北美地區(qū)智能電網(wǎng)新動態(tài)

隨著智能電網(wǎng)時代的到來，世界各國的智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)全面啟動。在智能電網(wǎng)理念逐步成為業(yè)界共識的進程中，許多國家都確立了智能電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)、行動路線及投資計劃，但鑒于不同地區(qū)的監(jiān)管機制、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀和社會經(jīng)濟發(fā)展情況的不同，各地的智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略也有所不同。

為了更好地了解和把握全球智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，從而為我國智能電網(wǎng)建設(shè)及智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供借鑒與啟示，本網(wǎng)站編輯組特整理總結(jié)了國外智能電網(wǎng)發(fā)展的最新情況，并于即日起陸續(xù)刊登，敬請關(guān)注。

（一）北美地區(qū)

北美地區(qū)的智能電網(wǎng)建設(shè)工作主要集中在美國與加拿大。兩國智能電網(wǎng)建設(shè)工作的相同點是均起步于安裝智能電表。不同的是，美國智能電網(wǎng)建設(shè)注重于提升其電網(wǎng)的可靠性及用電效率，而加拿大由于可再生能源比較豐富，如何提升電網(wǎng)對大規(guī)模可再生能源的接入能力與傳輸能力則成為其智能電網(wǎng)建設(shè)的重點。

1.美國

為升級日益老化的電網(wǎng)，并在提升電網(wǎng)可靠性和安全性的同時提高用電側(cè)的用電效率、降低用電成本，美國于本世紀(jì)初提出了智能電網(wǎng)的概念。迄今，美國智能電網(wǎng)建設(shè)從理論研究到實踐探索都積累了豐富的經(jīng)驗。

(1)美國政府提供的政策支持包括整體規(guī)劃、出臺法律、成立專門機構(gòu)等

美國政府自2003年開始出臺的一系列包括規(guī)劃、經(jīng)濟法案、輸電規(guī)劃路線圖等宏觀規(guī)劃，這些政策為智能電網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了科學(xué)的規(guī)劃和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆芍С?。這其中包括《電網(wǎng)2030規(guī)劃》、《建設(shè)電網(wǎng)2030的路線圖》、《能源政策法》、國家輸電技術(shù)路線圖、《能源獨立與安全法案2007》、《復(fù)蘇與再投資法案》、《能源獨立安全法》以及奧巴馬政府施政計劃等。

為推進智能電網(wǎng)的建設(shè)，美國政府還積極探索組建智能電網(wǎng)相關(guān)機構(gòu)。其中包括：能源部建立了一個專門致力于智能電網(wǎng)領(lǐng)域研究的咨詢委員會（SmartGrid-AdvisoryCommittee），用于為政策制定提供咨詢建議。能源部還建立了一個智能電網(wǎng)特別行動小組（SmartGridTaskForce）。其主要任務(wù)是：確保、協(xié)調(diào)和整合聯(lián)邦政府內(nèi)各機構(gòu)在智能電網(wǎng)技術(shù)、實踐和服務(wù)方面的各項活動。該小組在2008—2020年間通過政府的資金資助維持有效運轉(zhuǎn)。

在直接投資及財政補貼政策方面，2009年2月，奧巴馬政府成立之后不久即獲通過的《美國復(fù)蘇與再投資法》推出7870億美元的經(jīng)濟刺激計劃，其中有45億美元專門用于扶持智能電網(wǎng)的發(fā)展；除了直接投資之外，美國政府還出臺了購買太陽能光伏系統(tǒng)、電動汽車以及建筑節(jié)能改建的補貼與減免稅等一系列智能電網(wǎng)相關(guān)的財政補貼政策。

另外，基礎(chǔ)研究方面也有來自美國政府的強有力扶持。例如，美國國家可再生能源實驗室（NREL）與俄亥俄州的巴特爾研究院等都在美國政府的支持下對智能電網(wǎng)項目進行著大規(guī)模研發(fā)。

(2)美國智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

智能電網(wǎng)互操作性和安全性等方面75項標(biāo)準(zhǔn)的出臺：以美國商務(wù)部下屬的國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（NIST）為主，研究了智能電網(wǎng)的互操作性與網(wǎng)絡(luò)安全等各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前為止已經(jīng)提出75項標(biāo)準(zhǔn)，包括《智能電網(wǎng)互操作標(biāo)準(zhǔn)》、《可再生能源配額標(biāo)準(zhǔn)》等。其中25項已經(jīng)于2010年1月確定。這25項標(biāo)準(zhǔn)包括了智能電表與家用電器可進行雙向無線通信的ZigBee技術(shù)的智能能源規(guī)范。此外，2010年9月2日還公布了《網(wǎng)絡(luò)安全指南（初版）》。至今，美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院的智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化制定工作仍在持續(xù)推進中。

智能電網(wǎng)用戶側(cè)相關(guān)需求響應(yīng)程序得到迅速發(fā)展：美國聯(lián)邦能源管理委員會(FERC)2008年做的關(guān)于需求響應(yīng)(DR)和自動計量設(shè)施(AMI)的調(diào)查表明：高級計量設(shè)備的使用率為總電表數(shù)的4.7%（這一數(shù)字在2006年還不到1%），而目前全美有8%用戶參與到了需求響應(yīng)程序中。借助各種州際立法鼓勵措施和電廠政策規(guī)定，需求響應(yīng)程序?qū)^續(xù)得到普及。關(guān)于需求響應(yīng)的巨大潛力，可以在美國聯(lián)邦能源管理委員會2009年6月所做的《關(guān)于需求響應(yīng)潛力的全國評估——員工報告》和2010年6月所做的《關(guān)于需求響應(yīng)的全國行動計劃書》中得以體現(xiàn)。

IT企業(yè)與高科技企業(yè)紛紛參與智能電網(wǎng)的建設(shè)：智能電網(wǎng)建設(shè)項目的主力軍表面上是電力公司或者地方政府。但是,實際主導(dǎo)“智能化”的卻是在世界各地?fù)碛斜姸喾种C構(gòu)的大型IT企業(yè)以及在特定領(lǐng)域內(nèi)擁有核心技術(shù)的高科技企業(yè)。這些美國企業(yè)或機構(gòu)無一不擁有強大的全球業(yè)務(wù)分布。

這些IT企業(yè)和高科技企業(yè)包括思科（Cisco）、英特爾（Intel）、谷歌（Google）、IBM和微軟（Microsoft）等，它們都希望從這一未來最具商業(yè)前景的領(lǐng)域分得一杯羹。從全球百萬億美元的市場潛質(zhì)看，智能電網(wǎng)可與互聯(lián)網(wǎng)相媲美，它是加快電動汽車和充電式混合動力電動汽車應(yīng)用部署過程中的必要基礎(chǔ)設(shè)施。此外，由于用戶會對設(shè)備供應(yīng)商所提供的服務(wù)做出回饋，他們很可能成為未來智能電網(wǎng)技術(shù)市場塑性過程中的驅(qū)動力量。

智能電網(wǎng)的相關(guān)風(fēng)險投資持續(xù)增加：風(fēng)險投資也適時地進入了智能電網(wǎng)領(lǐng)域，旨在為自動計量設(shè)備(AMI)領(lǐng)域、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域等帶來更多、更集中的技術(shù)創(chuàng)新。目前已有多達10億美元風(fēng)險投資基金撥發(fā)給了以GridPoint公司和銀泉網(wǎng)絡(luò)公司等為代表的新興關(guān)鍵公司。

以美國銀泉網(wǎng)絡(luò)公司為例。成立于2002年的這家公司主要為電力公司提供面向智能電網(wǎng)的高級電表架構(gòu)（AMI）搭建與運用的解決方案。該公司具有美國硅谷的Google風(fēng)險投資公司與全球首屈一指的頂級風(fēng)險投資機構(gòu)美國凱鵬華盈（KPCB）公司等多個大型投資公司的股份。

以電科院為主的研究機構(gòu)積極推進投資路線圖的制定工作：為了優(yōu)化未來的投資策略，許多電廠都制定了關(guān)于智能電網(wǎng)的路線圖，但是每個公司的目標(biāo)和起點卻不盡相同，最優(yōu)路線也很難實現(xiàn)。為此，美國電科院聯(lián)合美國SCE公司、第一能源公司（FirstEnergy）、SRP公司以及其他公司一起制定了一個智能電網(wǎng)投資的路線圖。

（3）美國智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢

2011年4月7日，美國電科院在對其2007年的報告進行更新的基礎(chǔ)上，形成了《智能電網(wǎng)成本與收益評估報告》。該報告進一步商定了建設(shè)功能完備的智能電網(wǎng)所需投資水平的基本框架，并在此基礎(chǔ)上闡述和分析了美國智能電網(wǎng)發(fā)展必須解決的問題以及未來的發(fā)展趨勢。現(xiàn)將該報告對美國智能電網(wǎng)未來發(fā)展趨勢的研究成果概括如下：

美國電科院會進一步明確投入和收益。該報告估算，美國全面落實現(xiàn)代化電力系統(tǒng)和智能電網(wǎng)的花費在3380億美元到4760億美元之間，而收益將達到13000億美元到20000億美元。但這只是對基本框架的測算，并不是對包括增強輸電系統(tǒng)屬性和成本的明確分析，因此需要進一步明確投入和收益，以打消投資者的顧慮。

下一步智能電網(wǎng)發(fā)展的重點是配電側(cè)。在報告中電科院研究人員提到，“刨除用于發(fā)電的成本、為滿足可再生能源及負(fù)荷增加而進行的輸電設(shè)施擴張成本、以及智能電網(wǎng)配套家居設(shè)備的客戶成本外，這些投資成本將主要用于建設(shè)接入分布式電源和全面普及客戶端接入的基礎(chǔ)設(shè)施”。

會繼續(xù)加大輸電系統(tǒng)和變電站的成本投入。概括而言就是在輸電線路的穩(wěn)定性和高效性方面繼續(xù)加大投資，具體就是：輸電系統(tǒng)的投入主要包括輸電線路傳感器，包括動態(tài)熱容等級(DTCR)；用于整售輸電服務(wù)的儲能；靈活交流輸電系統(tǒng)(FACTS)設(shè)備和高壓直流(HVDC)終端；短路電流限制器；支持輸電線路和變電站的通信基礎(chǔ)設(shè)施；IT專用關(guān)鍵變電基礎(chǔ)設(shè)施；網(wǎng)絡(luò)安全；智能電子設(shè)備(IED)；用于大范圍監(jiān)控的相量測量技術(shù)等。

繼續(xù)關(guān)注智能電網(wǎng)用戶方面。用戶側(cè)的關(guān)注范圍也將繼續(xù)延伸，不僅包括用戶能源管理系統(tǒng)門戶和面板、家庭用電顯示器等能效管理設(shè)備，也包括住宅儲能、工業(yè)商業(yè)儲能等大規(guī)模儲能設(shè)備和系統(tǒng)。

2.加拿大

加拿大智能電網(wǎng)建設(shè)還處于起步階段。由于其電力管理體制為分省管理，所以目前暫無全國性的智能電網(wǎng)規(guī)劃，而其全國智能電網(wǎng)建設(shè)的協(xié)調(diào)工作由加拿大國家自然資源署承擔(dān)。截止2010年5月，加拿大共有70個智能電網(wǎng)項目處于建設(shè)或規(guī)劃階段。項目主要涵蓋智能電表、需求響應(yīng)、輔助服務(wù)、電網(wǎng)自動化和電網(wǎng)監(jiān)控5種類型。

(1)加拿大對智能電網(wǎng)的政策支持

加拿大電力工業(yè)采用分省管理制，各省電網(wǎng)自成系統(tǒng)進行調(diào)度運行，而跨國電力問題則由加拿大政府統(tǒng)一處理。其中，國際輸電線路的架設(shè)須得到國家能源委員會批準(zhǔn)。國家能源委員會是一個獨立的聯(lián)邦機構(gòu)，通過自然資源部部長向國會報告其工作進展?fàn)顩r。各省的能源委員會負(fù)責(zé)頒發(fā)其權(quán)限范圍內(nèi)的能源管理條例。如安大略省能源委員會與獨立市場經(jīng)營商、加拿大和美國的其他機構(gòu)密切合作來控制該省的電力市場，建立和執(zhí)行發(fā)電企業(yè)、輸電企業(yè)和用電企業(yè)公平、公開的管理制度。

2009年5月，加拿大安大略省發(fā)布《綠色能源法案》。該法案包括智能電網(wǎng)計劃，具體涉及到2010年所有住宅和商業(yè)建筑中需安裝智能電表等相關(guān)發(fā)展規(guī)劃。

(2)加拿大智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，加拿大尚未形成全國統(tǒng)一的電網(wǎng)，其現(xiàn)有電網(wǎng)分為兩大部分，西部電網(wǎng)采用500kV和138kV的聯(lián)絡(luò)線將不列顛哥倫比亞省和阿爾伯達兩省的各電網(wǎng)連接起來。中東部地區(qū)采用了115kV和735kV聯(lián)絡(luò)線將薩斯喀切溫、馬尼托巴、安大略、魁北克和紐芬蘭等地區(qū)電網(wǎng)連接起來。此外，加拿大與美國有聯(lián)網(wǎng)運行、交換電力的協(xié)議。加拿大6個省與美國10個州間已建有輸電線路，輸送能力在1890萬kW以上。

目前，加拿大安大略省和加利福尼亞省引領(lǐng)著加拿大乃至整個北美的智能電網(wǎng)發(fā)展。加拿大兩個最大的風(fēng)電場坐落在安大略省，安大略省40個億的可再生能源項目投資已經(jīng)投產(chǎn)或正在進行中。

另外，安大略省多倫多市HydroOneNetworks公司正在安大略省實施其智能電網(wǎng)計劃，采用的是Trilliant公司的通信基礎(chǔ)設(shè)施方案。2006年年末，該公司開始進行第一次智能電網(wǎng)部署。截至2008年5月，該公司已經(jīng)安裝了400000臺智能電表。

(3)加拿大智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢

繼續(xù)推進智能電網(wǎng)建設(shè)，加強各省可再生能源入網(wǎng)能力和電力傳輸能力已經(jīng)成為加拿大電力系統(tǒng)下一步的發(fā)展重點。目前，加拿大不列顛哥倫比亞省和阿爾伯塔省已經(jīng)開始效仿安大略省做法，著力于智能電表的安裝以及可再生能源項目的推廣。

總結(jié)：美國作為智能電網(wǎng)的發(fā)起者和先行者，在智能電網(wǎng)的發(fā)展和部署中一直占據(jù)著先機。在發(fā)展格局中，美國的先進的配用電側(cè)與落后的輸電網(wǎng)絡(luò)形成了鮮明的對比，因此在成為標(biāo)準(zhǔn)制定者的光環(huán)背后，美國必然會加快輸電網(wǎng)絡(luò)和變電站的建設(shè)工作。同時由于智能電網(wǎng)巨大的成本投入，許多電力公司參與的積極性并不是非常高，這也是IBM、google等IT及高科技企業(yè)成為智能電網(wǎng)生力軍的重要原因之一。因此下一步美國政府或?qū)⒗^續(xù)加大智能電網(wǎng)的先期投入和相關(guān)研究工作，打消廣大投資者，尤其是電力行業(yè)的投資者的顧慮。