1、浅谈对智能电网若干基础性问题的思考 论文关键词：电网智能化新能源技术革命国家战略 论文摘要：本文在学习多方观点与意见的基础上，从技术进步、产业分工与社会使命的层面追根溯源正本清源，就当前智能电网的历史演变、现实背景、核心技术归类、主导机制、国家战略以及电网企业、监管机构的不同使命等基础性问题进行了思考。 1 智能电网是电网智能化历程的特定阶段 1 1 电网智能化发展是一个历史过程 电网由数以万计的设备组成而且连接范围越来越广，电能通过电网以接近光速输送从而使电网各环节、各元件之间的相互影响深远而快速，这样的技术经济特性在客观上必然具有统一调度、自动控制、信息监测等智能化需求。因此，电网智能化是
2、电网发展的一种必由之路，而且随着相关技术、市场、政策的发展，电网智能化始终在不断升级变化，只有更智能而没有最智能、也不存在绝对的智能化标准。 1 2 发展特高压更加需要电网智能化 我国幅员辽阔，资源与市场的空间距离比较远，客观 上存在对于远距离大规模输送能源的需要，在超导材料大面积使用之前通过特高压线路送电存在必然性。但电网的坚强与智能，在于各层各区各元件各环节之间的协调性以及应对异常与故障的灵活性，网架稀疏的特高压线路本身正是对电网坚强与智能的新挑战，而且依然没有脱离 “ 范围经济 ” 的技术经济特性。特高压是符合中国国情的电网发展方向之一，但其本身不等于智能电网，更不等于坚强电网，恰恰相反
3、，在推广特高压的同时更加需要提高电网的智能化水平以应对特高压带来的新风险。 现代电网发展特别是特高压在客观上都需要电网智能化，但最近以来引起广泛关注的智能电网，绝不是一般意义上的电网智能化，而是新能源技术革命背景下具有特定历史意义的电网智能化。 2 智能电网是新能源技术革命不可缺少的公共载体 2 1 以新能源技术为代表的第四次技术革命逐渐破题 近年来，能源问题已经成为制约人类社会进步的重大瓶径，一是随着人类环境意识的强化，化石能源的相对成本不断提高，不仅新兴国家对于能源的需求快速增长，发达国家承担的环境义务同样在增加，人类需要更多更便宜 (清洁高效 )的能源；二是随着现代金融的国际化杠杆化加剧
4、，远距离大宗交易的化石能源价 格波动剧烈、市场操纵显著，对越来越多国家的经济秩序与能源安全构成威胁，客观上呼唤能源产品的多元化与本土化。提高化石能源燃烧效率具有巨大的潜在效益，以新能源替代化石能源更可直接减少排放，而消费侧调整用电模式不仅具有比较大的效益空间，而且可以通过优化电网方式减少发电、输电环节的损耗，这些都是节能降耗空问最大的领域。能源，是人类面临的重大危机，但提高能效、改善环境的潜力同样巨大。因此继工业革命、电气革命、信息革命之后，推进新能源技术革命在世界各国企业、科技、政府、社会舆论等各个层面逐渐走向共识。 2 2 智能电网是完成新能源技术革命的必要条件 太阳能、风能、生物能不仅环
5、境成本低而且具有本土化、多元化的特点，但这些新能源大规模替代化石能源需要电网有能力接受多种能源不同的并网特性；提高化石能源燃烧效率的途径不仅在于提高发电机组转化效率，而且更重要的是将分散燃烧转变为集中燃烧、集中治污，以汽车电动化为例，它不仅可以提高能效，而且直接节约了大量运输成本 (电是速度最快的运输方式 )，这些也需要电网有能力适应这些新的需求； “ 节能 ” 是最清洁的能源，调整用电方式是最本土化的节能途径，同样需要电网能够接受终端消费者的 各种信息互动与能量反馈。相对发电、用电环节而言，输配电环节是相对能效较高排放较少的环节，单纯提高电网环节本身的效率并不是提高能源效率的最主要途径，但提
6、高电网的智能化水平却是完成新能源技术革命必不可少的前提。 铁路网建设曾经为以蒸汽机为代表的工业革命提供了广阔的空间，美国“ 信息高速公路 ” 曾经为信息技术革命提供了大舞台，与此类似，推动近一阶段智能电网发展的根本动力是新能源技术革命的内在需求，所谓智能电网其实就是将电网智能化水平提高到可以适应新能源技术革命所带来的种种变化与需求的电网，智能电网本身并不是 新能源技术革命的核心引擎，但它是新能源技术革命不可缺少的公共载体与重要组成部分。 3 智能电网的核心是能源问题而非问题 3 1 智能电网不是 IT 技术的简单延伸 电网对于 IT技术具有天然的需求，但最近以来引入关注的智能电网是新能源技术革
7、命背景下的电网智能化；智能电网是完成新能源技术革命不可缺少的载体，但抛开新能源技术革命的 IT 技术推广必然缺乏生命力，智能电网不可能脱离新能源技术革命而单独抽象地存在。目前，从光伏到电动车，可以真正大规模商业化推广的新能源技术其实并不多，而连接 IT 技术与 电网的电力电子技术在材料、制造、应用适应性、经济与环境效益等方面同样不成熟。目前，站在推广智能电网最前台的多是 IBM、 GOOGLE 等 IT企业，国内电力二次设备绝大多数也是合资生产、进口技术，因此，欧美发达国家最有直接经济利益的还是通过信息革命形成的 IT 技术优势，它们在现阶段以推广智能电网的名义向发展中国家倾销 IT 技术的倾
8、向不可忽视。 3 2 智能电网不能再以信息技术革命的模式进行 信息服务通常属于可中断的需求，因此 IT产业虽然技术革新速度很快，但往往并不重视技术稳定性，而电网对于安全、稳定 、可靠、整体协调性具有极高的要求，电能与信息一实一虚差异巨大； IT 产品通常属于快速消费品，不断升级换代的代价就是目前地球上数以亿计的电子垃圾，而电网属于投资庞大的基础产业，不应放弃对于设备使用使命、技术寿命的要求(目前电网中使用的二次设备技术寿命已经明显低于一次设备 )； IT 产业是追求技术垄断的行业，大到域名、芯片、操作系统，小到手机电池等各个环节各种形式的技术垄断层出不穷，而电网是覆盖全社会的公用事业需要坚持互
9、通互联透明公开的原则。 20 世纪末期，以美国为首的发达国家成功进行了信息技术革命，但 IT 产业的发展模 式不能直接套用到智能电网的发展， 2008 年以来世界范围严重的金融危机已经揭示了缺乏监管的垄断以及过度消费主义的危害，新能源技术革命应有自己的发展模式。 IT 技术是实现智能电网的必要条件而非充分条件，必须从新能源技术革命的层面看待智能电网问题才可能跳出现有的利益格局，真正让技术创新照亮人类进步的阶梯。 4 推动智能电网发展必须由政府主导 4 1 智能电网的终极推进者应是代表公众利益的政府 智能电网是新能源技术革命的基本载体，也是国家能源安全的重要部分，2008 年初我国南方低 温雨雪
10、冰冻灾害期间电网受损的严重后果令人记忆犹新；而智能电网的建设以及新能源技术的大面积推广，最终都需要全社会买单，需要从社会总福利角度进行公共决策。因此推动智能电网发展不能停留在 IT 企业营销行为或者电网企业投资计划的层面，而应作为一项重大公共决策由政府来主导。一是建立国家层面的领导与协调机制，提高科学决策水平，实现跨学科的技术进步、跨行业的资源优化以及跨越式的发展战略；二是尽量避免行业、企业的利益干扰，将能源安全、社会福利等社会公共利益放在决策目标的首位；三是注意甄别短期目标与长期战略，抓住新能源技术革命 的重大历史机遇，真正通过技术创新产业升级来抢占战略制高点。 4 2 推进智能电网建设的前
11、提是深化改革落实电网的公共属性 电网是公用事业，在绝大多数国家对于输配电环节都采取了非营利或者非竞争性的制度安排，不允许输配电环节与竞争性的发电环节同场竞争，进而通过建设招标等手段抑制其盲目扩张规模提高成本。我国应进一步深化改革，推行独立输配电价，改变电网企业营利模式，加强成本监管，推广建设招标，明确并落实电网的公共属性，抑制盲目扩张驱动，防止智能电网成为电力垄断与 IT 垄断的结合、自然垄断与技术垄断的结 合。 新能源技术革命是大势所趋，但技术的成熟、产业的形成、制度的完善、观念的改变特别是原有体系的新陈代谢都需要一个缓慢的实现过程，因此面对有关智能电网的各种声音，首先需要冷静淡定，正本清源
12、。 5 我国应制订积极的新能源技术革命 (含智能电网 )国家战略 5 1 引导智能电网成为推动新能源相关技术进步的公共平台 当今世界并不缺乏实验室里的科研成果，而是缺乏对于技术创新成果的价值评价，新能源技术革命将成为一个新的评价体系，超导材料等一些需要大量投入进行实用化的技术，电动汽车等一些 长期无法进入大规模产业化的技术，大规模风电、太阳能电站等一些存在争议的技术，智能电表等一些需要公众高度支持广泛参与的技术，都可能在新能源技术革命的体系下获得试验 (试错 )以及滚动发展的机会。而电网既不能成为新技术应用的制约瓶径，更不能利用垄断优势地位索求利益。政府应承担起对于推进新能源相关技术进步的责任
13、，提高电网的开放性与公益性，促进新能源技术与电网的结合，引导智能电网成为技术推广与技术升级的公共平台。一是在技术不成熟阶段将扶持重点放在研发环节，在明确产业发展战略方向基础上给予风险投资；二是在新能源项目招投标 中应以技术招标为核心，不能仅仅利用商务招标压价，要为真正具有技术先进性的企业提供原始积累滚动发展的机会；三是深化资源性产品价格体制改革，将新能源技术升级的成本传导到销售价格，保证输配电环节正当利益，激励需求侧节约能源改进消费方式；四是引进项目不能满足于产业低端的生产制造，应将重点放在对于核心技术、关键技术的消化吸收乃至借鉴创新。 5 2 我国智能电网发展必须争取独立自主的知识产权 观察
14、近年来的很多战争实例，电网都成为主要的被攻击目标。随着新能源技术为代表的第四次技术革命，通过电网系统输送的 能源量与信息服务量都将大幅度增加，除了直接的攻击与破坏，对于电网的制约与控制将直接关系到国家安全。类似北斗 GPS 系统以及手机 3G 系统，我国从技术的消费者与标准的接受者，争当技术的竞争者与标准的提供者，是大势所趋。我国智能电网也应努力争取独立自主的知识产权，一是在参考各国技术发展规律与方向的基础上，充分结合中国国情与现实，确定中国自己的新能源技术革命总体内涵、路线和发展规划；二是整合科技资源，促进跨学科跨产业的联合，制订抢占技术革命高端的国家战略并全力实施；三是发挥制度优势进行核心
15、技术攻关，改变科研机构依从于 企业利益的现状，重新组建新能源研发的 “ 国家队 ” ；四是在对外交往中，将新能源发展战略列入国家外交战略，积极参与新能源领域的技术标准研制，密切跟进国际新能源技术进步的进程。 近年来欧美等发达国家对于新能源技术高度重视，美国奥巴马总统上任后更是高调倡导包括智能电网在内的新能源技术革命，但应看到目前发达国家与我国的技术差距还没有完全拉开，我国应发挥 “ 举国优势 ” ，努力在人类第四次技术革命中争取到比较主动的地位。 6 电网企业应努力适应智能电网发展的要求 6.1 不断提升自身技术能力，在 IT 技 术应用中争取主导地位 电网企业是 IT技术最大的买家之一，但
16、“ 重一次，轻二次 ” 是电力行业的墒疾之一，通信、自动化、计量等专业在电力行业传统上属于受重视程度比较低的附属专业，相关人员的技术素质往往低于电力行业以外 (例如 IT行业 )的同专业人员。虽然我国电网规模庞大、系统复杂，在继电保护、安全调度等方面远比绝大多数国家经验丰富、要求严格，但在 IT 技术应用中往往并不是最受尊重的消费者。智能电网不是 IT 技术的简单延伸，不能再由 IT 企业主导。我国电网企业应努力提高自身技术能力，在技术引进的同时消化创新，加紧培养 自己的 IT 技术人才，争取真正主导相关技术标准建设，提高相关技术的稳定性并延长设备技术寿命，保障电网的安全、稳定、可靠以及整体协
17、调性。 6 2 适应新能源技术革命是电嘲企业实现社会责任的新领域 以新能源技术为代表的第四次技术革命是大势所趋，更是我国保障国家能源安全的必然取向。智能电网在本轮技术革命中具有特殊的地位，是完成新能源技术革命不可缺少的公共平台。随着新能源技术革命的逐步深入，适应技术革命所带来的种种变化与需求会成为电网企业实现社会责任的重要领域，主动参与改革尽早回归非营利性非竞争性的 公用事业本色，才是符合电网企业长远利益的战略选择。 电网企业是建设智能电网、推进新能源技术革命中不可缺少的中坚力量，这是光荣的历史机遇，同时也是对一些传统做法与惯性思维的挑战，因此电网企业首先要对自身进行革命，通过一个漫长艰苦的过
18、程而不仅仅是迎合与利用舆论的机巧，才可能真正成为推动新的能源输送与控制技术革命的中流砥柱。 7 监管机构应积极关注并同步参与智能电网发展 7 1 智能电网对电网安全监管提出新挑战 随着新能源技术为代表的第四次技术革命，电网安全将面临一些新的问题， 例如电力在终端能源消费中的比重将大幅提高，电网的规模不论是空间距离还是元件类型都将大幅增加，调度自动化、保护配置等二次管理的复杂性增加；又如随着电源类型多元化、储能规模提高、消费端反送能源行为普及，调度机构对于潮流的预测与控制能力下降，对于容量裕度的需求不会大幅降低但承担者转换；随着 IT 技术与电网的深层次结合，威胁电网安全的风险来源急剧增加，还会
19、出现不直接损害电网本身但借助电网实施的新型恶意行为，电网安全的内涵被迫扩展。相应地，电网安全监管势必向智能电网安全标准、涉网技术设备准入、信息系统安全、方式与二次系 统安排、能源与服务交易机制设置等层面延伸。 7 2 推进智能电网需要同步开展反垄断监管 智能电网是新能源技术革命的载体，在坚持统一技术标准、统一规划原则、统一调度指挥的同时，反垄断监管将成为最重要的监管领域。包括通过 “ 伪升级 ”“ 伪技改 ” 恶意降低技术寿命，增加电网成本；设置门槛，阻挠电网公平开放以及相关技术领域互联互通；通过人为扩大差异的 “ 伪专业化 ” ，设置技术壁垒谋取暴利；过早或过久固化市场格局与技术标准，增加新
20、技术进步成本，等等。电网本身属于自然垄断环节，在电力改革不到位、电力市场结构与企 业营利模式不合理的情况下，存在大量滥用垄断地位的操作空间，而随着推进智能电网过程中 IT 技术与电网深层次结合，各种技术垄断行为借助电网自然垄断的载体将更加多样、更加隐蔽同时更加暴利、更加顽固，智能电网时代的反垄断监管将面临巨大挑战。 智能电网是在新能源技术革命背景下特定的电网职能化发展阶段，但电力行业普遍联系、快速响应、分层交易、多边实现，超前投资、有限竞争、基础服务、传统管制等等技术经济特性并没有根本性的改变，而且随着电网规模扩展、公共性质加强、附加服务提高、交易复杂性升级，电力行业对于监管的内在 需求将更加迫切，监管机构应密切关注有关动向，不断提高自身监管能力，与新能源技术革命、与智能电网同步发展与进步。
