1、智能电网专题施祖铭江耀华(上海电气输配电集团，2 0 0 0 5 0)【摘要】介绍了国内外智能电网的发展概况，指出我国发展智能电网已经上升到国家战略层面。智能电网的建设需要在发电、输电、变电、配电、用电、调度(六大环节)和通信信息(一大平台)等领域研制诸多关键设备。这必将带动一个庞大产业链的形成，包括从智能电网六大环节、一大平台的基础设备供应商、发电和电网运营企业，到产业链上下游的合作方、咨询服务商和系统集成商等。该产业链具有产业规模大、促进企业联合重组、促进关联产业延伸发展、加快智能电网新产品研发等特点。随着智能电网建设的推进，必将带动电力装备产业及相关产业的快速发展。关键词智能电网产品综述
2、发展1智能电网发展概况世界范围内智能电网的建设已经全面启动，许多国家都确立了智能电网建设目标、行动路线及投资计划，同时结合各自地区的监管机制、电网基础设施现状和社会发展情况的不同，有针对性地拟定了不同的智能电网战略。如美国制订了 2 0 1 0 2 0 1 4 年智能电网研发跨年度项目规划；欧盟发布了欧洲电网计划2 0 1 0 2 0 1 8 年路线图暨2 0 1 0 2 0 1 2 年实施计划及智能电网：从创新到部署的报告；国际能源署2 0 1 1 年发布智能电网技术路线图，描绘了到2 0 5 0 年的智能电网发展蓝图。2 0 1 0 年3 月，温家宝总理在政府工作报告中指出：积极发展新能源
3、和可再生能源，加强智能电网建设。我国发展智能电网也已经上升到国家战略层面。国家电网公司提出了建设以特高压电网为骨干网架，以信息通信平台为支撑，包括发(输、变、配、用)电和调度各环节，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代化电网，并在2 0 1 0 年内陆续发布了国家电网智能化总规划、智能电网关键设备研制规划和智能电网技术标准体系规划，实施了大量试验示范工程。国家能源局于2 0 1 2 年初发布了国家能源科技“十二五”规划(2 0 1 l 一2 0 1 5)，其中也对“大容量远距离输电”、“间歇式电源并网与储能”、“智能化电网”作了专题部署。我国科技部发布了智能电网重大科技产业化工
4、程“十二五”专项规需世幂(2 0 1 3 7)划，提出在“十二五”期间建立较为完善的智能电网产业链。2智能电网的六个环节和一个平台智能电网包括电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和电力调度六个环节，以及通信信息平台的支撑，其关联示意图如图1 所示(I G C C 指整体煤气化联合循环发电系统，F A C T S 指柔性交流输电系统)。3 智能电网涉及的关键设备3 1发电领域(1)常规发电方面：梯级水电站群经济运行优化调度控制平台、水电机组状态监测与故障分析系统、火电机组次同步振荡抑制装置等。(2)大规模可再生能源方面：大规模间歇电源有功无功控制装置、间歇式电源发电功率预测与协调控制系统、兆瓦
5、级光伏并网逆变器、风电场风电机组故障穿越控制装置、风光储联合电站一体化智能监控系统、风电机组控制系统接入导则符合性检测平台、大规模间歇式电源接入网源协调控制、兆瓦级垂直轴风力发电机组控制系统等。(3)大规模储能方面：大型抽水蓄能电站智能调度运行控制系统、大容量化学电池模块化集成系统、大容量化学电池储能系统能量转换装置、大容量化学电池储能系统综合能量管理系统、集成储能间歇式能源功率平滑调节装置等。万方数据智能电觋专题3 2 输电领域(1)输电线路状态监测装置：输电线路导线运行状态集成监测装置、输电线路气象在线监测装置、输电线路视频图像监控装置、电缆状态监测装置、输电线路电磁环境智能监测系统等。(
6、2)输电线路状态监测中心系统。(3)柔性交流输电关键设备：静止无功补偿器、可控并联电抗器、静止同步补偿器、串联补偿可控串联补偿器、故障电流限制器、静止同步串联补偿器、统一潮流控制器等。(4)柔性直流输电关键设备：柔性直流输电换流阀、柔性直流输电换流站、柔性直流输电用电缆、多端柔性直流输电网控制系统等。(5)高压直流输电关键设备：高压直流输电换流阀、直流场关键设备等。智能电网调度发电常规发电I 燃气发电超超临界燃煤lI G C C循环流化床J 热电联产抽水蓄能化学储能燃料电池水力发电l 风力发电核能发电l 太阳能发电联合运行ll 联合运行篓 妙呕酞甄谬帮分布式能源、小型风电、小型光电、生物质发电
7、、海洋能发电、沼气发电塑壁!：垦H 能效及副理绻端l 信息管信息化通信平台支撑3 3 变电领域(1)变电站设备层关键设备：智能组件(断路器在线监控装置、超特高压油气套管及配套智能监测装置、变压器智能组件、具有选相功能的模块化智能高压真空断路器等)、电子互感器、合并单元、测控装置、保护测控一体化装置、数字化保护装置(数字化线路成套保护装置、数字化变压器成套保护装置、数字化母线保护装置、数字化高压并联电抗器保护装置等)、间歇式能源发电并网保护装置等。(2)变电站系统层关键设备：远动终端、时间同步系统、网络及网络安全在线监视设备、基于统一信息平台的多功能合一的一体化监控系统、数据和事件记录装置、基于
8、信息共享的站域控制继电保护、基于信息共享的广域故障定位系统等。(3)建设运行技术支撑关键设备：组态和系统调试工具、变电站数字化装置调试试验设备、多态遥视、巡检和消防系统、一次设备在线自动校验和预警系统、变电站数字化装置测试检验评估设备等。3 4 配电领域(1)智能配电设备：复合电能质量控制器、高E 回图1智能电网六个环节和一个平台示意图效节能配电变压器、智能配电网保护测控一体化装置、智能配变监测终端、集成智能配电器、少维护金属封闭开关设备、环保型环网柜、环保智能化柱上开关等。(2)配电自动化与配网规划系统：配电自动化系统、配电网调控一体智能技术支持系统、智能配电网规划计算机辅助决策平台等。(3
9、)分布式电源和微电网控制、保护及接人装置：分布式供电系统标准化换流装置及电能控制装置、分布式供电系统及微电网电能质量治理装置、分布式供电系统微机保护装置、高温超导储能装置、超级电容器储能装置、飞轮储能装置、大容量高可靠快速固态开关等。3 5 用电领域(1)用电信息采集装置：用电信息采集终端设备、用电信息采集系统主站软件、用电信息采集专用芯片、智能电能表等。(2)智能用电小区：智能家电、智能插座、居民家用分布式电源及储能管理系统、居民用电智能交互终端、智能用电小区用电服务系统等。(3)智能大用户服务系统：客户侧分布式电源亏世幂(2 0 1 3 7)器量一譬差圈萄一动一一能一电一电一一智一甾回万方
10、数据智能电觋专题及储能管理系统、智能楼宇用电服务系统、大用户智能用电交互终端、智能远程能效监测与控制系统等。(4)电动汽车充放电装置：电动汽车充放电设备、电动汽车充放电管理系统等。(5)双向互动服务系统：客户服务系统、停电管理系统、客户服务门户网站、自助用电服务终端及系统、用户用能服务系统等。(6)智能用电检测设备：高级计量管理系统、智能用电技术检测设备、便携式智能用电交互终端维护仪等。3 6 调度领域智能电网调度技术支持系统关键设备：基础平台、实时监控与预警、调度计划、安全校核和调度管理等。3 7 通信信息平台领域(1)骨干传输网建设和完善关键设备：大容量高速实时的电力专用智能化光传输系统、
11、电力无线宽带通信网、电力通信通道加密装置和面向智能变电站应用的系列化工业以太网交换机等。(2)配电和用电环节通信网建设关键设备：智能配用电一体化通信系统及无源光网络等核心通信设备、中高压电力载波通信设备、低压电力线载波通信设备、配电工频通信设备、智能家庭网络通信设备及系统，以及电力专用通信控制芯片等。(3)通信支撑网建设和优化关键设备：全网时间同步系统、电力通信网智能化管理系统等。(4)信息化基础设施关键设备：信息采集与数据交换平台、信息应用集成平台、基础应用开发平台、实时数据库、嵌入式系统平台等。(5)信息安全与运维关键设备：信息安全接入平台、安全移动作业终端、网络信任平台、新一代网络隔离装
12、置、一体化信息系统监管运维平台、应用系统灾备系统等。(6)信息系统与高级应用：电网信息一体化综合展现平台、综合辅助决策分析模型及分析系统、地理信息与空间服务平台(G I S)等。4 智能电网产业链从上述智能电网所需要研制的关键设备可以看出，智能电网的建设将带动一个庞大的产业链，从智能电网六大环节、一大平台的基础设备供应商、发电和电网运营企业，到产业链上下游的合作方、雩世幂(2 0 1 3-7)俗词服务闶和糸统集厩阀寺。以召能电湖为核心的产业链如图2 所示。仓吲圃匦亘圃圆D 匦匦多隧蕊磊仓匝D 匡巫叵 区匦亟吲黔黔匝吵匝少图2 智能电网产业链示意图科技部智能电网重大科技产业化工程“十二五”专项规
13、划指出，为支持智能电网发展，需要对以下产业进行布局：清洁能源发电；清洁能源发电设备制造，如风力发电、太阳能发电等；新材料产业，如光电转换材料、储能材料、绝缘材料、超导材料、纳米材料等；电网设备制造产业，如新型电力电子器件、变压器等；信息通信、仪器仪表、传感器、软件等；新能源汽车产业。此外，智能电网还涉及家电等消费类电子产业。因此，可以预示，不久的将来，智能电网的建设已不局限于传统产业链，还会催生很多新兴产业的发展。科技部规划还指出：“十二五”期间，智能电网示范工程和产业培育方面，建成2 0 3 0 项智能电网技术专项示范工程和3 5 项智能电网综合示范工程，建设5 1 0 个智能电网示范城市、
14、5 0 个智能电网示范园区，并通过投资和技术辐射带动能源、交通、制造、材料、信息、传感、控制等产业的技术创新和发展，培育战略性新兴产业，带动相关产业发展，打造一批具有国际竞争力的科技型企业，建设一批拥有自主知识产权和知名品牌、核心竞争力强、主业突出、行业领先的大企业。既有国家产业政策的导向，又有示范工程，智能电网产业孕育着巨大的发展机遇。5 智能电网产业链特点分析5 1 产业规模大国家电网公司所发布的关于加快推进坚强智能电网建设的意见指出，自2 0 0 9 年开始至2 0 2 0 年，智能电网建设总投资规模约4 万亿元。“坚强智能电网”建设将分为三个发展阶段：初期万方数据智能电网专题(2 0
15、0 9 2 0 1 0 年)为规划试点阶段；“十二五”期间为全面建设阶段，投资约2 万亿元；“十三五”时期为引领提升阶段，投资约1 7 万亿元。同时，南方电网也对智能电网建设进行了相关规划布局。5 2出现了企业间联合重组的趋势输配电一次设备(主要指变压器、互感器、电抗器、断路器、电力电容器、避雷器等)企业积极与二次设备(主要指测量、控制、保护、调度等)企业合作，打破分割的行业格局，建立以股权为纽带的新型企业，快速抢占一、二次设备融合带来的市场机遇。5 2 1国内2 0 1 0 年6 月，中国西电集团公司与国电南京自动化股份有限公司合资组建江苏西电南自智能电力设备有限公司。2 0 1 2 年5
16、月，中国西电电气股份有限公司宣布联手美国通用电气(G E)旗下能源业务建立全球战略联盟。2 0 1 1 年6 月，特变电工与北京四方继保自动化股份有限公司合资组建四方特变电工智能电气有限公司。5 2 2 国外A B B 于2 0 1 0 年5 月以超过1 0 亿美元收购了美国一家网络管理软件生产商V e n t y x。阿尔斯通和施耐德电气联合收购阿海珐输配电业务，阿尔斯通接手阿海珐输配电业务中的输电业务(约占三分之二)，阿海珐输配电的配电业务(约占三分之一)则由施耐德电气经营。美国G E 以3 2 亿美元并购法国风电变流器制造商科孚德(C o n v e r t e a m)。施耐德电气收购
17、了加拿大知名风电与太阳能变流器制造商X a n t r e x。5 3 产业链的延伸智能电网建设中，随着新能源接入技术、电力电子技术、储能技术、信息通信技术、控制技术应用，促进关联产业的延伸发展。例如：美国G E，积极进入风电及其接人系统领域、智能电表、变压器智能监测设备等。又如：日本N G K(碍子公司)是生产电瓷和避雷器产品的著名企业，利用其在陶瓷领域的研制优势，研制成功了钠硫电池的核心部件B 氧化铝，现已成为世界第一家生产钠硫电池厂商，年产达到1 5 0M W 的生产能力。这种大容量储能电池，可广泛用于风电场和光伏发电系统。不但电力装备企业实现了产业链延伸，而且一些从事信息、软件类的厂商
18、也在抓住机遇进入智能电表及相关软件等市场。例如：I B M 公司，已经开团始从事智能电网解决方案，为美国电力公司等提供系统集成服务，进行配电网络的升级；C I S C O(思科)公司提供智能电网解决方案，涵盖输配电设施及通信网络计算平台、操作系统等；I n t e l 公司研制出智能电表用W M a x 芯片，安装在电表上，可实现新一代宽带无线接人，实现电表间的信息传输；G o o g l e 公司提供家庭用电监测软件，据此可节省电费等。5 4 加快了智能电网新产品的研制随着智能电网试点工程深化，带动了我国智能电网装备的快速发展，许多电网设备需要具有“智能化”功能，需要集成数字化技术、传感器技
19、术、信息通信技术和现代控制技术等。例如：变压器、断路器等一次设备都要实现“智能化”，具有测量数字化、控制网络化、状态可视化、信息互动化、功能一体化特征。电子式电流互感器、智能变电站成套设备、柔性直流输电系统、大容量锂电池和全钒液流电池储能、电动汽车充电装置、智能电能表等大量新产品的研制成功，也支持了智能电网试点工程的推进。5 5 地方政府出台发展智能电网产业规划面对智能电网发展机遇，我国一些地方政府也出台了发展智能电网产业的规划，有效推进了智能电网装备产业化。如：上海市经信委出台了上海推进智能电网产业发展行动方案，提出了建成智能电网核心设备产业基地，力争培育3 5 家智能电网行业的龙头企业，形
20、成有竞争力的智能电网产业集群；江苏省发布了江苏省智能电网产业发展专项规划纲要，规划到2 0 1 5 年，智能电网产业总产值30 0 0 亿元；重庆市发改委也发布了重庆市“十二五”时期电网智能化发展指导意见，提出了智能电网建设和产业布局指导意见等。6 结语随着智能电网建设的推进，必将带动电力装备产业、信息通信产业、新材料、软件产业、电路芯片产业等一系列产业的联合研发，以及产品的创新发展，促进电力装备及相关产业的跨越式发展，智能电网新兴产业链也在日益发展壮大。参考文献 1 刘振亚，智能电网技术 M 北京：中国电力出版社，2 0 1 0(编辑志皓)需世幂(2 0 1 3 7)万方数据智能电网产业链简述智能电网产业链简述作者：施祖铭，江耀华作者单位：上海电气输配电集团,200050刊名：电世界英文刊名：Electrical World年，卷(期)：2013,54(7)参考文献(1条)参考文献(1条)1.刘振亚 智能电网技术 2010 引用本文格式：施祖铭.江耀华 智能电网产业链简述期刊论文-电世界 2013(7)
