智能電網(wǎng) 新能源經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)者改-final

《智能電網(wǎng) 新能源經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)者改-final》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《智能電網(wǎng) 新能源經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)者改-final（39頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、智能電網(wǎng)：新能源經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)者 電力咨詢委員會(huì)報(bào)告 2008年12月 電力咨詢委員會(huì) 電力咨詢委員會(huì)職責(zé) 電力咨詢委員會(huì)職責(zé)是給美國(guó)能源部門提供以下幾方面的意見(jiàn)：執(zhí)行2005的能源政策法案，實(shí)施2007能源獨(dú)立和安全法案以及逐步現(xiàn)代化電力傳輸基礎(chǔ)設(shè)施。 電力咨詢委員會(huì)目標(biāo) 電力咨詢委員會(huì)目標(biāo)是提供以下幾方面的意見(jiàn)： l 與美國(guó)能源部門有關(guān)的電力政策問(wèn)題 l 美國(guó)能源部門電力項(xiàng)目和行動(dòng)方面的建議 l 關(guān)于當(dāng)前和未來(lái)電力傳輸設(shè)備容量（發(fā)電，輸電以及配電，區(qū)域的以及國(guó)家的）的問(wèn)題 l 協(xié)調(diào)美國(guó)能源部門、國(guó)家和地區(qū)官員以及私營(yíng)部門之間有關(guān)電力供應(yīng)、需求和可

2、靠性方面的問(wèn)題 l 協(xié)調(diào)聯(lián)邦，州和電力公司主管部門之間的要求，以應(yīng)付停電或其他有關(guān)的電力發(fā)電、輸電以及配電方面的緊急情況 報(bào)告目的 該報(bào)告的目的是使我們了解要克服的障礙，意識(shí)到智能電網(wǎng)發(fā)展的機(jī)遇，從而增強(qiáng)國(guó)家的電力輸送系統(tǒng)，以迎接21世紀(jì)的挑戰(zhàn)。該報(bào)告著重于美國(guó)能源部可以采取的智能電網(wǎng)措施。 智能電網(wǎng)：新能源經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)者 2008年12月 電力咨詢委員會(huì)主席的信 2008年12月 作為電力咨詢委員會(huì)全體成員的代表，我十分樂(lè)意提供這份報(bào)告，智能電網(wǎng)：新能源經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)者。美國(guó)能源部應(yīng)采用本報(bào)告的建議，以確?？梢栽诮窈髱?/p>

3、個(gè)月中資助和執(zhí)行一個(gè)成功的智能電網(wǎng)項(xiàng)目。 這里的建議經(jīng)電力咨詢委員會(huì)于2008年通過(guò)。電力咨詢委員會(huì)的成員代表著電力領(lǐng)域中各部門的專家，包括來(lái)自工業(yè)界，學(xué)術(shù)界，以及國(guó)家政府的專家。我要感謝IBM公司全球能源和公用事業(yè)的總經(jīng)理，智能電網(wǎng)聯(lián)盟的主席以及智能電網(wǎng)小組委員會(huì)的主席Guido Bartels，在他的領(lǐng)導(dǎo)下完成了這份報(bào)告。我也要感謝在小組委員會(huì)服務(wù)的所有成員。也要感謝美國(guó)能源部電力傳輸和能源可靠性助理秘書長(zhǎng)，Kevin，以及美國(guó)能源部電力傳輸和能源可靠性辦公室的高級(jí)政策顧問(wèn)，電力咨詢委員會(huì)指定的聯(lián)邦官員David Meyer。 電力咨詢委員會(huì)的成員認(rèn)為美國(guó)能源部在國(guó)家電網(wǎng)的現(xiàn)代化方面能

4、起到舉足輕重的作用。這些建議提供給能源部，希望能源部可以考慮將它作為開(kāi)發(fā)和發(fā)展的政策和方案，以保證21世紀(jì)的電力系統(tǒng)。 誠(chéng)摯的 Linda Stuntz，主席 電力咨詢委員會(huì)

5、 電力咨詢委員會(huì)成員 *代表智能電網(wǎng)小組委員會(huì)成員 Linda Stuntz* Robert Gramlich 主席 政策主任 發(fā)起者合作人 美國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì) Stuntz，Davis 和Staffier ,P.C.

6、 Yakout Mansour* Dian Greueneich* 副主席 加州公用事業(yè)委員會(huì) 總裁兼首席執(zhí)行官 專員 加州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商 Paul Allen* Michael H

7、eyeck 高級(jí)副總裁 美國(guó)電力傳輸 企業(yè)事務(wù)和行政環(huán)境全球能源 高級(jí)副總裁 官員 Guido Bartels Hunter Hunt 智能電網(wǎng)小組委員會(huì)的

8、主席 亨特石油公司 智能電網(wǎng)聯(lián)盟主席 高級(jí)副總裁 IBM公司全球能源和公用事業(yè)總經(jīng)理 Greey Cauley Susan Kelly 電力監(jiān)管委員會(huì)可靠性公司 美國(guó)公共權(quán)力協(xié)會(huì) 總裁兼首席執(zhí)行官 政策分析和法律顧問(wèn)

9、 副總裁 Ralph Cavanagh Irwin Kowenski 能源資源計(jì)劃自然防御理事會(huì) 西方能源企業(yè)公司 主任 總裁 Jose Delgado Barry Lawson 美國(guó)輸電公司

10、 國(guó)家農(nóng)村電力合作社協(xié)會(huì) 總裁兼首席執(zhí)行官 電力傳輸經(jīng)理 Jeanne Fox* Ralph Masiello* 新澤西州公用事業(yè)委員會(huì) 克馬 總裁 高級(jí)副總裁

11、 Joseph Garcia John McDonald* 美洲印第安人全國(guó)代表大會(huì) 通用能源市場(chǎng)營(yíng)銷，傳 總裁 輸以及分配總經(jīng)理 David Meyer

12、 Barry Smitherman 美國(guó)能源部電力傳輸和能源可靠性 德州公用事業(yè)委員會(huì) 辦公室高級(jí)政策顧問(wèn) 主席 電力咨詢委員會(huì)電力咨詢委員會(huì) 指定聯(lián)邦官員 Steve Nadel Tom Standish* 美國(guó)節(jié)能經(jīng)濟(jì) 會(huì)員主席 執(zhí)行主任

13、 智能電網(wǎng)聯(lián)盟高級(jí)副總裁兼集團(tuán)總裁中心能源監(jiān)管業(yè)務(wù) David Nevius Robert Thomas 北美電力可靠性公司 康奈爾大學(xué)電子和計(jì)算機(jī)工程 執(zhí)行主任 教授 Brad Roberts Vickie Van Zandt* 電務(wù)電力公

14、司電能質(zhì)量系統(tǒng)主任 傳輸業(yè)務(wù)線博訥維爾電力管理 電力儲(chǔ)存系統(tǒng)協(xié)會(huì)主席 高級(jí)副總裁 Enrique Santacana* Bruce Walker* ABB北美公司區(qū)域經(jīng)理 國(guó)家電網(wǎng)資產(chǎn)戰(zhàn)略和政策 主席和首席執(zhí)行官 副總裁 Tom Sloan*

15、 Jonathan Weisgall 堪薩斯州眾議員代表 中美能源控股公司 立法和監(jiān)管事務(wù)副總裁 Malcolm Woolf* 馬里蘭能源管理主任 特別感

16、謝能量納入公司的高級(jí)顧問(wèn)Peggy Welsh 以及能源政策分析師Amanda Warner 對(duì)電力咨詢委員會(huì)的大力幫助。 目錄 內(nèi)容概要 第一章 智能電網(wǎng)的定義 1.1 奧斯汀能源 1.2 南加州愛(ài)迪生電力公司 1.3 奧克和中點(diǎn)公司 第二章 智能電網(wǎng)的意義 2.1 經(jīng)濟(jì)方面 2.2 環(huán)境方面 2.3 電力公司 2.4 用戶 第三章 挑戰(zhàn)與機(jī)遇 3.1監(jiān)管方面帶來(lái)的挑戰(zhàn) 3.2 實(shí)用的商業(yè)模型 3.3協(xié)調(diào)戰(zhàn)略的缺乏 3.4 費(fèi)用 3.5 用戶的影響 3.6 關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施問(wèn)題 3.7 安全方面 3.8

17、信貸危機(jī)影響 3.9 結(jié)論 第四章 建議 附錄 附錄A縮略語(yǔ) 附錄B 2007能源獨(dú)立和安全法案智能電網(wǎng)部分 內(nèi)容概要 應(yīng)美國(guó)能源部的請(qǐng)求，電力咨詢委員會(huì)所提交的這份報(bào)告與國(guó)家電網(wǎng)的目標(biāo)有關(guān)。國(guó)家電網(wǎng)目標(biāo)是使電力輸送系統(tǒng)（能源網(wǎng)）成為更加智能化的，更靈活，更可靠，能夠自我平衡和交互的網(wǎng)絡(luò)，從而使電網(wǎng)能夠提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，改善環(huán)境管理，增強(qiáng)運(yùn)營(yíng)效率，加強(qiáng)能源安全，同時(shí)它也可以作為用戶的選擇。這份報(bào)告中，電力咨詢委員會(huì)給美國(guó)能源部所提供了關(guān)于怎樣轉(zhuǎn)變才能使國(guó)家電網(wǎng)滿足這個(gè)目標(biāo)的建議。 大量的技術(shù)和政策都在討論未來(lái)怎樣才會(huì)有

18、可持續(xù)的能源，主要集中在能源效率，新能源，能源儲(chǔ)存以及插入式電動(dòng)車幾個(gè)方面，卻忽略了或者沒(méi)有足夠重視這些方案只有依靠智能電網(wǎng)才可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)和成本效益。因此，智能電網(wǎng)是未來(lái)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)能源的基礎(chǔ)，如果有越來(lái)越多的共識(shí)意識(shí)到清潔能源是重建美國(guó)經(jīng)濟(jì)的一個(gè)平臺(tái)，那么智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)也對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有著舉足輕重的作用。 這個(gè)報(bào)告也談?wù)摿穗娋W(wǎng)進(jìn)入21世紀(jì)所面對(duì)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。電力傳輸系統(tǒng)大量的問(wèn)題需要去解決。這些問(wèn)題包括： l 資本，原材料和勞動(dòng)力成本上升 l 基礎(chǔ)設(shè)施的老化和勞動(dòng)力的老齡化 l 持續(xù)的國(guó)家安全問(wèn)題 l 全球經(jīng)濟(jì)擴(kuò)張所造成的提高能源效率的必要性和可行性 l 成本上升的能源的替代選擇

19、 l 包括全球變暖的環(huán)境問(wèn)題的日益關(guān)注 l 監(jiān)管壓力 l 社會(huì)壓力 l 能源效率的要求 l 能源日益增長(zhǎng)的需要 l 用戶越來(lái)越高的期望 l 技術(shù)方面的創(chuàng)新 智能電網(wǎng)應(yīng)該能夠應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。 在智能電網(wǎng)的定義方面已經(jīng)做了許多工作，正在實(shí)施的許多例子和措施也可能被看成是智能電網(wǎng)項(xiàng)目。盡管如此，從這份報(bào)告的目的來(lái)講，智能電網(wǎng)可以定義為優(yōu)化能源價(jià)值鏈的廣泛的解決方案。這個(gè)報(bào)告主要用四個(gè)不同的電力公司所建設(shè)的智能電網(wǎng)項(xiàng)目作為例子，項(xiàng)目由相關(guān)監(jiān)管部門支持和投資。 這份報(bào)告證實(shí)電網(wǎng)更加智能化不僅對(duì)電力公司和電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)人員有利，并且對(duì)用戶和社會(huì)這個(gè)整體都有利。研究表明，智能電網(wǎng)可

20、以給經(jīng)濟(jì)和環(huán)境帶來(lái)的回報(bào)潛力非常巨大。從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度來(lái)講，通過(guò)用戶教育和參與能量效率以及需求響應(yīng)/負(fù)荷管理的項(xiàng)目，智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)整體能量損耗的減少。將用電需求轉(zhuǎn)移到比較便宜的非繁忙時(shí)段就可以更好地利用設(shè)備和容量。從環(huán)境的角度來(lái)說(shuō)，智能電網(wǎng)能夠通過(guò)最大化需求響應(yīng)/負(fù)荷管理，盡量減少使用峰荷電量以及新能源替代傳統(tǒng)形式發(fā)電可以減少二氧化碳的排放。智能電網(wǎng)也有希望增強(qiáng)國(guó)家電力系統(tǒng)的可靠性和安全性。 從根本上來(lái)說(shuō)，所面臨的挑戰(zhàn)來(lái)自于能源部門從現(xiàn)有的和正在轉(zhuǎn)變的能源操作模式向智能電網(wǎng)的轉(zhuǎn)變。這些挑戰(zhàn)包括用戶越來(lái)越多的關(guān)注與參與，利益相關(guān)者之間的費(fèi)用適當(dāng)公平的分配，商業(yè)案例模型的發(fā)展和執(zhí)行，整個(gè)行業(yè)最佳措

21、施和標(biāo)準(zhǔn)的確定和實(shí)施，以及能利用智能技術(shù)構(gòu)建智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 這個(gè)報(bào)告給出了能源部可以采取的應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的措施，能源部在制定一個(gè)協(xié)調(diào)的，具有成本效益的國(guó)家智能電網(wǎng)戰(zhàn)略中需要發(fā)揮其關(guān)鍵的和迫切需要的領(lǐng)導(dǎo)作用。電力咨詢委員會(huì)給能源部提供以下的建議： 1.能源部?jī)?nèi)部建立一個(gè)智能電網(wǎng)項(xiàng)目辦事處。這個(gè)辦事處應(yīng)處理以下事務(wù)： l 基于網(wǎng)絡(luò)的自助服務(wù)工具，建立全球智能電網(wǎng)的信息交流中心 l 提供信息，至少提供最好的智能電網(wǎng)實(shí)際工程，有效的智能電網(wǎng)商業(yè)模型，存在的技術(shù)以及高效的監(jiān)管模型 l 為電力監(jiān)管、電力公司、消費(fèi)者權(quán)利維護(hù)者以及其他相關(guān)人員編寫并提供學(xué)習(xí)材料 l 如果可能，組織或者支

22、持不同部門之間的關(guān)于智能電網(wǎng)的活動(dòng) l 督促國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所按照 2007能源獨(dú)立和安全法案1305部分的授權(quán)，完成標(biāo)準(zhǔn)框架的制定工作 2.到2009年12月為全國(guó)范圍內(nèi)統(tǒng)一高效的實(shí)施智能電網(wǎng)建設(shè)確定一個(gè)路線圖。這個(gè)發(fā)展路線應(yīng)該包括： l 智能電網(wǎng)所包含的基本部分的描述 l 優(yōu)先發(fā)展智能電網(wǎng)的基本部分 l 確定需要進(jìn)一步投資的領(lǐng)域 l 電力公司及相關(guān)人員所需要的智能電網(wǎng)投資時(shí)間表 l 確定智能電網(wǎng)中需要無(wú)縫交叉的領(lǐng)域 l 確定適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，以便迅速部署和利用智能網(wǎng)技術(shù) 3.要求國(guó)會(huì)適當(dāng)給予2007能源獨(dú)立和安全法案1305部分授權(quán)的智能電網(wǎng)投資和智能電網(wǎng)的區(qū)域示范工程所需要

23、的資金支持。 4.對(duì)合適的科研項(xiàng)目和示范工程進(jìn)行開(kāi)發(fā)、管理、實(shí)施和交流，以確定符合智能電網(wǎng)發(fā)展藍(lán)圖的下一步計(jì)劃，并且指導(dǎo)2007能源獨(dú)立和安全法案1305部分授權(quán)的智能電網(wǎng)的地區(qū)示范工程。 5.確定重點(diǎn)教育活動(dòng)。這個(gè)能源部活動(dòng)應(yīng)該主要教育用戶有關(guān)能源費(fèi)用以及如何能夠更好的管理這些費(fèi)用方面的東西。 6.建立能夠鼓勵(lì)學(xué)生獲取智能電網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)學(xué)位的智能電網(wǎng)工程師和技術(shù)發(fā)展項(xiàng)目。 l 為下一代工程師提供合適的大學(xué)教育，充分利用各州州立大學(xué)普及智能電網(wǎng)知識(shí) l 確定員工培訓(xùn)計(jì)劃，以確保工作的技術(shù)人員掌握所需要智能電網(wǎng)技術(shù) 7.與國(guó)會(huì)、工業(yè)、國(guó)家監(jiān)管機(jī)構(gòu)和其他利益相關(guān)者合作，建立獎(jiǎng)勵(lì)辦法和標(biāo)

24、準(zhǔn)，推動(dòng)智能電網(wǎng)設(shè)備市場(chǎng)走得更遠(yuǎn)。 第一章 智能電網(wǎng)的定義 盡管確切定義方面仍存在很大的爭(zhēng)議，智能電網(wǎng)實(shí)際包括優(yōu)化能源價(jià)值鏈的廣泛的解決方案。根據(jù)具體的電力公司對(duì)這一產(chǎn)業(yè)鏈的具體運(yùn)作，我們可以從建設(shè)智能電網(wǎng)的某些功能中受益。 為了更好的實(shí)現(xiàn)本報(bào)告的目標(biāo)，我們參照了美國(guó)能源部的兩個(gè)出版物，來(lái)更好的詮釋智能電網(wǎng)?！爸悄茈娋W(wǎng)導(dǎo)論”這樣解釋智能電網(wǎng)“使用數(shù)字技術(shù)去改進(jìn)可靠性，安全性和電力系統(tǒng)效率，從大規(guī)模的發(fā)電，通過(guò)傳輸設(shè)備輸送到電力用戶以及越來(lái)越多的分布式發(fā)電和儲(chǔ)能元件”1。在即將出版的智能電網(wǎng)報(bào)告2里面，能源部進(jìn)一步解釋智能電網(wǎng)

25、為“在其他區(qū)域改變我們經(jīng)濟(jì)的信息網(wǎng)絡(luò)，也可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行，維護(hù)以及規(guī)劃。以前資源與服務(wù)分開(kāi)管理，現(xiàn)在又集中起來(lái)，并且使用新方法來(lái)處理傳統(tǒng)的問(wèn)題，改變系統(tǒng)去適應(yīng)新的挑戰(zhàn)，從而發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換所能帶來(lái)的更大的好處”。圖1-1來(lái)自于美國(guó)能源部智能電網(wǎng)系統(tǒng)報(bào)告3表明智能電網(wǎng)有很多部分。附錄B中的表格B-1更詳細(xì)的定義了2007能源獨(dú)立和安全法案中標(biāo)題XIII所寫到的智能電網(wǎng)元件4。盡管可能不全面，但是附錄B中的表格B-2是標(biāo)題XIII中智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)列表以及元件的代表。 圖1-1 能源部智能電網(wǎng)組成 來(lái)源：美國(guó)能源部2008 5 許多電力

26、公司正在制定智能電網(wǎng)的第一個(gè)規(guī)劃階段。以下例子中的一些電力公司已經(jīng)收到了監(jiān)管部門的資金和大規(guī)模建設(shè)智能電網(wǎng)關(guān)鍵部分的授權(quán)。這些機(jī)構(gòu)大多從自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)著手。 1 美國(guó)能源部，智能電網(wǎng)：介紹 （華盛頓：美國(guó)能源部 2008） 2 美國(guó)能源部，智能電網(wǎng)報(bào)告 （華盛頓：美國(guó)能源部 2008） 3 同前 4 2007能源獨(dú)立和安全法案，也成為HR6，110屆國(guó)會(huì)153號(hào)記錄（2007年12月19日）：110-140頁(yè) 5 美國(guó)能源部，智能電網(wǎng)報(bào)告 （華盛頓：美國(guó)能源部 2008） 而且，眾多不同領(lǐng)域的智能電網(wǎng)先行者已經(jīng)正在測(cè)試技術(shù)和用戶的接受度。通過(guò)證明智能電網(wǎng)其它部分的價(jià)值，這

27、些先行者可以幫助使智能電網(wǎng)成為現(xiàn)實(shí)。智能電網(wǎng)其它部分包括停電管理系統(tǒng)，變電站自動(dòng)化，遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控。所有這些部分可以利用通信系統(tǒng)嵌入到自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)里面。 1.1奧斯汀能源公司 奧斯汀能源公司的智能電網(wǎng)初步行動(dòng)源起于一個(gè)企業(yè)架構(gòu)項(xiàng)目，是為了重新確定公司的業(yè)務(wù)流程而使用面向服務(wù)的架構(gòu)。奧斯汀希望通過(guò)不同的需求響應(yīng)/負(fù)荷管理，分布式電源以及新能源項(xiàng)目來(lái)提供給用戶不同的選擇。6這些項(xiàng)目節(jié)省了奧斯汀能源公司的運(yùn)行費(fèi)用，這就意味著電力公司可以在不增加用戶費(fèi)用的情況下進(jìn)行新技術(shù)方面的投資。2008年8月的技術(shù)部署包括130，000個(gè)智能儀表和70，000個(gè)智能恒溫儀表。到2009年1-2月，伴隨著

28、10，000個(gè)新的輸電和配電傳感器，需要增加270，000個(gè)智能儀表和70，000個(gè)智能恒溫儀表。從這點(diǎn)來(lái)講，智能電網(wǎng)技術(shù)將服務(wù)于奧斯汀能源公司100%的用戶。 1.2 南加州愛(ài)迪生電力公司 在2008年9月，加州公用事業(yè)委員會(huì)批準(zhǔn)16.3億美元資金用于南加州愛(ài)迪生電力公司的智能計(jì)量項(xiàng)目即愛(ài)迪生智能連接。從2009年到2012年，南加州愛(ài)迪生電力公司將為它的用戶和小型企業(yè)客戶安裝價(jià)值530萬(wàn)美元的新智能儀表。南加州愛(ài)迪生電力公司還設(shè)計(jì)和部署自己的相鄰供電線路，給1400個(gè)客戶供電，稱此為“Avanti”。南加州愛(ài)迪生電力公司表示“就像家庭中的電路，配電網(wǎng)就是大電網(wǎng)的一部分，是通過(guò)開(kāi)關(guān)開(kāi)

29、斷來(lái)控制，斷路器來(lái)保護(hù)的。它們從鄰近的變電站送電給家庭和企業(yè)?！薄霸谶^(guò)去的五年里，公司已投資50億美元用于基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)展，以跟上日益增長(zhǎng)的服務(wù)領(lǐng)域和淘汰老化的部件。南加州愛(ài)迪生電力公司在未來(lái)5年內(nèi)計(jì)劃投資90億美元”7而且，南加州愛(ài)迪生電力公司正在機(jī)場(chǎng)，港口，卡車停車站推廣基于電網(wǎng)連接的電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及電動(dòng)汽車。 1.3 奧克和中點(diǎn)公司 德克薩斯州的公用事業(yè)委員會(huì)批準(zhǔn)奧克公司2008年8月的先進(jìn)的計(jì)量系統(tǒng)計(jì)劃。8該計(jì)劃要求到2012年底，在奧克公司的服務(wù)范圍內(nèi)安裝超過(guò)300萬(wàn)的先進(jìn)計(jì)量?jī)x表，還要求對(duì)客戶進(jìn)行全面的教育，并且規(guī)定低收入者也可以享受先進(jìn)計(jì)量系統(tǒng)的好處。每月住宅用戶的服務(wù)費(fèi)將為

30、2.21美元，其它類型的用戶將在2.41美元到5.18美元之間。奧克公司計(jì)劃將安裝戶內(nèi)顯示器作為其AMS項(xiàng)目的一部分。通過(guò)一個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目，奧克公司正在安裝世界上最大的靜止無(wú)功補(bǔ)償器群。9靜止無(wú)功補(bǔ)償器允許交流線路可以有很大的負(fù)載而沒(méi)有可靠性方面的風(fēng)險(xiǎn)，因此它可以用于提供快速的電壓支持，極大地增加傳輸容量和效率。靜止無(wú)功補(bǔ)償器是一種先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備。這就減少了系統(tǒng)負(fù)荷附近所需要運(yùn)行的發(fā)電廠數(shù)目，從而減少了大氣污染。靜止無(wú)功補(bǔ)償器也有助于電網(wǎng)運(yùn)行條件變化的快速響應(yīng)和控制，并且能夠適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電和其他形式的遠(yuǎn)距離輸電。德克薩斯州的公用事業(yè)委員會(huì)也批準(zhǔn)了中點(diǎn)能源公司在休斯頓地區(qū)部署127，000個(gè)先進(jìn)的計(jì)

31、量?jī)x表。10德克薩斯州的公用事業(yè)委員會(huì)還批準(zhǔn)了一項(xiàng)計(jì)劃，待審號(hào)35639，這項(xiàng)計(jì)劃將著眼于給休斯頓地區(qū)其余的客戶安裝先進(jìn)的計(jì)量?jī)x表。 6奧斯汀能源，“奧斯汀能源-超越電力”奧斯汀能源 7南加州愛(ài)迪生電力公司，“家電：電路的未來(lái)”愛(ài)迪生國(guó)際 8奧克能源公司，“奧克” 9奧克使用新的靜止無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)提高電網(wǎng)可靠性，輸電與配電世界，2008年10月7日 10“中點(diǎn)能源休斯頓電氣有限責(zé)任公司批準(zhǔn)在公共事業(yè)中應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)量?jī)x表信息網(wǎng)絡(luò)” 待審編號(hào)35260，2008年8月29日 第二章 智能電網(wǎng)的意義 高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃和電力科學(xué)研究院認(rèn)為將當(dāng)前電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄茈娋W(wǎng)將給經(jīng)濟(jì)和

32、環(huán)境帶來(lái)多方面的好處。 智能電網(wǎng)將網(wǎng)絡(luò)化的力量，交互式的技術(shù)引入電力系統(tǒng)，給電力公司和用戶帶來(lái)前所未有的對(duì)能源使用的控制，改善電網(wǎng)運(yùn)行，并最終降低用戶的費(fèi)用。表2-3總結(jié)了建設(shè)智能電網(wǎng)給不同的利益相關(guān)者所帶來(lái)的價(jià)值。 2.1 經(jīng)濟(jì)例子 電力科學(xué)研究院電力部門估計(jì)智能電網(wǎng)這個(gè)更有效和更可靠的電網(wǎng)到2020年每年會(huì)增加大約1.8萬(wàn)億美元稅收收入。11 根據(jù)高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃制定，“智能電網(wǎng)技術(shù)每年能給美國(guó)經(jīng)濟(jì)降低490億美元能耗成本，未來(lái)20年內(nèi)大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施投資所需要的費(fèi)用也將減少460億美元到1170億美元之間。”12“技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使用戶能夠很容易地控制他們的耗電量，

33、到2015年這將為美國(guó)經(jīng)濟(jì)每年增加50億美元到70億美元，到2020年每年可增加150億美元到200億美元之間.”13 假設(shè)有10％的普及率，在居民住宅和小型商業(yè)用戶中應(yīng)用分布式發(fā)電技術(shù)和智能交互式存儲(chǔ)技術(shù)，到2020年，每年可以增加100億美元的收入。14 此外，高效的技術(shù)，可大大降低總的燃料消耗，從而有可能降低燃油價(jià)格。 實(shí)際上，國(guó)家的整個(gè)經(jīng)濟(jì)依賴于可靠的能源。提供高品質(zhì)的電能有助于美國(guó)未來(lái)的經(jīng)濟(jì)。表2-1列出了堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)的價(jià)值。 此外，智能電網(wǎng)帶來(lái)新的市場(chǎng)，比如高效利用能源的私營(yíng)企業(yè)和智能家電，智能儀表，新型傳感和通信，以及電動(dòng)客運(yùn)交通工具。 2.2 環(huán)

34、境的例子 全球各地的國(guó)家都在推行或考慮推行溫室氣體的立法，這表明公眾對(duì)溫室氣體產(chǎn)生問(wèn)題的認(rèn)識(shí)達(dá)到前所未有高度。 11電力科學(xué)研究院，電力部門的未來(lái)框架第一卷：實(shí)現(xiàn)21世紀(jì)的轉(zhuǎn)型，（華盛頓：電力科學(xué)研究院，2003年）。 12高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃，“改造的案例，” 高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃 13同上 14同上 表2-1 堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)的價(jià)值 2000 2025 參數(shù) 基準(zhǔn) 通常業(yè)務(wù) 堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng) 基于BAU的改進(jìn)

35、電力消耗（10億千瓦時(shí)） 3800 5800 4900-5200 減少10%-15% 電量消耗率（千瓦時(shí)/美元GDP） 0.41 0.28 0.20 減少29% 峰荷時(shí)可削減負(fù)荷 6% 15% 25% 增加66% 高質(zhì)量電能的需求 10% 30% 50% 增加66% 二氧化碳排放（億公噸碳） 590 900 720 減少20% 生產(chǎn)效率增長(zhǎng)（%/每年） 2.9

36、 2.5 3.2 增加28% 實(shí)際GDP（10億美元，1996） 9200 20700 24300 增加17% 電力擾動(dòng)費(fèi)用（10億美元，1996） 100 200 20 減少90% 來(lái)源：美國(guó)電力科學(xué)研究院 2003 16 國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為，“電力公司被要求在許多方面采取商業(yè)慣例以應(yīng)對(duì)全球環(huán)境問(wèn)題。根據(jù)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室2008年財(cái)政年度的預(yù)算要求，如果我們什么也不做，美國(guó)的二氧化碳排放量預(yù)計(jì)將從今天每年17億噸增長(zhǎng)為2030年的23億噸。在同一研究中，他們證明，

37、電力公司通過(guò)實(shí)施能源效率項(xiàng)目和利用可再生能源，不僅可以不讓其增長(zhǎng)，甚至有機(jī)會(huì)使到2030年的二氧化碳產(chǎn)量減少到低于10億噸?！?5 智能電網(wǎng)可以通過(guò)以下方式減少二氧化碳的排放： l 憑借需求響應(yīng)/負(fù)荷管理，盡量減少使用昂貴的峰荷電量，這些電量通常使用的是比較低效的燃料 l 通過(guò)對(duì)用戶的教育，用電信息程序，以及分時(shí)電價(jià)，促進(jìn)能源效率的提高 l 減少可再生能源發(fā)電出力的變化，這也是可再生能源發(fā)電并網(wǎng)的主要障礙 l 采用混合動(dòng)力汽車，分布式風(fēng)能和光伏太陽(yáng)能資源，和其他形式的分布式發(fā)電技術(shù) 2.3電力公司的好處 電力公司智能電網(wǎng)的建設(shè)往往從建立一個(gè)AMI或者相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)開(kāi)始。雖然

38、條件不是完全相同，通信技術(shù)和設(shè)備在AMI中的設(shè)備是智能電網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵。先進(jìn)的儀表可以更好地把“除儀表以外”的設(shè)備，如住宅能源儲(chǔ)存單元，集成插入式混合動(dòng)力汽車，分布式發(fā)電，以及各種控制或影響負(fù)荷的機(jī)械裝置更好的集成為一體。 在智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的推動(dòng)下，電力公司的愿望，是通過(guò)提高技術(shù)來(lái)保證他們現(xiàn)有的用戶在基礎(chǔ)設(shè)施可靠性和安全性方面的需要。它們必須在技術(shù)淘汰與技術(shù)升級(jí)之間進(jìn)行平衡。電力公司將是開(kāi)放性的，以需要滿足不同的消費(fèi)群體日益增長(zhǎng)的商業(yè)、技術(shù)以及環(huán)境各方面的需要。 15國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室，聯(lián)邦能源效率和可再生能源計(jì)劃預(yù)計(jì)效益- 2008年財(cái)政年度的預(yù)算要求， 2007年 16電力科

39、學(xué)研究院，電力部門的框架未來(lái)第一卷：實(shí)現(xiàn)21世紀(jì)的轉(zhuǎn)型， （華盛頓特區(qū)：電力科學(xué)研究院，2003年） 可靠性的改進(jìn) 據(jù)高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃，“美國(guó)電力系統(tǒng)按照滿足‘39’可靠性標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)和運(yùn)行。也就是說(shuō)，供電可靠性是99.97％。雖然聽(tīng)起來(lái)是個(gè)不錯(cuò)的數(shù)字，但是實(shí)際上由于停電轉(zhuǎn)嫁到美國(guó)消費(fèi)者身上的費(fèi)用估計(jì)一年1500億美元?！?7 表2-2給出了供電中斷一小時(shí)的平均估計(jì)費(fèi)用。 表2-2 不同行業(yè)供電中斷一小時(shí)的損失 行業(yè) 供電中斷一小時(shí)的損失 蜂窩通信 41

40、000美元 電話售票 72000美元 航空公司保存系統(tǒng) 90000美元 半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè) 2000000美元 信用卡業(yè)務(wù) 2580000美元 經(jīng)紀(jì)業(yè)務(wù) 6480000美元 來(lái)源：高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃2008 18 高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃中說(shuō)：“在一個(gè)越來(lái)越數(shù)字化的世界，哪怕是一丁點(diǎn)的電能質(zhì)量和可靠性的擾動(dòng)，它所造成的信息，過(guò)程和效率的損

41、失，即使中斷和干擾測(cè)量不到一個(gè)周期（少于1/60秒）都足夠使服務(wù)器，計(jì)算機(jī)，重癥監(jiān)護(hù)和生命支持設(shè)備，自動(dòng)化設(shè)備和其他基于計(jì)算機(jī)的設(shè)備崩潰。” 此外，計(jì)劃中說(shuō)，國(guó)家電力基礎(chǔ)設(shè)施老化的問(wèn)題可能變得惡化?！霸诿绹?guó)，發(fā)電站建立平均使用的是20世紀(jì)60年代的技術(shù)，甚至更早以前的技術(shù)。變電站變壓器的平均年齡是42年，但現(xiàn)在的變壓器設(shè)計(jì)最多有40年的壽命?！?9 智能電網(wǎng)能夠顯著改善電能質(zhì)量和供電可靠性。智能儀表將確保儀表工作在更加合適的工作狀態(tài)。全網(wǎng)雙向通信將讓電網(wǎng)工作人員可以遠(yuǎn)程識(shí)別，定位，隔離故障，并更迅速的恢復(fù)電力供應(yīng)，而不必通過(guò)電話派遣人員實(shí)地處理。事實(shí)上，智能電網(wǎng)可以減少高達(dá)50%的繁瑣通話

42、.20 通過(guò)積極主動(dòng)的電網(wǎng)管理和自動(dòng)響應(yīng)，停電的次數(shù)和時(shí)間可以減少，這將使得客服中心的緊急電話數(shù)量減少，用戶的滿意度提高。整個(gè)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制設(shè)備可以創(chuàng)建一個(gè)“自我修復(fù)”網(wǎng)絡(luò)，它可以恢復(fù)和防止供電中斷，以及延長(zhǎng)變電設(shè)備和配電設(shè)備的使用壽命。通過(guò)這樣的自動(dòng)化，提高消費(fèi)者對(duì)電能質(zhì)量和可靠性的期望，才能滿足現(xiàn)在面對(duì)的日益增長(zhǎng)的電力需求，并應(yīng)對(duì)老化的基礎(chǔ)設(shè)施和工作人員老齡化帶來(lái)的挑戰(zhàn)。 發(fā)電，輸電，配電投資以及費(fèi)用支出 通過(guò)減少峰荷需求，智能電網(wǎng)可以減少對(duì)新建輸電線路和電廠的需求。例如，盡管每年只有0.65％的時(shí)間用電量使用超過(guò)45000兆瓦，加州獨(dú)立電網(wǎng)2005-2006年的峰荷是500

43、85兆瓦。21這意味著美國(guó)必須建立調(diào)峰電廠，增加輸電線路，配電線路，甚至有可能增加基荷電廠產(chǎn)生足夠電量以滿足出現(xiàn)概率小于1%的負(fù)荷需求。通過(guò)智能電網(wǎng)消費(fèi)者需求響應(yīng)/負(fù)荷管理的能力可以減少峰荷需求，這就可以推遲或減少建立大部分時(shí)間都用不到的資源。智能電網(wǎng)也可以通過(guò)利用信息系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷這些加強(qiáng)設(shè)備管理的方法延長(zhǎng)現(xiàn)有設(shè)備的使用壽命，從而推遲資本的投資。 17高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃， “實(shí)況報(bào)道：電力系統(tǒng)是不可靠的，”高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃 18同上 19同上 20湯姆斯坦迪什，“智能電網(wǎng)的視角：解構(gòu)傳統(tǒng)的電力公司來(lái)建立虛擬的電力公司， ” （華盛頓：美國(guó)能源部2008年智能電網(wǎng)講

44、習(xí)班， 2008年6月19號(hào)） ，主題演講 21吉姆代莫斯， “加州獨(dú)立系統(tǒng)操作業(yè)務(wù)需要的資源以及需求的響應(yīng)，”（加州獨(dú)立系統(tǒng)操作，2006年11月） ， PowerPoint幻燈片 運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用的減少 智能電網(wǎng)技術(shù)允許遠(yuǎn)程自動(dòng)開(kāi)斷，這就可以消除不必要的現(xiàn)場(chǎng)故障處理，減少停電和故障處理電話，并最終降低運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的費(fèi)用。也可以采用遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)設(shè)備監(jiān)控技術(shù)，使電力公司對(duì)設(shè)備的維護(hù)從按照時(shí)間進(jìn)行轉(zhuǎn)變?yōu)橐罁?jù)設(shè)備狀態(tài)來(lái)進(jìn)行，這樣也可以降低成

45、本。利用智能電網(wǎng)提供的強(qiáng)大的設(shè)備信息，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商可以降低設(shè)備特別是傳輸電力變壓器超載問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。這些價(jià)值數(shù)百萬(wàn)美元的設(shè)備有一個(gè)預(yù)期40年的使用壽命，但有相當(dāng)比重的美國(guó)電力變壓器正在接近或已經(jīng)超過(guò)了這個(gè)時(shí)間。這些服務(wù)中的變壓器的存在增加了故障率，其停運(yùn)將產(chǎn)生更大的停電費(fèi)用，系統(tǒng)劇烈的擾動(dòng)，甚至造成其他設(shè)備更嚴(yán)重的損壞。然而，超期服役有時(shí)也是迫不得已，隨著銅和鐵磁鋼鐵的價(jià)格的上升，更換變壓器的花費(fèi)也迅速增加。如今，多功能傳感器可以用來(lái)連續(xù)監(jiān)測(cè)一些物理參數(shù)來(lái)提示變壓器的早期故障（例如，絕緣擊穿，繞組緊固件的松動(dòng)）。綜合分析這些設(shè)備信息和從保護(hù)變壓器的斷路器上得到的故障信息，可以幫助確定這些設(shè)備何時(shí)需

46、要保養(yǎng)維修，何時(shí)退役。 電能傳輸效率的增加 從最佳功率因數(shù)和系統(tǒng)平衡來(lái)看，高達(dá)30％配電損耗是可能的。22現(xiàn)在，這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)可控或自動(dòng)的電容器組來(lái)解決。利用更好的實(shí)時(shí)信息，可以極大地改善對(duì)這些設(shè)備的控制。幾乎所有的高效率設(shè)備，供暖，通風(fēng)和冷卻系統(tǒng)，消費(fèi)電子，照明和其它負(fù)荷的設(shè)備，由“阻性的”（如白熾燈泡）或“旋轉(zhuǎn)的”（如電動(dòng)機(jī)）變化為“逆變器為基礎(chǔ)”。負(fù)載由“阻性”到“基于逆變器”的過(guò)渡意味著整個(gè)系統(tǒng)的性能，尤其是對(duì)功率因數(shù)和無(wú)功功率的需求，在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)急劇變化。智能電網(wǎng)技術(shù)提供快速功率變化的監(jiān)測(cè)，幫助電力公司采用控制策略和安裝電容器和其他功率因數(shù)控制裝置，包括在變電站補(bǔ)償?shù)碾娏?/p>

47、電子設(shè)備。 新能源和分布式資源的整合 智能電網(wǎng)技術(shù)將使電網(wǎng)更好地適應(yīng)可再生能源和分布式發(fā)電的動(dòng)態(tài)變化，幫助電力公司和用戶更方便地得到這些資源，并從中獲益?，F(xiàn)在的電網(wǎng)是將電能集中起來(lái)供應(yīng)給固定的，可預(yù)見(jiàn)的負(fù)荷；這使得電網(wǎng)會(huì)受到分布式能源并網(wǎng)的挑戰(zhàn)，并且由于可再生能源，如太陽(yáng)能和風(fēng)能是間歇性的，電網(wǎng)也需要類似于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)控制潮流并規(guī)劃備用容量來(lái)補(bǔ)充分布式發(fā)電的間歇性。智能電網(wǎng)功能，將使得對(duì)雙向潮流的控制，以及對(duì)分布式電源的監(jiān)控和支持更加容易。 系統(tǒng)安全的改善 電力公司在變電站越來(lái)越多地采用數(shù)字設(shè)備提高保護(hù)性能，實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化并提高可靠性和控制性。然而，這些遠(yuǎn)程訪

48、問(wèn)和可編程器件可能帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)的安全問(wèn)題。雖然北美電力可靠性公司發(fā)展并公開(kāi)了關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，以解決這些問(wèn)題。智能電網(wǎng)技術(shù)和能力將更好的整合這些設(shè)備，增加傳感器的使用，并引入控制層。但是，智能電網(wǎng)技術(shù)也會(huì)帶來(lái)自己的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，其在應(yīng)用過(guò)程中需要全面的內(nèi)部安全性。 智能電網(wǎng)技術(shù)可以做到以下幾點(diǎn)： l 實(shí)現(xiàn)更高水平的投資和電網(wǎng)信息技術(shù)更大程度的普及，使電力公司更有效地解決網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題。 l 增加電網(wǎng)承受元件故障的魯棒性，無(wú)論是由于自然事件，設(shè)備的使用時(shí)間/條件，或有意的破壞。 l 允許網(wǎng)絡(luò)及信息系統(tǒng)及時(shí)檢測(cè)入侵，并向網(wǎng)絡(luò)安全組織實(shí)時(shí)通報(bào)。 22 Xcel能源，Xcel能源智能電網(wǎng)：

49、白皮書（明尼阿波利斯，美國(guó)明尼蘇達(dá)：Xcel能源， 2008年） 2.4 對(duì)用戶的好處 2007年IBM公司對(duì)1900個(gè)能源用戶進(jìn)行的調(diào)查顯示，由于增長(zhǎng)的可靠性問(wèn)題，擔(dān)心環(huán)境的可持續(xù)性，以及能源支出費(fèi)用的提高，用戶有了更多的控制自己的能源消耗決定的需求。23智能電網(wǎng)項(xiàng)目，是一個(gè)更具有參與性的網(wǎng)絡(luò)，包括智能網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，分布式發(fā)電，能源管理工具，消費(fèi)者將能夠更好地規(guī)劃和管理其能源消耗。24其他的好處概述如下。 消費(fèi)管理 智能電網(wǎng)技術(shù)通過(guò)在家庭或樓宇自動(dòng)化的方式讓消費(fèi)者能夠管理自己的消費(fèi)習(xí)慣。高級(jí)儀表告訴消費(fèi)者在其家中或企業(yè)中如何使用能源，使用費(fèi)是多少，以及使用會(huì)對(duì)環(huán)境造成什么樣的

50、影響。他們可以使用交互管理或?qū)⒃O(shè)定偏好告訴電力公司，以便電力公司可以在用戶選擇基礎(chǔ)上自動(dòng)做出調(diào)整。用戶可以建立智能設(shè)備，恒溫器，安全系統(tǒng)，以及電子的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，這樣就能夠和電網(wǎng)通信并可以得到反饋。消費(fèi)者將進(jìn)一步能夠遠(yuǎn)程管理這些設(shè)備。雙向通信設(shè)施甚至允許在家庭和企業(yè)業(yè)主離開(kāi)后，設(shè)備和安全系統(tǒng)以啟動(dòng)會(huì)話的方式通知他們存在的問(wèn)題或安全警示。這些智能住宅和智能樓宇方便，高效，可幫助用戶做出更節(jié)約能源的決定。 峰荷減少的費(fèi)用節(jié)省 電力工業(yè)界已經(jīng)早就知道，用于減少峰荷的需求響應(yīng)/負(fù)荷管理程序?qū)﹄娏竞陀脩粲薪?jīng)濟(jì)效益。正如電力咨詢委員會(huì)的報(bào)告“點(diǎn)亮新世界”中所說(shuō)的，一些調(diào)峰燃?xì)廨啓C(jī)在一年負(fù)荷最高

51、時(shí)僅運(yùn)行幾個(gè)小時(shí)，而在市場(chǎng)角度可能意味著每兆瓦小時(shí)的電量能源成本為1000美元。在監(jiān)管環(huán)境中，系統(tǒng)的平均成本仍然包含這些設(shè)備的年均費(fèi)用，即使這些費(fèi)用并不昂貴。消費(fèi)者將能源使用高峰期推遲幾個(gè)小時(shí)或以其他方式減少高峰消耗就可以節(jié)省成本昂貴的發(fā)電高峰期能源。所有用戶都受益于市場(chǎng)環(huán)境中減少的尖峰電價(jià)，或從監(jiān)管的環(huán)境中平均費(fèi)用的降低中受益。峰荷減少對(duì)所有用戶來(lái)說(shuō)是雙贏。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，需求響應(yīng)/負(fù)荷管理程序可以作為一個(gè)電源來(lái)避免建設(shè)昂貴的峰荷電源。實(shí)際上需求響應(yīng)/負(fù)荷管理；告知用戶峰荷電價(jià)、整合智能技術(shù)的應(yīng)用、用戶儲(chǔ)能和分布式發(fā)電、智能建筑控制，都可以減少峰荷。智能電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)的關(guān)鍵因素。 便利

52、的分布式發(fā)電 這些新的能源模式不僅僅使消費(fèi)者更好地管理他們的消費(fèi)，減少需求，并幫助改善環(huán)境；通過(guò)分布式發(fā)電，也可以使他們能夠成為能源生產(chǎn)者。分布式發(fā)電設(shè)備通常是用戶擁有的，能夠智能提供電力給用戶的發(fā)電技術(shù)。太陽(yáng)能光伏板和小型風(fēng)力渦輪機(jī)都是常見(jiàn)的例子。新興的分布式發(fā)電資源包括地?zé)?，生物能，無(wú)碳?xì)淙剂想姵?，插入式電?dòng)機(jī)車和電池儲(chǔ)能。隨著傳統(tǒng)能源成本的繼續(xù)上升和分布式發(fā)電技術(shù)成本的下降，這些新的能源資源將變得更加便宜?？稍偕茉促Y源，不僅環(huán)保，而且創(chuàng)建節(jié)約成本的機(jī)會(huì)，用戶如果發(fā)電超過(guò)了他們自己的需要就可以向電網(wǎng)出售多余的電量。 23邁克爾維臣和其他人，阻止消費(fèi)者：未來(lái)創(chuàng)新實(shí)用的商業(yè)模式（薩默

53、斯，美國(guó)紐約： IBM商業(yè)價(jià)值研究院，2007 24同上 通過(guò)提高能源效率節(jié)約成本 今天的新型智能儀表和通信技術(shù)可以使消費(fèi)者和系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商每15分鐘監(jiān)測(cè)和控制消費(fèi)和成本一次。用戶可以通過(guò)使用更高效的電器和燈泡，恒溫器的溫度調(diào)節(jié)，和不使用時(shí)關(guān)掉電燈和其他能源消耗設(shè)備來(lái)減少能源消耗。消費(fèi)者將會(huì)更加積極地參與能源市場(chǎng)，因?yàn)樗麄儗⒛軌蚋菀椎馗鶕?jù)他們的實(shí)際使用情況按照不同零售商的費(fèi)率比較每個(gè)月的帳單。改善市場(chǎng)透明度將讓消費(fèi)者能很容易地尋求最佳的零售價(jià)格和服務(wù)。根據(jù)全國(guó)試點(diǎn)的數(shù)據(jù)，消費(fèi)者可以減少高峰期間高達(dá)25％的電力消耗。25 方便的先進(jìn)儀表 通過(guò)用戶的先進(jìn)儀表和

54、電力公司之間的雙向通信，自動(dòng)抄表系統(tǒng)對(duì)于用戶和電力公司是一樣的容易。數(shù)字智能儀表不僅更準(zhǔn)確，而且它們也將大大減少不方便讀數(shù)的儀表所造成的估讀數(shù)數(shù)目。智能電網(wǎng)技術(shù)還允許電力公司實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電氣開(kāi)斷服務(wù)，用戶可以更容易和更快地啟動(dòng)，停止，或轉(zhuǎn)移服務(wù)，以及更換零售電力供應(yīng)商。 工業(yè)消耗成本的減少 商業(yè)和工業(yè)用戶將極大地受益于智能電網(wǎng)。例如，電動(dòng)機(jī)約占65％的工業(yè)用電量。這是因?yàn)榘l(fā)電，采油和采礦，建筑物取暖或者冷卻需要的壓縮和抽水過(guò)程，以及傳送帶的運(yùn)動(dòng)和制造藥品和汽車的過(guò)程，幾乎每一個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程都需要電動(dòng)機(jī)功率。26因此改進(jìn)電機(jī)效率低的現(xiàn)狀可以節(jié)省巨大的能源消耗費(fèi)用。僅有一小部分大型電機(jī)采用變速驅(qū)動(dòng)

55、，大多數(shù)電機(jī)在運(yùn)行期間都是采用恒速驅(qū)動(dòng)的。美國(guó)電機(jī)挑戰(zhàn)研究表明，使用變速高效的電機(jī)，每年可節(jié)省850億千瓦小時(shí)的電量。一個(gè)變速驅(qū)動(dòng)器可減少電機(jī)高達(dá)60％的能源消耗。此外，可變速驅(qū)動(dòng)器能夠自動(dòng)響應(yīng)電力公司的定價(jià)信號(hào)；這可能會(huì)對(duì)公司的總消費(fèi)需求和費(fèi)用，以及對(duì)整個(gè)社會(huì)能源效率的利益方面產(chǎn)生重大的影響。27 增強(qiáng)的業(yè)務(wù)消費(fèi)服務(wù) 據(jù)電力科學(xué)研究院報(bào)道，28智能電網(wǎng)將允許終端設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和主動(dòng)維護(hù)，它可以是一個(gè)節(jié)約能源和減少二氧化碳排放量的渠道。首次安裝或者更換時(shí)，設(shè)備有時(shí)不能正常工作。隨著智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施中雙向通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，電力公司可以通過(guò)先進(jìn)的間隔性測(cè)量以及能量監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)主要用戶設(shè)備的

56、性能。這樣電力公司就可以對(duì)用戶設(shè)備的運(yùn)行情況提供建議。電力科學(xué)研究院估計(jì)，這可能每年節(jié)約能源為22億-88億千瓦時(shí)，這取決于市場(chǎng)的占有率水平。29 國(guó)際數(shù)據(jù)公司認(rèn)為，從能源的角度，用戶對(duì)于智能電網(wǎng)所提供的機(jī)會(huì)有興趣。從2007年全國(guó)住宅能源調(diào)查的結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)受訪者對(duì)于有這樣一個(gè)直接反饋他們所使用能源信息的功能是有興趣的。約70％表示高度關(guān)注，另外20％表示適度的關(guān)注。 25能源觀點(diǎn)，匯編全國(guó)試點(diǎn)數(shù)據(jù)，（弗拉明哈姆： 國(guó)際數(shù)據(jù)公司，2008年） 26ABB公司，輸配電部門途徑，提交給商業(yè)圓桌會(huì)議能源工作組， 2006 27ABB公司，輸配電部門途徑，提交給商業(yè)圓桌會(huì)議能源

57、工作組， 2006 28電力科學(xué)研究院，綠色電網(wǎng)：電力科學(xué)研究院報(bào)告1016905（加州帕羅奧多：電力科學(xué)研究院，2007年） 29同上 雖然消費(fèi)者都不太熱衷于了解控制自己能源消費(fèi)的效果，仍有三分之一的人說(shuō)，如果自動(dòng)化設(shè)備的使用效果可以在家中顯示，他們將更有可能申請(qǐng)參加分時(shí)電價(jià)項(xiàng)目。30 “能源分析”中2008年全國(guó)住宅網(wǎng)上小組實(shí)時(shí)定價(jià)的調(diào)查顯示，大部分的用戶對(duì)實(shí)時(shí)定價(jià)有興趣。31阿曼瑞恩公司以伊利諾伊州為試點(diǎn)的能源智能定價(jià)計(jì)劃以及隨后的電源智能定價(jià)計(jì)劃還表明，用戶將會(huì)對(duì)價(jià)格信號(hào)做出反應(yīng)；事實(shí)上，參與者大大減少了他們的高峰需求和能源消耗。32 30能源分析，全國(guó)住宅在

58、線小組顯示調(diào)查（弗拉明哈姆： 國(guó)際數(shù)據(jù)公司，2007年） 31能源分析，2008年全國(guó)住宅網(wǎng)上小組實(shí)時(shí)定價(jià)調(diào)查（弗拉明哈姆： 國(guó)際數(shù)據(jù)公司，2008） 32同上 表2-3 智能電網(wǎng)收益 建造實(shí)施智能電網(wǎng)潛在的和現(xiàn)實(shí)的收益 收益 利益

59、相關(guān)者 電力公司 獨(dú)立發(fā)電 住宅 商業(yè) 工業(yè) 后代 系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性 智能電網(wǎng)技術(shù)，可以快速診斷配網(wǎng)停電和自動(dòng)恢復(fù)損壞部分的電網(wǎng)供電，減少整體停電次數(shù)，有重大的經(jīng)濟(jì)效益。 智能電網(wǎng)的自動(dòng)診斷和自我修復(fù)能力，延長(zhǎng)電氣基礎(chǔ)設(shè)施的壽命。 支持分布式發(fā)電，因?yàn)殡娋W(wǎng)有能力動(dòng)態(tài)管理電網(wǎng)中的所有電源。 價(jià)格敏感的高峰用電需求延長(zhǎng)了電網(wǎng)擴(kuò)大和改造的需要。 價(jià)格敏感的高峰用電需求減少峰時(shí)發(fā)電容量的投資。 智能電網(wǎng)技術(shù)可能能夠更好地利用傳輸路徑

60、，提高能源長(zhǎng)距離輸送能力。 環(huán)境的積極影響 智能電網(wǎng)可以減少配電損耗，從而減少了發(fā)電需求。 可再生資源高水平的接入電網(wǎng)要求在許多國(guó)家制定智能電網(wǎng)管理廣泛的分布式發(fā)電和存儲(chǔ)資源的標(biāo)準(zhǔn)。 插入式電動(dòng)車的普及將需要智能電網(wǎng)支持電動(dòng)車充電，插入式電動(dòng)車的使用也需要智能電網(wǎng)技術(shù)。 智能電網(wǎng)中智能設(shè)備能夠通過(guò)系統(tǒng)反饋信息，在峰荷時(shí)段減少他們的使用。 先進(jìn)的計(jì)量技術(shù)可以用來(lái)幫助測(cè)量用電和計(jì)算所產(chǎn)生的二氧化碳。 功率傳輸效率的

61、提高 通過(guò)使用先進(jìn)的計(jì)量技術(shù)，如連接/斷開(kāi)，車輛運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，自動(dòng)抄表，員工賠償保險(xiǎn)等減少直接運(yùn)營(yíng)成本。 智能網(wǎng)技術(shù)，如同步向量技術(shù)可以減少傳輸阻塞 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 支持互操作性的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議將推動(dòng)支持智能電網(wǎng)概念的產(chǎn)品創(chuàng)新和商業(yè)機(jī)會(huì)。 用戶選擇 給用戶提供其電力使用資料，以便他們能夠做出明智的能源選擇。 實(shí)時(shí)定價(jià)為消費(fèi)者提供一個(gè)優(yōu)于層次需求管理計(jì)劃“選擇”的成本和便利的權(quán)衡機(jī)會(huì)。 集成自動(dòng)化系統(tǒng)可以提高效率，推遲電網(wǎng)擴(kuò)大，緩解調(diào)峰。

62、 資料來(lái)源：智能電網(wǎng)表：新能源經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)者東非共同體智能電網(wǎng)小組委員會(huì)2008年 第三章 挑戰(zhàn)與機(jī)遇 智能電網(wǎng)最大的障礙既不是技術(shù)問(wèn)題也不是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃執(zhí)行主任和電力科學(xué)研究院名譽(yù)總裁庫(kù)爾特克耶格爾于2007年5月3日在眾議院能源委員會(huì)和商務(wù)部聽(tīng)證會(huì)上說(shuō)“限制現(xiàn)在向智能電網(wǎng)轉(zhuǎn)變的是陳舊的規(guī)章制度的阻礙和更早時(shí)期制度的阻撓?！?3這些智能電網(wǎng)監(jiān)管障礙和其他挑戰(zhàn)，下面進(jìn)行了詳細(xì)的討論。 3.1 監(jiān)管方面的挑戰(zhàn) 國(guó)家的電力輸送系統(tǒng)就像過(guò)去的電信網(wǎng)絡(luò)一樣—設(shè)備老化，且用戶的應(yīng)用成本高。三十年前，美國(guó)大部分地區(qū)的電話公司服務(wù)供應(yīng)處于壟斷地位，其他公司的

63、電話和設(shè)備進(jìn)入該公司的網(wǎng)絡(luò)是非法的。今天，電信服務(wù)商和電信服務(wù)能夠自由選擇要更多的感謝立法和技術(shù)進(jìn)步，打破了壟斷，后來(lái)打開(kāi)了電信業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的大門。2007能源獨(dú)立和安全法案對(duì)于智能電網(wǎng)的研究和投資支持，對(duì)于類似電力行業(yè)的產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)是向前邁出了重要的一步，盡管為進(jìn)一步發(fā)展清除障礙仍需要政府很大程度的參與。34 國(guó)家公用事業(yè)委員會(huì)有責(zé)任確保電力設(shè)施在其管轄范圍內(nèi)提供安全和可靠?jī)r(jià)格合理的服務(wù)。國(guó)家公用事業(yè)委員會(huì)分析和確定擬設(shè)立的電力基礎(chǔ)設(shè)施投資，如智能電網(wǎng)技術(shù)的建設(shè)，是否為慎重的投資。評(píng)估往往是基于實(shí)際的和可實(shí)現(xiàn)的利益，而未來(lái)的利益也要考慮，但必須給出適當(dāng)評(píng)價(jià)。每個(gè)州的公共事業(yè)委員會(huì)可以采用修修

64、補(bǔ)補(bǔ)的辦法來(lái)創(chuàng)建一個(gè)審批程序，因?yàn)樯踔烈粋€(gè)州內(nèi)的電力公司都可能采取不同的智能電網(wǎng)方案。國(guó)家公用事業(yè)委員會(huì)還需要發(fā)展智能電網(wǎng)特殊的費(fèi)率體系，通過(guò)建立特殊時(shí)段使用費(fèi)率，無(wú)論是小時(shí)費(fèi)率還是尖峰電價(jià)，或者對(duì)現(xiàn)有的做法進(jìn)行改進(jìn)。隨著技術(shù)進(jìn)步和國(guó)家智能電網(wǎng)的建立，用戶和電力公司將有更多的機(jī)會(huì)根據(jù)電價(jià)和系統(tǒng)實(shí)際情況來(lái)控制他們的電能消耗。 33庫(kù)爾特克耶格爾，“到智能電網(wǎng)的順利過(guò)渡，”（高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃， 2007年） 34高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃，“實(shí)況報(bào)道：完美電力之路：政策解決辦法，”高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃 3.2 電力公司商

65、業(yè)模型 今天的許多實(shí)用的商業(yè)模式的依據(jù)是資本投資最少能獲得多少回報(bào)。這并不奇怪，因此電力公司應(yīng)該使投資風(fēng)險(xiǎn)降至最低。從而電力公司往往也是緩慢地采用實(shí)驗(yàn)室之外尚未得到廣泛證明新技術(shù)。一般情況下，現(xiàn)有的實(shí)用的業(yè)務(wù)模式并沒(méi)有提供先進(jìn)設(shè)施的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。此外，由于智能電網(wǎng)技術(shù)提供給電力公司，消費(fèi)者和社會(huì)多層次的好處，他們的價(jià)值已經(jīng)很難量化為一個(gè)簡(jiǎn)單的成本效益分析。如在第2章的例子可知因?yàn)檫M(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)的電力公司都已在各種不同的技術(shù)上進(jìn)行了大量的投資，所以財(cái)務(wù)指標(biāo)是比較難以實(shí)現(xiàn)的。反過(guò)來(lái)說(shuō)，實(shí)施智能電網(wǎng)的好處，例如財(cái)務(wù)方面，業(yè)務(wù)方面，經(jīng)驗(yàn)方面以及其他方面，由于該技術(shù)是首次采用，一般也得不到其他電力行業(yè)利

66、益相關(guān)者的認(rèn)可?，F(xiàn)行的電價(jià)結(jié)構(gòu)也使這一問(wèn)題變得更加復(fù)雜化。作為智能電網(wǎng)更注重節(jié)約能源以及分布式發(fā)電技術(shù)的采用，監(jiān)管機(jī)構(gòu)可能需要解決的問(wèn)題是如何給電力公司提供適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)使其減小售電量。 3.3 統(tǒng)一戰(zhàn)略的缺乏 順利過(guò)渡到智能電網(wǎng)將需要一個(gè)協(xié)調(diào)的戰(zhàn)略，主要應(yīng)當(dāng)通過(guò)建立適當(dāng)?shù)碾娏A(chǔ)設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)，以最大限度地利用現(xiàn)有的系統(tǒng)。智能電網(wǎng)對(duì)于運(yùn)行來(lái)說(shuō)是一種新的綜合業(yè)務(wù)和概念模型。除上述功能外，智能電網(wǎng)還具備對(duì)所有變壓器，輸電和配電線路，發(fā)電機(jī)組，和用戶用電進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)也要求每個(gè)監(jiān)測(cè)裝置具備性能改變的能力。這將需要大量的規(guī)劃，包括全系統(tǒng)安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備（包括監(jiān)控設(shè)備自身的消耗），通過(guò)安裝必要的設(shè)備實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的某一部分設(shè)備與其他設(shè)備進(jìn)行“對(duì)話”，同時(shí)實(shí)現(xiàn)重復(fù)路由，自修復(fù)以及其他與系統(tǒng)操作無(wú)關(guān)的功能。這樣一項(xiàng)智能電網(wǎng)工程需要很多年的建設(shè)，需要分階段安裝智能電網(wǎng)設(shè)備、升級(jí)計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備。投資于這種技術(shù)，直到這些技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)才可以得到綜合性的回報(bào)。 3.4 費(fèi)用 正如所討論的那樣，從使用智能化技術(shù)到智能電網(wǎng)是一個(gè)重大的任務(wù)，需要重點(diǎn)協(xié)調(diào)戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)。這項(xiàng)工作也將需要大量的投資。投資者往往面臨的