探訪中國首個城市級智能電網示范工程

　　有沒有想過，不久的將來你將住在綠色建筑里，一根線纜通往你家，這根線就可以讓你用電、上網、看電視、打電話。一切已經近在咫尺了，作為智能電網示范工程的天津中新生態城已經在建，并將在2011年全面建成并投運。

　　2009年5月21日，國家電網首次對外公布了“堅強智能電網”計劃，一場引發電網生產運行、經營管理、客戶服務以及社會能源利用模式的重大變革，就此拉開序幕。

　　2010年初，繼首批9項堅強智能電網試點項目完成之后，國家電網宣布啟動第二批12項堅強智能電網試點工程。作為第二批試點工程中唯一一個綜合示范項目——中新天津生態城智能電網綜合示范工程（以下簡稱中新天津生態城）的開工建設，無疑肩負多重使命，具有重要的探索價值。“我們的目標是用10年時間完成全面建設，屆時區內人口將達到35萬人，全部住上綠色建筑。”中新生態城管委會副主任崔廣志介紹說。

　　緣何選址生態城？

　　2010年4月7日，中新天津生態城工程正式開工建設。據國家電網天津市電力公司總經理張寧介紹，該工程覆蓋范圍達30平方公里，無論從規模上還是從示范效應上來看，都將達到國際先進水平。

　　為何這個重點工程會落戶生態城？張寧表示，這是天津市電力公司和中新天津生態城共同努力和促進的結果。建設之初，中新天津生態城就將生態、環保和綠色作為重要的發展方向，而智能電網則是綠色能源的配置平臺，可通過清潔能源分布式接入、提升能源利用率等方式，降低碳排放量，實現節能環保，共同的發展目標使二者走到一起。

　　此外，中新天津生態城市是按照可復制的模式建設的，而國家電網進行智能電網試點的目的，就是建立一批“可復制、可推廣”的項目，能對其他城市和地區的智能電網建設起到綜合示范作用。

　　“在這里做試點，對今后在其他城市的整體復制推廣很有借鑒意義。”張寧說。

　　上網、通信、通電只要一根線

　　張寧介紹，該示范工程涉及發電、輸電、變電、配電、用電、調度6個環節，包括分布式電源接入、儲能系統、智能電網設備綜合狀態監測系統、智能變電站、配電自動化、電能質量監測和控制、用電信息采集系統、智能用電小區/樓宇、電動汽車充電設施、通信信息網絡、電網智能運行可視化平臺以及智能電力營業廳等12項示范工程，建成后將集中展示智能電網信息化、自動化、互動化的先進特性。

　　“該工程能夠滿足向新能源發展的需要，有利于資源的有效利用，滿足多元化的發電和用電需求。”張寧說。

　　在具體的建設過程中，這些工程會根據項目進度交叉進行。據天津電力發展策劃部主任劉明志介紹，目前智能化變電站已經開工，配電自動化會隨著公建、住宅等的竣工陸續實施，電能質量監測也會隨著進度同步實施。

　　從整體規劃的角度來看，這些工程所承擔的任務雖各不相同，卻又緊密聯系。

　　“配電自動化是整個智能電網的基礎，配電自動化除了滿足電能的需求之外，還是光纖通信網等其他設施的載體。通信網絡是平臺，工程建成后，通信網絡從發電站到用戶終端各環節都將實現光纖覆蓋，智能電網的自動控制和相關的業務流程管理都將基于該平臺實現，用戶對汽車充電站的控制和交互也將通過這個平臺實現。智能用電小區、智能電力營業廳等用戶端的交互環節，是智能電網的最終目標。”劉明志解釋說。

　　項目完成以后，可以實現電力網、電信網、互聯網、電視網的多網融合，這四種信號通過同一條光纖復合低壓電纜（OPLC）傳輸。這在國內外都是一項前沿的應用。光纖復合低壓電纜是從電力主干網到用戶端的一條線纜。該方案由國網信通深圳市國電科技通信有限公司提供，它采用光纖復合技術實現光纖到戶，從物理層面真正實現“三網整合”，實現一纜多用，避免各種線纜重復鋪設，提高資源利用率，降低建設成本，實現節能減排。電力用戶在享受智能化電力供應的同時，不僅可以隨時與電網等企業進行全面的信息互動，還能體驗光纖上網、高清數字電視、IP電話以及遠程教育、遠程辦公、遠程醫療、智能化家居等調整信息服務。

　　隨著2010年上海世博會的召開，作為第一批智能電網試點工程的上海世博園智能電網綜合示范區正式與世人見面。“在世博園區建設智能電網示范區，其意義在于普及節能理念、推動相關高新技術從實驗室走向實用。” 國家電網館常務副館長蔣曉云說。目前國網信息通信有限公司計劃在北京、山西、重慶、青海、遼寧、吉林、江蘇等14個省市做試點工程，進一步擴大試點工程的應用。

　　環境復雜 探索價值更大

　　而中新天津生態園的智能電網工程無論在深度還是在廣度方面，都遠遠超越了世博園的試點工程。

　　據張寧介紹，發電側將對風電、太陽能、生物質能等清潔能源進行分布式就地接入上網；在用電側，電網將向用戶側延伸，實現光纖到戶，并通過智能供電小區和智能家電的使用，使用戶側和電網側實現智能的信息交互，從而使電網由過去的單向供電拓展成為雙向互動交流。

　　“從規劃方面看，中新天津生態城面積為30平方公里，其智能電網工程將滿足未來數十年的實際應用需要。與面積為5.28平方公里、應用時間為幾個月的上海世博園相比，中新天津生態城面對的環境更復雜，探索的價值也更大。”張寧說。

　　多重挑戰與變革

　　與美國智能電網偏重于配電側和用戶側不同，中國智能電網涵蓋六大環節，涉及范圍更廣，又缺乏可借鑒的經驗，中新生態城項目在建設過程中面臨多方面挑戰。

　　據劉明志介紹，智能電網所涉及的一些技術如微網、儲能等，目前在國際上尚無大規模的應用先例。因此，天津電力立足于自主創新，依靠國內科研院所，如中國電科院、國網電科院、天津大學等，并抽出天津電力公司內部技術骨干，共同研究，以攻克這些技術難題。

　　在管理模式上，智能電網也給電網公司帶來了全新的挑戰。在傳統方式下，電網公司只是單向地向用戶賣電。而智能電網建成后，由于分布式能源接入及分時計價的引入，將出現用戶在用電低谷期存儲電量，在用電高峰期向電網公司售電的情況。這就需要電網公司引入全新的運營和管理模式。

　　此外，智能電網的電能質量檢測和控制系統建成后將同時供生產部門、銷售部門和調度部門使用。這都需要電網公司調整管理模式，以適應新技術的應用。

　　“我們在實施過程中，已經陸續遇到了管理方面的問題，這也是我們下一步的研究重點。我們要找出一些適合推廣的經驗，不僅在技術方面，在管理上也要起到示范作用。”劉明志表示。

　　除了管理方面的挑戰，配套政策的成熟度，也將左右智能電網建設的成敗。比如智能電網建設需要政府在進行土地規劃時，對電動汽車充電站、線路走廊等提前考慮，預留土地，這無疑需要政策上的支持。“以生態城為例，要想實現所有用戶的信息交互，以及電能的削峰填谷等功能，電網公司需要采集生態城內所有用戶的用電信息，以實現用電的總體平衡，這是一個系統工程。如果某幾個小區或幾棟樓不配合，總體的平衡就無法實現。”張寧說。