智网 第38期

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智能电网，英文称“The Smart Grid”，是为未来提供可靠、安全、经济、高效、绿色的电力服务的新一代电网。它是集成现代通信技术、传感和测量技术、计算机技术、电力电子技术等各领域技术创新，应用于物理电网的发电、输电、变电、配电、用电、调度各个环节，通过先进控制方法和决策支持系统，实现电网的智能化控制。

智能电网是推动新产业革命的核心力量

目前，全球已进入由新能源引领的能源革命时期，即第四次产业革命。智能电网的建设将会拉动相关工业产业的发展，推动全社会的产业升级，是推动新一轮产业革命的核心力量。智能电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济，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，对于推动新产业革命具有直接的综合效果。

智能电网已被我国列入“十二五”新兴能源产业重点扶持的十大领域之一。智能电网的建设将直接推动信息、通讯、芯片制造、自动化控制设备以及电子仪器仪表等高科技产业的发展，同时将拉动电动汽车、汽车充电电池、轨道交通设备等行业的发展。此外，还将推动相关的服务和金融产业发展，如智能技术交易服务、工程设计咨询服务、工程融资和碳交易等现代服务产业。

智能电网是发展低碳经济的核心环节

低碳的电力服务是低碳经济的基础，具备坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化等要素的智能电网，是实现低碳电力的核心环节。

传统电网存在不支持大规模间歇性电源与分布式电源接入、输电损失巨大且用户间无法互动等问题，因而无法满足新能源发展的要求，智能电网应运而生。风电、太阳能发电等新能源的应用，近年来在国内日益受到重视，但由于风力的强弱随时可能变化、太阳的光照强度也会随天气而改变，这两种发电方式产生的电能时强时弱，故而不能保证其联网输电的稳定性。可以说，智能电网与新能源是相辅相成、缺一不可的，没有新能源的发展，就没有发展智能电网的必要；没有智能电网，新能源的规模利用也是不可能的。

智能电网是电力系统发展变革的最新动向

随着经济的发展、社会的进步、科技和信息化水平的提高以及全球资源和环境问题的日益突出，电网发展面临新课题和新挑战。依靠现代信息、通信和控制技术，积极发展智能电网，适应未来可持续发展的要求，已成为国际电力工业积极应对未来挑战的共同选择。

智能电网将发电厂、高压输电网、中低压配电网、用户等传统电网中层级清晰的个体，无缝的整合在一起，使用新一代的智能控制系统、决策支持系统，将实现电力流、信息流的受控双向流动。实质上，智能电网也是利用网络效用，实现最低的成本和最可靠、最高效的电力服务。

智能电网是我国应对能源环境问题的重要手段

我国能源问题严峻

我国能源环境问题较为严峻，能源紧缺、分布不均、能耗过大和温室气体排放过量对可持续发展构成威胁，主要包括以下几个方面：1)能耗大，能效低。2009年，我国一次能源消费量高居世界第二，同时是过去10年里能源消耗增长最快的国家；2)人均资源匮乏。作为一个制造业大国人均能源消费仅为世界平均水平的73％；3)温室气体和有害物排放量大。目前我国已是世界第一大温室气体排放国，同时也是二氧化硫排放第一大国；4)能源分布不均。清洁能源是未来开发的重点，但我国未来可开发的水力资源主要分布在西南；陆上风能资源则集中在三北地区；核电站由于冷却技术限制，当前我国已建和在建核电均在东南沿海。主要负荷中心却是华北、华东和华中，距主要能源基地大约为800-3000km。富集风能、太阳能、水能资源于一体的到主要负荷区的距离更是超过3000km。

智能电网是应对能源环境问题的有力措施

智能电网的建设可以提高能源传输效率，接纳更多的清洁能源，从时间和空间上优化能源配置，对于节能减排作用重大。

1、推动能源结构调整、提高清洁能源比重。清洁能源存在固有的缺陷，如水电受季节和来水量影响较大；核电调峰能力差；风、光具有不确定性和间歇性的特点，同时电能质量较差。这些问题造成当前电网无法大规模接纳新能源，因此需要更加灵活稳定的智能电网。

2、优化能源传输体系。坚强智能电网构建了特高压和直流输电的电力高速公路网，减轻铁路、公路运输压力，同时使得风、光、水等难以运输的一次能源能够跨区优化配置。

3、提高能源使用效率。智能电网可从各个环节来降低损耗，尤其是输变电环节和配电环节的线路和变压器损耗。改善手段主要包括特高压输电、直流输电和柔性输电、配电网优化布局、智能无功补偿、节能变压器和非晶合金变压器的应用等。

我国智能电网建设现状

智能电网进行时，规划标准相继出台。《智能电网技术标准体系规划》和《智能电网关键设备(系统)研制规划》已于今年6月正式。其中《智能电网技术标准体系规划》是用于指导国家电网公司智能电网企业标准编制工作的纲领性文件和技术指南。该规划在中国首次系统地提出了包括8个专业分支、26个技术领域、92个标准系列的智能电网技术标准体系；《智能电网关键设备(系统)研制规划》在中国首次系统地提出了包括7个技术领域、28个技术专题和137项关键设备的研制规划。

当前我国的智能电网还处于研究和实验阶段，智能化投资主要体现在前后两批25个试点工程以及智能电表、充电桩等基础设施上。而试点工程建成后需要有至少1-的观察期和反馈期才可能投入实用。因此大规模智能化建设在2012年以后会逐步启动，技术难度较大和投入成本较高的项目则要等到2016年以后，我国智能电网将沿着由坚强到智能的路线逐步推进。

智网细分行业的投资机会

特高压建设是基础

“坚强”和“智能”是坚强智能电网的基本内涵，只有形成坚强网架结构，构建“坚强”的基础，才能实现互动化的“智能”技术特征，因此特高压输电网是建设我国智能电网的基础。我国主要能源基地分布、负荷中心分布于国土的西部、东部，之间距离长达800-3000km，长距离低损耗送电是我国电网必须解决的问题，特高压作为骨干电网正解决了这个问题。

2010-2020年特高压输电网总投资将超过6000亿元。按照国网的规划，到2020年，中国将形成以“三华”(华北、华中、华东)特高压同步电网为受端，东北特高压电网、西北750千伏电网为送端，联接各大煤电基地、大水电基地、大核电基地、大型可再生能源基地

的“一特四大”坚强电网结构，跨区、跨国输电能力达到4.2亿千瓦，其高压承载部分达到3.5亿千瓦。

配电自动化是重中之重

配电自动化是提高供电可靠性和供电质量、扩大供电能力、实现配电网高效经济运行的重要手段。智能电网的投资构成中(不考虑大规模储能装置)，配网自动化和用户侧系统将占40％，智能变电站占20％、智能调度占15％、柔性输电系统(含清洁能源接入侧设备)占10％，其他投资占15％，可见配电网自动化将是智能电网建设的重中之重。

我国配网自动化处于初级阶段。国内城市配网馈线自动化率不足10％，而国外配网自动化的比例达到60-70％，未来市场空间广阔。配网自动化建设即将进入高峰期，预计有接近10个城市进入试点。从长期看，一旦大城市试点成功，势必向二、三级城市推广，未来可能进一步深入到县的级别。每个城市配网自动化总投资在4.5亿元之间，保守按照年均10个城市进行改造，预计年均市场容量在45亿元左右，未来5年将是配网自动化投资的高峰期。

柔性输电提升效率与可靠性

输电环节的智能化主要是指柔性输电的应用和发展。柔性输电技术将电力电子技术广泛应用于输电环节，实现对输电系统的主要参数进行灵活快速的适时控制，进而实现电能的合理分配，降低功率损耗和发电成本，大幅度提高系统稳定和可靠性。

新能源发电的发展、电力市场改革构成柔性输电设备市场的双重推动因素。一方面，新能源发电的不稳定性直接导致未来电网电能质量和安全受到极大挑战；另一方面，电力市场改革导致发电、输电分离，输电运行和投资风险和不确定性等级的显著增加。应对这两方面挑战，电网企业需要在输电系统引入更大的灵活性，即要引入柔性输电系统。

智能变电站是坚强节点

从数字化变电站走向智能变电站，标志着智能电网的全面建设。智能变电站具有更广的适用范围及更好的发展前景，将取代常规变电站和数字化变电站，构成智能电网的最关键节点单元，最终和其他电网智能化设备一起，构成整张智能电网。

2010-2020年智能变电站建设将带来1500亿元以上的市场需求。目前全国共有110kv以上变电站超过23000座，按5％的保守增长率假设，到2020年，全国110kv以上变电站将达到32000座以上。预计到2020年，全部重点变电站将实现智能化改造，带来总计1500亿元以上的市场需求。

智能用电：外延市场更为乐观

智能用电拥有丰富的外延市场，如汽车充电站建设将在2015年之后迎来高潮，再如节能减排政策带来的合同能源管理，再如基于Web的电力服务、智能用电软件，外延市场的总容量将远远高于智能电表、用电信息采集系统等基础智能用电设备的市场容量。

我国政府出台了明确的产业政策支持发展电动汽车。预计到2020年，电动汽车保有量占汽车保有总量的10-15％，将达到1500万辆以上。按照国网及其他建设主体(中石油、中石化等)规划，未来10年充电站直接相关的电力设备市场需求就将超过120亿元。随着未来电动汽车的普及，未来3 5年充电站市场的年均增速可达到50-100％，汽车充电站的建设高潮将在2015年之后。

智能调度：从信息化走向智能化

智能调度是坚强智能电网的关键建设内容和神经中枢。智能调度系统主要是为了适应特高压互联大电网安全稳定运行而所需要的新一代覆盖全国输电网的跨区域调度系统，实现自动化乃至智能化的调度能够大大提高电网的运行效率。

在特高压建设以及智能调度系统试点成功的推动下，2010-2015年预计将是智能调度系统的建设高峰。国调、网调先行，其他等级调度系统后继，预计将带来超过170亿元以上的设备需求。