美國(guó)能源部（DOE）近日公布了《2014 智能電網(wǎng)系統(tǒng)報(bào)告》，認(rèn)為因數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用以及政策激勵(lì)，美國(guó)電網(wǎng)可再生能源和分布式能源的發(fā)展正在經(jīng)歷重大轉(zhuǎn)型。電網(wǎng)更強(qiáng)調(diào)對(duì)極端氣候的應(yīng)對(duì)能力，而消費(fèi)者和各行業(yè)在電力管理和生產(chǎn)兩方面的參與度不斷提高。
　　2010 年至今，美國(guó)公共和私營(yíng)部門(mén)對(duì)智能電網(wǎng)的投資已達(dá)90億美元，先進(jìn)通信與控制技術(shù)在其中得到廣泛應(yīng)用，主要體現(xiàn)在以下方面。
　　先進(jìn)量測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)技術(shù)（包括智能電表、通信網(wǎng)絡(luò)和信息管理系統(tǒng)）增強(qiáng)了公用事業(yè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行效率，為消費(fèi)者有效管理電力提供了便利。預(yù)計(jì)到2015 年智能電表安裝量將達(dá)6500萬(wàn)個(gè)，占全國(guó)電力消費(fèi)者的1/3。
　　消費(fèi)側(cè)技術(shù)，如用于住宅的可編程通信控制器或工商業(yè)消費(fèi)者采用的建筑能源管理系統(tǒng)，可以與智能電表協(xié)同工作，為消費(fèi)者提供有用的能源利用數(shù)據(jù)，并有助于公用事業(yè)機(jī)構(gòu)調(diào)峰。
　　分布式能源系統(tǒng)中傳感、通信與控制技術(shù)的運(yùn)用，提高了可靠性和效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位并隔離故障點(diǎn)，減少斷電事故，通過(guò)動(dòng)態(tài)優(yōu)化電壓和無(wú)功功率實(shí)現(xiàn)高效電力利用，監(jiān)測(cè)電力資產(chǎn)狀況引導(dǎo)維護(hù)。
　　先進(jìn)傳感器和高速通信網(wǎng)絡(luò)在輸電網(wǎng)的應(yīng)用，加強(qiáng)了高壓變電站及全網(wǎng)監(jiān)測(cè)和控制運(yùn)行的能力。例如同步相量技術(shù)使數(shù)據(jù)傳輸速度較普通技術(shù)高100倍以上，相量量測(cè)單元（PMU）在輸電網(wǎng)的應(yīng)用，可以讓運(yùn)營(yíng)者及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修正頻率和電壓震蕩等系統(tǒng)失穩(wěn)現(xiàn)象，增大線路輸電容量。
　　報(bào)告指出，美國(guó)各地智能電網(wǎng)的發(fā)展速度不同，取決于各州政府的政策、監(jiān)管措施以及公用事業(yè)機(jī)構(gòu)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)水平，準(zhǔn)確評(píng)估技術(shù)成本效益還需要時(shí)間，政府和行業(yè)應(yīng)當(dāng)加大部署實(shí)踐和評(píng)估模式的分享力度。
　　對(duì)智能電網(wǎng)技術(shù)的需求來(lái)自對(duì)輸電系統(tǒng)新功能的要求，這些功能是原有電網(wǎng)在設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮到的。傳統(tǒng)意義上，公用事業(yè)機(jī)構(gòu)管理的是一個(gè)大體可預(yù)測(cè)的系統(tǒng)，電力供需是從大型、集中式發(fā)電廠到消費(fèi)者的單向流動(dòng)，而現(xiàn)代電網(wǎng)則遠(yuǎn)為復(fù)雜，它包括：輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)中各種可再生能源；來(lái)自于分布式能源及其他資產(chǎn)如屋頂光伏、電動(dòng)汽車(chē)、儲(chǔ)能設(shè)施等的雙向電力流動(dòng)；消費(fèi)者和工商業(yè)的主動(dòng)式管理和發(fā)電；網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)下的先進(jìn)通信與控制技術(shù)。
　　這些技術(shù)的集成與實(shí)踐，都需要一個(gè)具有更快反應(yīng)能力、更具靈活性的電網(wǎng)以及新的業(yè)務(wù)和監(jiān)管模式，需要維護(hù)其可靠性，特別是消費(fèi)者和第三方應(yīng)更多參與到管理和發(fā)電中來(lái)。此外，還需要長(zhǎng)期投資策略，以更有效地平衡對(duì)高效、可靠、安全、可負(fù)擔(dān)電力傳輸?shù)母?jìng)爭(zhēng)性需求。

作者：張軍 來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 責(zé)任編輯：wutongyufg