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浅析世界各国智能电网发展的不同模式及未来发展趋势

国际电力网  日期:2015-07-08

近几年,随着以太阳能为主的可再生能源发电比例不断增加,全球能源系统发生了显着变化,可再生能源的分布式发电已逐渐成长为某些国家电力供应的重要组成部分。为提高可再生能源电力在能源中的比例,大力发展分布式能源供应,成为全球能源结构调整的主要工作内容。

“能源+互联网”这个概念应运而生,世界各国除出台一系列的政策支持外,运用信息、通讯技术,有效平衡电力供给与需求的智能电网技术和高效能储能技术,也是发展可再生能源分布式发电的重要驱动力。

目前全球“能源+互联网”的发展还处于初级阶段,也就是“智能电网”的发展阶段。而对于智能电网的定义和发展模式,各国也不尽相同。

美国:“立体”式智能电网

美国电科院(epri)对于智能电网的定义是由多个自动化的输电和配电系统构成以协调、有效和可靠的方式运作,包括先进的通讯和控制技术应用和电力输送基础设施实现现代化。

美国的智能电网又称统一智能电网,是指将基于分散的智能电网结合成全国性的网络体系,主要包括实现美国电力网格的智能化,解决分布式能源体系的需要,以长短途、高低压的智能网络联接客户电源,实现可再生能源的优化输配。

在2010年至2013年期间,美国电力行业预计花费180亿美元用于智能电网技术部署。全国年度智能电网支出在2011年创下新高,为52亿美元,符合ARRA项目高峰期部署的支出,并于2014年减少到预计的25亿美元的年度支出。投资的减少大部分原因是先进的测量基础设施的花费减少了。

然而,行业分析师预计,智能电网分配系统的年度花费量会逐渐增多,由2011年的12亿美元增加到2017年的19亿美元,而先进的测量基础设施的花费仍然会降低,从2011年的36亿元降到1027年的12亿美元。

德国:“互动”式智能电网

德国智能电网的定义是:智能电网是集创新工具和技术、产品与服务于一体,利用高级感应、通信和控制技术,为用户的终端装置及设备提供发电、输电和配电一条龙服务,它实现了与用户的双向交换,从而提供更多信息选择、更大的能量输出、更高的需要参与率及能源效率。

德国智能电网是把所有能源产生的电量,都放在一张电网上进行传输,但同时,其最大的特点是应用了大量的IT技术,使其更像一张互联网,因此具有极强的互动性。

近两年,德国加大智能电网和储能技术创新和发展,并以现代信息和通讯手段,将智能电网和储能技术应用于大量的微电网、节能建筑等多种分布式能源示范项目,有力推动了分布式能源的快速发展。

其他国家智能电网发展情况

英国已制定出“2050年智能电网线路图”,并支持智能电网技术的研究和示范,建设工作将严格按照路线图执行。苏格兰坎伯诺尔德研究中心正在研究智能电网的优化问题,提升发电效率。该中心利用微电网对新技术进行测试,这是苏格兰智能大电网战略的一部分。

丹麦在2013年启动新的智能电网战略,以推进消费者自主管理能源消费的步伐。该战略将综合推行以小时计数的新型电表,采取多阶电价和建立数据中心等措施,鼓励消费者在电价较低时用电。目前,丹麦在智能电网的研发和演示方面处于欧盟领先地位。

加拿大标准委员会公布的智能电网标准路线图中建议建立一个指导委员会,来推进智能电网标准化和政策目标制定工作。该路线图的制定是在加拿大自然资源部和国际电工委员会下属加拿大国家委员会的监管下完成的。

巴西电力公司Eletropaulo在2013年8月宣布其智能电网项目将采用无线城域网技术。这个项目是巴西最大的智能电网项目。到2015年,智能电网的触角将伸及巴西圣保罗的各个城市区,满足6万家用户的电力需求。

韩国智能电网协会正在发起一项国家计划,以鼓励和支持符合国际标准的智能电网专利发展。该协会支持申请国际专利的公司、大学和研究机构,并主持开发未来可转化为专利的技术和标准。

未来发展趋势

在生活中,小到客户单独使用的智能电表,大到覆盖整个电网的智能电网调度控制系统,均属于智能电网建设的研究范围。智能电网突破了传统电网概念,成功实现了新能源、信息、电力电子等多种先进技术的交叉融合。

据IDC发布的针对智能电网的投资报告显示,预计到今年,全球智能电网投资将超过464亿美元,其中智能电表的安装量将持续保持高增长。

IDC在《2010-2015全球智能电网投资预测》中指出,到2015年,全球范围内针对智能电网硬件、软件和服务的投资将在2010年的基础上增加17.4%,达到464亿美元。报告指出,之前在北美和欧洲兴起的智能电表安装热潮如今已成为全球趋势。

2011年全球智能电表销量达2540万部,预计到2016年,这一数字将增至1.4亿,在此期间,全球智能电表销量的年均增速将保持在33%左右,其中亚太地区将有强势表现。


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