张季东;李健
【摘 要】智慧城市建设绝非千篇一律,需根据城市自身情况和问题有重点推进.以智慧电网建设为分析对象,认为各国智慧电网面临的课题和目标有所差异.美国智慧电网重点在于标准制订方面的推进;欧洲着重在新能源开发、分布式电源等方面的创新;韩国以新兴产业发展为导向,专注于智能电表的应用和电动汽车的发展;日本智慧电网建设的重点内容则是新能源、电池与微电网等.最后就各国智慧电网推行的经验教训对中国城市智慧电网建设的启示进行总结.%Smart city construction is not the same all over the world,but has special emphasis based on their own circumstances and problems.In particular,smart grid construction varies in different areas in terms of the project content and target.For example,the United States works hard to promote smart grid standards;Europe mainly works on innovation of new energy development,distributed power supply,etc.;South Korea makes emerging industry as its orientation,focusing on developing smart meters and electric vehicles;smart grid construction in Japan focuses on new energy,battery and micro grid.Finally,this paper sum marizes the experiences and lessons of smart grid construction in the above countries,as well as the inspiration to Chinese cities.
【期刊名称】《电力与能源》
【年(卷),期】2017(038)002
【总页数】复方谷氨酰胺6页(P96-101)
KAMEWA【关键词】智慧电网;电网规划发展动态;战略要点
【作 者】张季东;李健
【作者单位】上海社会科学院城市与人口发展研究所,上海 200020;上海社会科学院城市与人口发展研究所,上海 200020
【正文语种】中 文
【中图分类】TM76
促进就业法
作为近年来对人类城市发展关注和探索的一个进程，“智慧城市”(Smart City)的发展内涵逐渐被全球越来越多的国家和社会公众所接受。智慧城市是各国应对人口膨胀、交通拥挤、环境污染、资源紧缺等各种重大问题的选择，由于各国在社会基础、经济阶段、人口结构、生态环境等方面的巨大差异，造成其智慧城市建设内容也存在差异。因此，智慧城市建设绝非千篇一律，需要根据区域或城市自身发展的基础和问题科学推进。本文拟对智慧城市的重要内容之一——智慧电网建设的国际动态进行分析，并对中国启示进行探讨。
从美国“绿新政”宣布投入大量资金进行智慧电网建设开始，智慧电网已成为一股席卷全球的热潮，从国家到地方各级政府纷纷从自身能源环境需求与产业发展等角度规划智慧电网的建设，并构成智慧城市建设的重要内容。但各国智慧电网因面临的课题与目标不同，因此对于智慧电网的理解和建设重点也不尽相同，智慧电网更多只是一个“未来先进电网”的概念。美国电气和电子工程师协会(IEEE)的定义比较有国际权威性：智慧电网指利用数字化技术，将输电与配电网升级达到最优化运行，相应提高能源市场弹性，以诱发许多智慧电网相关的新市场。欧洲技术论坛对智慧电网的定义是：一个可整合所有连接到电网用户(发电机和电力用户等)所有行为的电力传输网络，以有效提供持续、经济和安全的电力能量。我国对于智慧电网的定义是以物理电网为基础(中国的智慧电网是以特高压电网为
骨干网架、各电压等级电网协调发展的电网为基础)，将现代先进传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术和控制技术等与物理电网高度集成而形成的新型电网，满足用户对电力的需求和优化资源配置，确保电力供应安全性、可靠性和经济性，满足环保约束，保证电能质量，适应电力市场化发展等目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。
基于自身电力系统面临的诸多发展问题及对智慧电网建设内涵的不同理解，当前美国、欧盟、日本以及韩国等发达国家和地区都已规划智慧电网发展蓝图，提出具体发展策略。本文针对美国、欧盟、日本和韩国智慧电网发展的重点内容、政策导向及实施战略进行分析，希望能对中国城市智慧电网建设产生些许启示。
美国智慧电网的规划发展大致可分为3个阶段的建设内容：第1阶段是到2009年，各州政府进行智慧电网规划并着手建设，目前该阶段目标已经基本完成；第2阶段是2011到2020年，家电设备能透过有线或无线方式远距操作；第3阶段是2020到2030年，美国各地实现智慧电网化。
1.1 提出美国电力系统下个百年愿景
在过去数年中,由于电力系统复杂化与老化，造成重大损失，使得美国出现数次大规模停电，因此美国智慧电网建设致力于在基础设施老化背景下，建设安全、可靠的现代化电网，并提高用电侧效率、降低用电成本。美国电力研究院(Electric Power Research Institute, 简称EPRI)在2001年就提出“智慧电网”(Intelli Grid)概念；之后美国能源部(DOE)发表“Grid 2030”报告，提出美国电力系统下一个百年愿景，指出未来美国电力系统将应用通信技术(ICT)提升电力系统运行及控制效率，建构有效率且可靠的电力网络。之后再次提出国家电力技术路径图(National Electricity Delivery Roadmap)，以实现“Grid 2030”的愿景。
在美国定义的智慧电网中，具备7大特性：自动修复、互动、安全、提供21世纪所需的电力质量、适应所有的电力来源和储能方式、可市场交易、优化电网资产以提高营运效率。由于美国为大陆型国家，其智慧电网概念将全国电网分为“基础主干”(Backbone)、“区域链接网络”与“区域配电、小型及微电网”等3个不同空间尺度的建构。基础主干主要是长距离输电系统，如横跨美国东西两岸的输电线；区域链接网络为基础主干对各地传输电力的区域链接网络；最后则是各区域的配电系统与对当地供电的小型、微型电网。
FANPN1.2 积极提升美国的研发和控制能力
2009年，美国总统奥巴马发布的《经济复苏计划》中提出投资110亿美元，建设新一代智慧电网。在智慧电网建设计划中，重点推进了核心技术研发，着手制定发展规划。美国政府为吸引各方力量共同推动智慧电网的建设，积极制定《2010―2014年智慧电网研发跨年度项目规划》，全面设置智慧电网研发项目，进一步促进该领域技术的发展和应用，主要包括两大领域。
(1)技术领域。包括发展配送系统和客户端传感系统技术，发展电网与汽车互联技术、电网通信整合和安全技术，在创造高渗透性能源配送和充电网络条件的过程中发展安全、高效和可靠性强的保护和控制性技术，发展运作支持工具技术等众多技术领域。
(2)建模领域。根据运作情况、配送成本、智慧电网资产以及电网运行所产生的各种影响，对从电网建设、发电到运输、运输到配送的整个过程进行模型构建，包括建立电力配送的智慧电网元件和运行模型，电力运输和发电系统的准恒定和动态反应的降维模型，发展和示范整合通信网络的模型、批发市场模型和可再生能源模型等。方正rip
1.3 加快推进智慧电网技术的标准化
紫外可见漫反射光谱
把握行业技术标准一直是美国控制全球新兴产业发展的重要手段。美国商务部下属的国家标准技术研究院(NIST)为美国智慧电网发展主要研究力量，从事智慧电网操作性与网络安全等各项技术标准，至目前已经提出75项标准。其中有25项已经于2010年1月得以确认。这25项标准包括智能电表与家用电器可进行双向无线通信的ZigBee技术的智慧能源规范等，已经广泛在全球范围内的智慧城市建设中得以实践。2010年9月国家标准技术研究院(NIST)还公布了《网络安全指南(初版)》。目前美国国家标准技术研究院仍在快速推进智慧电网其他技术的标准化工作。
1.4 智慧电网发展在美国的示范行动
在2008年，美国科罗拉多州Xcel能源公司选择9万多人口的小城波尔德(Boulder)，作为全美第1个“智慧电网城市”。Xcel公司之所以选择波尔德，是因为城市大小规模适宜、与电网接入方便，而且美国国家标准和技术研究所(NIST)也位于此，可共同参与智慧电网城市计划。波尔德智慧电网涉及并使用技术：先进信息技术；高速、实时、双向通信；遍布全网的传感器能够进行快速诊断并采取行动；提高高峰时段效率的决策数据和支持；分布式发电技术(例如风电、太阳能和混合动力汽车)；智能变电站；家用能源控制装置等。
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