2009.04.13

新技术和伙伴合作是建立美国智能电网的必要条件

俄亥俄州代顿市的电表

本文是把美国电力系统改造成21世纪智能电网的专题文章之三。

美国国务院国际信息局（IIP）《美国参考》

Cheryl Pellerin

华盛顿——在未来的智能电网时代，一个智能系统将通过与消费者交换信息节约能源，利用各种可再生能源发电，自行发现并排除故障，用电网储电，并为新一代的电力车辆提供燃料。

为了实现这一美好远景，有关各方正在组建新的伙伴合作关系，以确保电网改造所需的先进技术、结构和标准如期实施。（参阅“美国启动将电力系统改造成智能电网的长期工程”。）

美国能源部下属的国家能源技术实验室（National Energy Technology Laboratory）综合电力系统部门负责人、该实验室参加智能电网工作组（Smart Grid Task Force）的代表史蒂夫∙博萨特（Steve Bossart）在接受《美国参考》采访时说，“不存在适用于任何情况的智能电网。这不是一套实物设施，却更像是人们希望他们的电网所具有的各种功能的组合，而新技术能够提供这些功能。” （参阅“技术示范项目为美国建立智能电网铺平道路”。）

为了推进电网现代化，美国能源部与智能电网的主要支持者建立了多个合作伙伴关系，包括：

--电网智能化联盟（GridWise Alliance），这是美国能源部和GridWise之间的一个风险合作项目，其任务是确定21世纪电力工业面临的挑战。GridWise是一个由公共和私有电力部门实体组成的联合体。

--电力研究所（Electric Power Research Institute），这是一个非营利机构，其智能电网行动计划（IntelliGrid initiative）正在为将电力与通讯和计算机控制联系在一起的智能电网建立技术基础，以便提高电网的可靠性和容量，并改善客户服务。

--高尔文电力行动计划（Galvin Electricity Initiative），由摩托罗拉公司前首席执行长罗伯特∙高尔文（Robert Galvin）于2005年启动，该计划寻求建立能够经受自然灾害、减少恐怖袭击可能造成的损坏、不损害环境、能提高燃料效率的电力系统。

建设智能电网

加利福尼亚州圣迭戈附近的输电网。

据能源部及其他专家介绍，有五种技术将驱动智能电网的发展。

这些技术包括将电网部件与开放式结构连成一体的集成电信系统──能够不断升级与优化的软件──以获取实时信息并进行实时监控，让电网的每个环节都能"说"、能"听"。还有传感和计量技术，它们能够支持远程监控，并对公司和居民实行分时电价(根据用电时段定价，不必等几个星期读完电表后再定)。

电力研究所正在与泽西统一电力照明公司(Jersey Central Power & Light)共同开发的一项直接负荷控制技术即体现了这种交互性。电力研究所智能电网项目的负责人马特·韦克菲尔德（Matt Wakefield）在接受《美国参考》的采访时表示，这个技术项目包括在新泽西州的一个区域将电力公司的通信设备与家用和商用空调机连通。韦克菲尔德说：“泽西统一电力照明公司能够确定其中某台空调机是否正在运转。基于这个信息，他们随时可以计算出在紧急情况下能够临时减少多少负荷，而不再依靠猜测。”

其他智能电网技术包括应用超导、储能、电力电子和故障诊断方面的最新研究成果开发的先进部件；监控关键部件的先进控制手段；以及经过改善的界面和软件。这些界面和软件能够扩大操作人员的决策范围，有助于管理一个更加复杂、自动化程度更高的电网。

地平线能源集团(Horizon Energy Group) 总裁史蒂夫·普林斯(Steve Pullins)在接受《美国参考》采访时说：“美国目前的网络大约包括30,000个[发电装置]。在今后十年内，可能会增至50万到100万个。”

信息交换能力是关键

要建设一个真正的智能电网，其中每个新的重要装置和系统都必须能够交换信息。这个至关重要的“互操作性”取决于一个协调一致的电子传输协议和标准框架，而这个框架尚处于刚刚起步的初级规划阶段。

4月7日，美国国家标准与技术研究所(U.S. National Institute of Standards and Technology)宣布将与电力研究所共同制定一项计划，确定智能电网的结构和初步的关键性标准。

韦克菲尔德指出，这项计划“同电力研究所以及电力行业的其他多项努力相辅相成，例如电力研究所的智能电网项目和能源部的智能电网演示计划。首要任务是促成电力行业就智能电网的结构以及一项有关标准的方案达成共识，这些标准应能在有关结构内支持互操作性”。

电力行业的各个部门都将参与制定这项方案。

韦克菲尔德说："这是国家标准与技术研究所协调标准实施的一个更大的项目的第一阶段，其最终目标是建立一个测试和认证的框架。"

国家标准与技术研究所将于年底向联邦能源监管委员会(Federal Energy Regulatory Commission)呈交建议书。联邦能源监管委员会对跨州电力传输和销售具有管辖权。