户家用电脑当中,客户便可即时查看到相应耗电数据,获取电力消费的实时信息,谷歌电表将成为一个免费、开源的应用程序。谷歌同时表示,客户如果能够及时了解家用电器的耗电数据,可能导致自身电费开支下降5%至10%左右。若如此,美国每年可节省电费500亿美元以上的开支。

  笔者认为:谷歌电表用电监测软件应运而生的本质是谷歌公司探索以互联网为基础,将美国电网、客户用电消费分级捆绑运行的战略开拓,这不过是谷歌公司开拓美国智能电网的其中一个路径,其核心是将美国电网提升为智能电网,分享智能电网市场的宏大利益,嗣后美国将进入智能电网技术大发现的时代。正如谷歌公司的公用事业委员会的资料所显示,“谷歌工具只是为消费者提供该信息的方法之一。我们主要的宗旨是让消费者获取信息,不管是用我们的工具还是通过其它的渠道。”实际上,Tendril、Greenbox等公司也在开发类似的软件和服务。谷歌智能电网技术的底牌目前还有正在与美国太平洋燃气和电力公司(PG&E)的车辆充电网技术(Vehicle-To-Grid)的开发。智能电网技术的重大突破,将使谷歌成为一个更为伟大的公司

  今年2月中旬,IBM总裁兼首席执行官彭明盛(Samuel Palmisano)也向奥巴马提出了发展高科技与增加知识型就业的战略建议。他认为,美国应该集中发展医疗信息化、智能电网、教育和宽带等领域,建造起更为先进、更具竞争力、面对未来的基础设施,再次打开美国的增长引擎。为此需要偏重能实质上创造就业的项目投资,为了21世纪而创造工作机会。IBM目前也被视作美国智能电网的开拓者和领先公司。

  目前智能电网的产生不但源于新技术革命的推动,其应运而生的另一个原因就是美国产业转变造就的巨大需求。奥巴马政府上任伊始已经宣布到2015年美国国内混合动力汽车的销量达到100万辆,随着电动车市场的不断壮大,电网系统必须满足车辆电池有效充电的问题,由此意味美国国内用电量将迅猛增加,也必须通过智能电网技术解决用户与电网的即时互动。而且,不论混合动力车在何处充电,智能电网都应该能够识别其身份,类似手机开机时,电信网络能识别其一样。由此,智能电网也应该是电动车大规模推广的理想触媒和保障前提。

  美国目前拥有电表1.5亿块左右,倘若包括计算机、变压器、传感器和网络系统等的投资,实现智能电网的市场转型,将拉动超过1万亿美元以上的投资。倘若续后加上超导电网的改造和可再生能源领域的变革,美国的能源变革将衍生成为一场跨行业、跨越式的新技术革命,它将引起电力、IT等行业的深度裂变,同时导致建筑业、汽车业、新材料行业、通讯行业等多个产业的重大变革,并催生出一系列新兴产业。这个能源产业革命未来5至8年内可能会形成20万至30万亿美元的产业规模,这对美国的信息产业是一个巨大的机会。

  此外,2006年欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略(A European Strategy for Sustainable,Competitive and Secure Energy)》明确强调,欧洲已经进入一个新能源时代,智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。目前英、法、意等都在加快推动智能电网的应用和变革,意大利的有关电网2001年已经率先实现了智能化。

  笔者认为,奥巴马正在推动的能源变革本质上是一次全球新技术革命,如果我们不认真研究国际能源产业全新的变革情况,不仅现在的能源改革可能脱离全球能源革命的创新轨道,甚至会反向运动,彼时中国的国家利益损失将会更大。

  5 领跑之魅:中国应该成为电网革命的主力国家

  面对国际电网业如此之大的变革,应该说,我们还没有确定将现有的国有电网升级为智能电网的总体战略和推进超导电网商业化的试点安排,而且,国内智能电网的技术发展基本上还属于国际上的较低水平,也没有一个城市全面运营智能电网。2007年10月,华东电网等正式启动了智能电网的可行性研究项目,这是中国目前推进的最大的智能电网技术开发项目。2009年1月20日,华东电网公司又进一步强调:“聚焦高级调度中心项目群建设,开展智能电网前瞻性研究,开展企业一体化信息平台建设,全面推进创新型企业建设,提升公司引领发展的能力。”由此说明,华东电网的智能电网技术也只处于起步状态,还没有深入到国际智能电网技术的核心体系。

  “十一五”期间,中国电力信息化每年约有超过100亿元的投资,如果从现在开始就着眼于智能电网的建设,效益将是巨大的;如果扩大这个投资规模,中国将可能成为主导全球智能电网变革的领先国家。应该说,我们正有可能与主导国际电网革命的主力国家的身份擦肩而过,也极有可能失去自工业革命以来惟一一次中国在生产方式方面领先革命的机遇。因此,必须加快制定中国电网体系变革的转型战略。

  6 整合再造:2009年国家对电网的投资迫切需要兼容互动电网的计划

  目前国家对电网的战略计划如下:自2009年起国家电网公司2至3年内将投资规模将超过1万亿元,加快电网建设,其中城农网及主网架建设与改造投资7900亿元,建设规模为110(66)千伏及以上输电线路26万千米、变电容量13.5亿千伏安。2009年1月12日,南方电网公司也宣布,初步计划每年新增投资约300亿元用于城网改造和农网完善,全网建设投资规模在900亿元左右。国家能源工作会议也公布,2009年国家电力总投资将达到5800亿元,电网投资估计将达到4000亿元,但是这个投资的重点仍然在于特高压、超高压电网以及跨区送电工程建设。

  上述投资计划是目前世界上屈指可数的电网巨量投资,如此庞大的投资计划是完全可以兼容互动电网改革使命的,届时创造的经济效益应该更高。但是,我们的投资计划没有兼容这个难得的升级使命。

  这就需要彻底反思国家电网这个产业振兴计划的科学性、兼容性和其发展战略的合理性。危机重建不但需要规模,更需要创造事半功倍的效益。以上说明加快修改目前的电网投资计划也是对中国把握全球新技术革命能力的检验,是对四万亿投资计划长期效益的大考。需要我们尽快重组这两个电网投资计划并兼容互动电网改造安排,若如此,中国仍有将可能成为主导全球互动电网变革的领先国家。

  为了推行国家互动电网的战略改造,我们初步估算,2009年中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,推动世界上最大的统一电网体系分期实现互动电网技术的升级,由此可以全面开发40万公里输电线路蕴含的有效财富。而且根据政策开放程度,电网还可以开放宽带、电视和通讯等业务,这将是一个比3G业务更加宏大的产业空间,比3G业务更能够推动内需体系发展的战略力量,这是一个比3G业务更应该迅速投入应用的国家创新业务。倘若2009年就启动国家互动电网的改造,每年至少可拉升国民经济一到两个百分点。因此,互动电网改造应该成为拉动中国内需的先头部队,我们也可以将这个计划称为神州互动电网国家行动计划。

  为此,以现有的国家对电网的投资为基础,通过2009年新增3000亿左右的投资,可以果断地将我国现有的电网投资计划再造为以互动电网升级性转型为主的创新国家战略。这个战略转变的保障是我们单一制国家中央集权的领导力,遏止我们国家实现这个转变的障碍则是垄断利益的羁绊。因此,推进互动电网改革的本质就是中央权力能否对垄断利益实现合理地再分配,以及中国能否对全球新技术革命做出快速反应。

  与此同时,互动电网技术的推广也将彻底提高我国输电、智能变电器、电脑、智能终端、电子传感器、智能电表和互动电网管理技术的综合制造水平,拉动中国制造业升级转型。目前中国拥有2亿多块电表,大体上未来5年将有一半以上面临升级,电力内需市场潜力巨大,是中国应对国际危机的理想支撑,也应该成为我国可以向全球扩张业务的拿手本钱。

  7 有的放矢:中国发展互动电网的优势和战略重点

  目前这个改革最大的难度就是必须开放电网的通讯、宽带、电视等综合业务经营,当此正值危机重建与全球新技术革命时代,我们必须跨越国内产业保护主义的羁绊。有鉴于10年前我国电信网、计算机互联网和有线电视网“三网合一”的失败,如果延缓此次互动电网技术革命举措,将使中国在新的全球产业革命中再次落伍,直接损失将超过万亿人民币。

  中国的互动电网行动计划应优先改造学校、医院以及其他公共机构的互动电网系统,并使之成为具有国际水平的宽带速度。其中尤应以60多万学校、3亿多学生和1600万教职工分享有互动电网的创新机遇为重点。同时,互动电网也应该使我国农村更快的整体进入网络世界,此举也将成为世界上最大规模的智能体系的扩张。自2009年的5年内,将我国电网彻底改造升级为互动网络是可行的,开辟世界上最大的互动网络综合市场也是必然的,我国中小学校直接借助电网实现宽带教学,发展为21世纪学校是可以预期的。

  8 把握机遇:推进中国互动电网战略的创新发展

  有关中国互动电网创新发展战略建议如下:

  一、尽快制定国家互动电网改造的发展战略和长期规划,优先确定互动电网的试点计划、试点城市和试点评价。即:如果2009年中国互动电网整体转变战略难以实现,应最低限度建立中国互动电网的试点标准、试点城市和试点局网。

  二、建议成立国家互动电网发展领导小组,分析国内外的智能电网的实际情况,推进广州、上海等地成为互动电网试点城市,大力推动以互动电网为主的产业集群的建设和发展,规划和设计中国互动电网的主要投资运转。

  三、加快建立兼容集成的电网升级的国际新标准(Standards),特别是互动电网的通信系统标准。国际电工委员会IEC已有了智能网格的一些初步标准,它包括变电站自动化系统和通用信息模型(These standards include IEC61850 which is an architecture for substation automation, and IEC 61970/61968 - the Common Information Model (CIM).)可作为参考,也有其他一些洲际标准在设计和推行,为此,中国互动电网革命的关键就应该是拥有一部互动电网的“宪法”。与此同时,这个标准也应该为人类今后推进更大规模的物理互动网建设预留衔接通道。

  四、中国发展互动电网应制定以可再生能源和低碳能源作为主力能源的电网的转型战略;应确立发展超导电网解决中国城市电网增容和电网改造的战略;应立足大规模发展电动车辆,确立5至10年内中国发电能力需要翻番的需求变革战略;应立足逐步将电力地上网改造为地下网的战略转变;应立足从电力一网送电一线的传统制式提升为电力一网兼容多线的运转模式,大力推进电网实施兼容转型,替代提升的发展战略。

  在这个转变战略中,应支持在现有的电力线的基础上,添加二、三条光纤线缆,解决民用网、政府网和军用网三网捆入电缆线运行的问题,最大限度地利用好中国电力网的资源,这实际上是通过对我国电力主网改造的机遇,实现多通道主辅线缆捆绑的合成。与此同时,可以建立多通道共享的系统网络管理技术和中央信息管理平台、数字变电站体系和满足不同客户需要的智能终端,有效解决电力数据采集、传输、集成、优化和表达的流程运转。由此,可将我国电网一步投送到全球新技术革命的最高端,将我国电网营造为综合性、多层次的服务网络。

  这个一网传天下的多通道的电网体系可以包括如下功能运营:电力线运营送电网和可再生能源接入网,光纤线缆运行通讯网、数据网、电视网、家电管理网、智慧电能存储网﹙即:电池充电网等﹚、远程医疗网、生物传感器网;政府网运行公共服务网和灾难、救援、医疗救护等网络,可在灾难发生时通过政府网透过家庭终端实时警报。这10个功能应该成为中国互动电网发展的主体内容,并随着社会需要变更而逐步提升。对于我国36万公里的电网系统而言,这三个新增的添附的线缆的投资不过千亿元左右,是我们国家能够承担的,也是必须承担的。如由各地电力、通讯和军队通讯兵联合施工,3至5年内我国主要城镇可以初步实现互动电网的基础营建和运行。

  五、加快推进互动电网设施的全面升级,解决建立新的测量系统、安装新型传感器、升级变电站、完善电网接入设施适应新的市场需要等基础建设。

  六、加快推进互动电网技术的集成,例如:储能技术、广域测量系统、高速传感器、自动抄表、智能电表、微电网、电力路由器等创新技术的研发、换代和应用。

  实际上2006年4月国家电网公司提出的“SG186工程”的规划,南方电网包括信息工程、电力综合宽带数据网、电力电视会议系统、95598客户服务系统、办公自动化系统、电力市场支持系统等的IT系统管理,都为中国实现互动电网打下了坚实基础。这两个公司都是世界电网界的伟大公司,具有快速实现中国互动电网运转的强大力量。

  七、建议开展互动电网改造工程,应以自主发展为主,应以支持内需为主,同时要加强对有关技术的吸收和引进。

  八、应将发展互动电网的产业变革主题,列入中国与其他国家或国际组织的战略对话和有关双边、多边协议框架之中。

  九、投入一、两千亿美元建立商业化的洲际互动能源网络计划。

  十、推进将能量本位制作为基本的国际通货制度,使之成为与纸币体系并列的通货本位制。

三论互动电网:下一代全球电网的基本模式编辑本段回目录

编者按

一场以“互动电网”为核心的世界电力改革渐入深水区。

4月24日,中国国家电网公司总经理刘振亚访美,与美国能源部长朱棣文相晤,并在华盛顿一场题为“更坚强的电网——中国与美国展望”的会议上发表主旨演讲称:“中国国家电网公司正在全面建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。”这个观点标志着中国国家电网开始接受互动电网概念。

5月7日,国家电网公司党组会议明确提出,坚持走中国特色的电网发展道路,加快建设“坚强的智能电网”,这表明中国电网发展必然要走电网互动化的阳关大道。

与此同时,早报获悉,美国将于6月公布一项简称为“IEEE P2030”的智能电网标准和互通原则,这个标准的核心就是推动电力工程、通讯和信息技术的互动。

著名能源问题专家武建东教授从我国电网的现状出发,率先提出中国国家电网公司需要大力发展“互动电网”的观点,把智能电网推向崭新阶段。互动电网,即Interactive Smart Grid,智能电网的含义已包涵其中。

在东方早报2月2日《全面推动互动电网革命,拉动中国经济创新转型》和3月9日《再论中国互动电网革命:领跑下一代全球能源》两篇文章的基础上,武建东先生今天再次为早报独家撰文,更明确提出:互动电网是中国电网现代化的核心,互动电网是下一代全球电网的基本模式。

武氏构建的“中国智能互动电网的体系架构”也日渐清晰。

武建东

单向运转的百万公里以上的中国电网是最浪费的网络资源,为此,互动电网的变革应该替代特高压计划成为中国电网发展的首要目标,这将是一个比3G业务更加宏大的产业空间,一个比3G业务更能够推动内需体系转型的战略机遇。倘若2009年就启动国家互动电网的改造,每年有可能拉动国民经济增长一个左右百分点。如由各地电力、通讯和军队通讯兵联合施工,三到五年内我国主要城镇可以初步实现电网的互动化运行并占领全球能源变革的制高点。

互动电网是中国电网现代化的核心,互动电网是下一代全球电网的基本模式。

发展智能电网正在成为国际新能源革命的战略起点

●全球主要经济体正面临着一次使电力体系效益最大化的历史机遇,整合或改造这个传统电力流程,其本质就是更有效地重组人类的能源体系,改造人类基本的生产方式。以信息化电网重塑全球电力体系是危机时代人类提高能源效率的最佳捷径。

2009年4月24日,美国众议院能源和环境委员会对新的美国气候法案进行了激烈的辩论,这个法案是美国200年来有关气候问题最重要的法律,也是美国推行新能源变革的战略基准。民主党的灵魂人物是前副总统戈尔,共和党的领军人物是前议长金里奇,两党在攸关美国未来的能源和气候政策方面大相径庭,而在发展智能电网、提高电网效率方面却取得了惊人的一致性,这不仅是美国党派利益难得的结合部,也将是奥巴马能源革命获得重大突破的一个起点。

金里奇认为,发展智能电网有三个方面的可取之处,即:提高电网的可靠性,减少电网的高峰负荷和接入可再生能源。这个认识虽然不能反映智能电网的全部价值,但至少说明美国大力发展统一智能电网的障碍正在减少。而且在奥巴马的能源变革之中,发展统一智能电网将是最可能获得短期战略跃进的主力领域。

这个战略主题已经成为美国战胜金融海啸的天使。2009年1月25日——奥巴马上台5天之后,美国白宫就发布了《经济复兴计划进度报告》,其中美国政府宣布未来3年以内将为美国家庭安装4000万个智能电表,同时投资40多亿美元推动电网现代化。美国能源部部长朱棣文最近也表示,奥巴马总统已宣布向美国企业提供24亿美元,用于制造插座式混合动力车和车用电池,美国能源部也在加强车用电池的研究。电池是新型电网最重要的客户工具,这样就可以更大体量地创造智能电网的应用运转空间。

5月7日,美国又宣布,由英特尔公司承办,美国电机电力工程师协会(IEEE)协同美国国家标准技术研究院(NIST),将于2009年6月3至5日在加州召开专门会议,制定智能电网的标准和互通原则,这个计划简称“IEEE P2030”,以此推动电力工程、通讯和信息技术的融合,并冀望这个标准成为全球标准。

可以预见,近年内美国将有10多个州、二三十个城市、1万个以上变压器、4000多个变压中心启动智能电网改革——这预示着美国已经强行启动了制度性的智能电网改造计划,并力争占领这个领域的制高点。它所确立的规则和程序将快速形成流行全球的工业文明,也将成为危机转型中人类将创造的最成功的工业价值。

全球主要经济体正面临着一次把电力体系效益最大化的历史机遇,这个过程将通过发电、输电、供电、用电和服务各个电力产业基本流程智能化、信息化的实现,整合或改造这个传统电力流程,其本质就是更有效地重组人类的能源体系,改造人类基本的生产方式。因此,以信息化电网重塑全球电力体系将是危机时代人类提高能源效率的最佳捷径。任何一个世界大国发展能源、推进能源转型都必须对信息化电网加大战略投入,部署长期安排。信息化电网也将改变我国的能源战略理念,谁掌握了信息化电网,谁就主导了下一代全球能源的战略能力。

互动电网革命的根本目的,就是实现世界电力产业的跨越式转型,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。这将推动电力基础设施通过加载数字设备和芯片技术升级为人类创新生产和生活的重要设施。电力系统的通讯和信息等服务的营业收入和盈利水平完全可能等同或超过传统的售电业务。

电力产业将实现工业革命以来最重要的大跨度转型。与此同时,也将实现有插座的地方就有能源,有插座的地方就有信息互动,芯片技术也将推动无处不在的个性化插座分解为公共设施和用户财产,如同手机话费计量一般,携带芯片的充电装置将在公共插座上实现(例如:车辆电池)买电或售电的交易行为。消费者既可以是电力客户,也可能成为风能、太阳能、氢电池、生物沼气等小型电力供应商,这个转变将使人类消费能源的方式发生历史性革命。

中美两国能源效率改革不同发展路径

●奥巴马发展可再生能源的创新举措是启动美国电网互动变革的根本动力,可以构造一个标准统一、高端转型、兼容替代的统一智能电网,借此美国就可以实现电网神经系统的合成,造就全球最大规模的信息化资源和最伟大的机会。

●较之欧美国家,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,电网体系的信息化是我国在能源革命中最有可能执世界之牛耳的大业,不但应该成为我国营建内需经济的重大转折性机遇,也应该成为我国能源革命的优先突破产业。

就电网信息化而言,小布什时代电网变革的最大遗产之一就是建立了美国的第一个智能电网城市。但是,布什总统却将电网变革的王冠留给了下任,其关键就在于布什主张美国应继续以发展传统能源为主。

而奥巴马总统则提出要集中发展可再生能源,由此美国电网体系就必须改革,建造新的能源高速公路,以有效地将美国爱荷华州、俄亥俄州等地的太阳能、风能、海洋能和地热能等电力供应连接起来。实际上,奥巴马发展可再生能源的创新举措是启动美国电网互动变革的根本动力,这样,美国虽然没有从体制上建立一个国家垄断电网,但却可以构造一个比中国的统一电网更加宏大的电网统一活性,即标准统一、高端转型、兼容替代的统一智能电网,借此美国就可以实现电网神经系统的合成,造就全球最大规模的信息化资源和最伟大的机会。虽然,奥巴马能源变革也不过才百日左右,但这个革命的作用早已超过了革命本身的进展,其概念拉动作用已促使美国的能源变革有了新的用武之地。

在中国,国家电网公司目前正在推进“一特四大”的电网发展战略,即以大型能源基地为依托,建设由1000千伏交流和±800千伏直流构成的特高压电网,形成电力“高速公路”,促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发,在全国范围内实现资源优化配置。同时,将以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,发展以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。这个战略的核心仍然是依托中央集权制的国家体制营建特高压电网基础上的电网现代化,其电力中枢系统仍然没有摆脱大煤电、大水电,而以实现电网骨架更大体系的统一为目标。

尽管这个电网骨架的统一与美国电网中枢系统的统一发展的本质都指向能源效率的现代化,但是一个没有健全中枢机制的电网体系很难与一个智能化的电网体系相比拟。美国智能电网的四个孪生兄弟分别是:高温超导电网、电力储能技术、可再生能源与分布式系统集成(RDSI)和实现传输可靠性及安全控制系统,这个电网发展战略的本质是开发并转型进入“下一代”的电网体系,其战略的核心是先期突破智能电网,嗣后营建可再生能源和分布式系统集成(RDSI)与电力储能技术,最终集成发展高温超导电网。因此,中美发展智能电网技术形相似、神相异,这就需要我国电网体系尽快调整战略,在这场世界电网体系的转型之中灵活应对,并成为最终的赢家。

由此,需要认真反思我国的能源战略、特别是电力发展战略的合理性。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,并借此全面拉动我国电网体系的革命。电网体系的信息化是我国在能源革命中最有可能执世界之牛耳的大业,不但应该成为我国营建内需经济的重大转折性机遇,也应该成为我国能源革命的优先突破产业。

互动电网释源

●从我国电网的实际情况看,我们可以将之称为互动电力网络,简称为互动电网,智能电网的含义已被囊括其中。

信息化电网或者智能电网,英语为Smart Grid,原意为智能网格或智能网,这个概念又包括智能电子网格、智能电力网格、聪明网格和未来网格等涵义。由于智能的物体不一定互动互联,而互动互联的产品必定是智能的,例如:智能卡、智能玩具、智能家电、智能锁等不一定是网络互联的产品,智能电网也不一定实现消费者和电网经营者的互联。即使维持互联,也不一定就是主动互联,有些远程抄表业务中客户主要就是被动接受。

准确地说,智能电网就是智能电力网格,即Smart Power Grid。这个概念实际上是一个商业流行语,而并不是技术或法律用语。美国目前也将电网的信息化变革称为Unified Smart Grid,可直译为统一智能电网,这是美国的行业用语,是将局域分散的智能电网结合成全国性的网络体系。欧洲也称之为Super Smart Grid,可直译为超级智能电力网格或超级智能电网,它是将广域电力输送网络同智能电网结合起来的广域智能网格,其可能适用的范围涉及到欧盟、北非、中东等国家。因此,统一电网和超级电网是欧美对自身电网信息化的不同称谓,这些概念都是电网改革的体系用语,值得我国借鉴。

为此,信息化电网或智能电网因跨区、跨国以及跨洲之电网体系的不同,根据每个国家电网实际运转情况而内涵、称谓都会有所不同。

美国和欧洲的电网缆线不少是一网(电力网)一线(电力线),目前要解决的主题是构建互联数据网和实现可再生能源的接入。以化石能源为主的中国大体量能源体系不具备快速转入可再生能源的基础,盲目追随欧美国家智能电网的改革路线,将使我们电网的战略转型陷入东施效颦之路。中国应该推行超越式战略,采用大规模突破性手段进行电网的组织革命,推行一网﹙电力网﹚多线﹙添附光纤线﹚的转型战略,即在现有电力线的基础上,应该发展一网(电力网)多线(添附光纤线),需要解决的主题将包括数据网、通讯网、视频网等多目标的合成和接入多样性能源系统,包括未来的非接触能量传输。它不但需要推进电网消费者和消费者(用户与用户)之间的互动,也需要推进消费者与电网管理者之间大规模的互动。

因此,从我国电网的实际情况看,可以将之称为互动电力网络,简称为互动电网,英文为Interactive Smart Grid,智能电网的含义已包涵其中,其定义为: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。同时,再造电网的信息回路,构建用户新型的反馈方式,推动电网整体转型为节能基础设施,提高能源效率,降低客户成本,减少温室气体排放,创造电网价值的最大化。

互动电网还可以通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接,实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果,实现电力、电讯、电视、智能家电控制和电池集成充电等的多用途开发,实现用户富裕电能的回售;可以整合系统中的数据,完善中央电力体系的集成作用,实现有效的临界负荷保护,实现各种电源和客户终端与电网的无缝互连,由此可以优化电网的管理,将电网提升为互动运转的全新模式,形成电网全新的服务功能,提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。

中国互动电网体系架构原则

●我国电网的发展战略需要大规模调整,它的首要发展目标应该确定为电网的效率革命,也就是实施互动电网的革命。这个先进电网第一位的战略目标既是国际电网变革的第一高地,也是全球电网的战略制高点。

●2009年以后的三到五年内,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。

笔者将中国互动电网体系的架构原则确定为以下10个方面:

——运转信息化电网管理体系:实现发电、输电、供电、用电、客户服务加载一体化互动的物理设备,建立国际化标准的电力管理平台,使用国际化、标准化的软件界面,实现电能的清洁、有效、可靠和灵活运用。

——适应21世纪新一代电网运转的需要:可有效地接入各种电力来源,实现各种电力源和客户终端与电网的无缝互连,实现电网与电力储能装置的大规模互动对接。例如将太阳能、风能、地热能、海洋能等可再生能源以及燃料电池等接入电网运行。

——推动电网更加高效运行:能够实现双向、互动、实时的智能化数据传输和读取,满足动态的、有选择的浮动电价制度的运转,根据用户需求有效控制电力的生产和输配的调控,提高能源效率,实现节能和减排目标。

——实现电网自愈:建立电力传感器系统和更新电力体系的自动控制系统,预测、检测和修复电力系统的安全运营问题。

——抵御不当攻击:有效识别和应对任何人为或自然干扰与恶意破坏。

——提供高品质电力服务:提高供电效率,减少能量损耗,改善供电质量,解决电网商业化之运转,实现清洁、稳定的电力供应,节省客户资金和社会资源。

——激励消费者积极参与:通过电网的互动化,消费者能够更好地管理需求和降低电力使用成本,消费者既可以是电力客户,也可以成为小型电力供应商。

——优化电力资产管理: 节约电网的运营和维护费用,推动电力市场的创新发展。可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合,在电力供应高峰,能够在不同区域间进行及时调度,平衡电力供应缺口,从而达到对整个电力系统运行的优化管理。

——以智能电表和微传感器作为电网运转的新型物理要素:可以将智能电表作为互联网路由器,推动电力部门以其终端用户为基础,进行通信、宽带业务或传播电视等信号传输。

——营建更灵活的能源系统,推动建立分布式能源管理体系:可再生能源具有能流密度较低、分散性强、投资省、能耗低、利用率也较低的特点,适合分布式能源管理,这种管理体系具有无需建设配电站、土建和安装成本低、增加设备年利用时数、各电站相互独立、用户可自行控制、供电的可靠性高、具较低的输配电损耗、适合多种热电比的变化、可进行遥控和监测区域电力质量和性能、便利商业区和居民区之供电、提高环保水平等综合特点。分布式能源体系与以化石能源为主的集中化能源管理模式之间,迫切需要建立连通平台,整合管理,而发展互动电网的使命之一就是实现集中式能源管理和分布式能源管理的契合,建立双轨合成的能源管理平台。

推行以上标准,也就需要尽快实施互动电网的革命。国内外的现实情况需要我国的发展战略必须大胆变化,从应变型战略转变为建立制高点型的宏观经济战略。此战略应具有两个基本使命:

其一是改脑,即构建互动电网,使之成为电力发展的主要目标,使创新能源体系成为刺激内需的主体支撑。成功的战略应将这个体系改造转变为一种机遇而非负担。

其二是换心,即研究大规模发展上中下游一体化的低碳、节能产业运转,包括与此相关的电动车、混合动力车、铁路机车体系、超导电网体系等绿色运营模式。这个制高点型的电力转型战略也应具备多次出击、灵活反应、快速行动、集体革命、全球化互动、有选择的扩张、有创造的拉动、有控制的升级的多元形态。

从全球经济互动和市场融合而言,2009年以后的三到五年内,我国应该全面推进互动电网发展,而忽视或仅满足于互动电网局部试点则将使中国经济及其电力体系仍难以脱离传统模式,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。

发展中国智能互动电网技术流程要素

●我国独特的中央集权电力体制,决定了分级、分区、分时、总体和全网实现智能化、信息化的可能性、必要性和现实性,为此,我国电网现代化的择优技术路线应明确为跨越式、跨产业的变革方式;其发展目标应明确为主体营建互动电网,成为我国电网现代化的最小代价和最理想捷径。

●互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。

我国发展互动电网的技术流程应包括如下要素:

——构建基于通信标准的电网互动架构系统:包括变电站自动化、需求侧管理、输配电自动化、建立有效的监控和数据采集系统、建立灵活交流输电、可视化辅助决策、完善电力无线网络系统、解决电力线载波通讯、建立复合光纤电缆系统等等。互动系统通信必须采用实时控制,建立有效的信息和数据交换体系,实现系统的可靠性、安全性和大幅提高电力资产的利用率。改革的核心就是推动现有电网系统的所有流程要素实现互动运转。

——构建基于全网的智能测量系统:包括先进的微传感器、远程抄表设备、监测系统和负荷管理技术等,实现电网故障检测、电力消费预测、电力系统互动自动控制管理等。

——进一步升级的互动电网还可以构建基于超导技术的电网冲击保护设备、超导限流器、超导稳定电压系统等组件。其中目前的dSVC解决方案就是一种解决柔性交流输电技术(FACTS)的方案,由于这个方案可以动态实时地调节输出,可以快速地处理电能质量问题,实现动态无功补偿以保持电压恒定,有效保护系统免受电压快速下降和闪变的影响。而且,智能电网的发展还可以推动超导技术更大规模地在电网中使用。现代化电网添加超导元素,既是美国超导公司的市场推广,也是美国能源部推进超导电网改革的内在需要,由此,智能电网体系的营建可以指向发展超导电网的更大战略目标。

其他系统要素还应包括:智能电表和电光终端管理设备、相量测量技术和同步相量测量装置、广域测量系统、其他智能网组合设备、中央数据管理和分级调度系统、电力光纤复合线缆终端及网络管理体系、国际化的互动电力管理软件系统、电力线通讯系统管理和控制、符合国际标准的电网体系运转、与其他数据库系统重新匹配优化组合和运转等,从而构成比较完备的互动电网流程体系。

基于上述系统分析,电网的局部或特定点位可以优先智能化、信息化,这个局部或点位的电网智能化,可以称之为智能网,其发展方式是不适合我国的。而我国独特的中央集权电力体制,决定了分级、分区、分时、总体和全网实现智能化、信息化的可能性、必要性和现实性。为此,我国电网现代化的择优技术路线应明确为跨越式、跨产业的变革方式,其发展目标应明确为主体营建互动电网,这也应该是我国电网现代化的最小代价和最理想捷径。

在这个转变战略中,应支持在现有电力线的基础上,添加两三条光纤线缆,解决民用网、政府网和军用网三网捆入电缆线运行的问题,最大限度地利用好我国电力网资源,这实际上是通过对我国电力主网改造的机遇,实现多通道主辅线缆捆绑的合成。与此同时,可以建立多通道共享的系统网络管理技术和中央信息管理平台、数字变电站体系和满足不同客户需要的智能终端,有效解决电力数据采集、传输、集成、优化和表达的流程运转。由此,可将我国电网一步投送到全球新技术革命的最高端,将我国电网营造为综合性、多层次的服务网络。

这个多通道的电网体系可以包括如下功能:电力线运营配电网和可再生能源接入网,光纤线缆运行通讯网、数据网、电视网、家电管理网、智慧电能存储网(即电池充电网等)、远程医疗网、生物传感器网、政府公共服务网和灾难、救援、医疗救护等网络,可在灾难发生时通过政府网至家庭终端实时报警。这10项功能可成为我国互动电网发展的主体内容,并随着社会需要变化而逐步提升。对于我国36万千米的输电网系统而言,这3个新增的添附线缆投资不过100亿元左右,是我国能够承担也必须承担的。至于对110千伏、35千伏线路(2007年底这两项全国合计77.8万千米)以及10千伏等中低压电力线路实施系统添附光纤的投资,通过吸纳多元投资的方式是不难解决的。如由各地电力、通讯和军队通讯兵联合施工,三到五年内,我国主要城镇可以初步实现互动电网的基础营建和运行。

光传输与电能传输分属不同类型的传输体系,相互间没有电磁干扰,光纤和电力线复合在一起时也几乎没有电气绝缘问题,因此,可以将我国电网的电气绝缘水准和杆塔、网架资源发挥至极限。经测算,若合成生产和使用光纤和电力线复合线缆,由于节省了线缆的外保护套、光纤保护件和挂缆等工程,光纤和电力线复合线缆的采用,较之采用挂缆和粘结的光纤和电力组合线缆的成本,实际仅增加15%至30%,这也应该是电网发展最可节约的战略大工程。

应该充分利用全球经济危机的历史机遇,将我国电力建设的主战场转移到互动电网建设上来,集中将我国的高、低压电网及其配套设施更新为与互动电网匹配的运行系统,其中缆线管理路线应明确三原则,即:新建电网加快推行光纤和电力复合网络、旧有电网添附光纤网络、特殊地区推广电力通讯系统。

互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。从技术上讲,互动电网应是最先进的通讯、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,对于推动新技术革命具有直接的综合效果。

互动电网学说的本质,就是以信息革命的造法性标准和技术手段大规模推动工业革命的最重要资产——电网体系的革新和升级,建立消费者和电网管理者之间的互动。为此,IT产业的深度革命和能源革命将成为孪生兄弟,互动电网改革将推动全球能源革命的深度扩散。通过建造互动电网,推进IT革命进入创新阶段,为消费者提供更好的减少能源消耗的路径,为整个社会节约成本、降低温室气体排放,并使绿色经济逐步占据统治地位。

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