作為應(yīng)對全球變暖的對策之一，世界各國對智能電網(wǎng)均充滿期待。智能電網(wǎng)的構(gòu)建，將使傳統(tǒng)電力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生根本性變化，從而產(chǎn)生新的商機(jī)。氣候組織2008年的一項(xiàng)研究數(shù)據(jù)指出，“到2020年，智能電網(wǎng)的應(yīng)用可以減少全球電力系統(tǒng)二氧化碳排放量的14%?！庇茉醇皻夂蜃兓恳差A(yù)測，未來五年內(nèi)全球智能電網(wǎng)市場規(guī)模將達(dá)270億英鎊。本文作者對美國當(dāng)前發(fā)展智能電網(wǎng)可能遇到的障礙和亟須發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，提出智能電網(wǎng)應(yīng)上升至國家戰(zhàn)略進(jìn)行頂層設(shè)計，充分利用和整合我國現(xiàn)有的基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)“堅強(qiáng)”和智能并重，政府必須履行監(jiān)管責(zé)任，把握好智能電網(wǎng)投資建設(shè)節(jié)奏……

　　美國智能電網(wǎng)：新技術(shù)帶來的潛在效益

　　美國皮尤研究中心(PEWresearchcentre)發(fā)布的名為“智能電網(wǎng)”的報告，對美國當(dāng)前發(fā)展智能電網(wǎng)需要處理好的多方面產(chǎn)業(yè)關(guān)系和亟需發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，在全景式展示的基礎(chǔ)上，提出了有借鑒意義的政策建議。

　　現(xiàn)有電網(wǎng)存在的問題

　　美國電網(wǎng)是一個龐大和極復(fù)雜的系統(tǒng)，包括集中電廠、輸電線路和配電網(wǎng)絡(luò)，承載和持續(xù)保持著8500億瓦電力的供求平衡。它的運(yùn)行可靠性達(dá)到了99.97%，每年停運(yùn)的時間約為160分鐘。

　　然而，傳統(tǒng)電網(wǎng)的設(shè)計沒有采用最新技術(shù)，不能為提高能源效率、節(jié)能和實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)目標(biāo)提供保障。

　　智能電網(wǎng)可以處理以下問題，但這些問題同溫室氣體減排并不直接相關(guān)。

　　首先，電力中斷和電能儲運(yùn)損失耗資每年超過1500億美元。對消費(fèi)者而言，每年平均有2.5小時的電力中斷，這是相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)損失。對于普通消費(fèi)者，電力質(zhì)量干擾可能只是燈光閃爍或燈光變暗，但對于依賴高品質(zhì)電力(如通信網(wǎng)絡(luò)和管線)的高科技制造業(yè)和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施來說，這些事件則會破壞運(yùn)營和花費(fèi)數(shù)百萬的經(jīng)費(fèi)。

　　其次，對電網(wǎng)峰負(fù)荷管理效率低。峰負(fù)荷是指一天、一季或一年之內(nèi)最高的電力需求時段。電力需求表現(xiàn)為周期性和多變性，為滿足這種需求的變化，電力成本也不斷變化。但由于發(fā)電企業(yè)需求管理的工具有限，因此電力供應(yīng)必須不斷跟蹤需求進(jìn)行調(diào)整。此外，電網(wǎng)必須不斷保持超額供應(yīng)的緩沖儲備，從而導(dǎo)致效率低、排放高和更高的成本。

　　第三，難以管理和處理復(fù)雜的信息。例如，接到消費(fèi)者電話通知發(fā)電企業(yè)才能發(fā)現(xiàn)停電狀況。此外，消費(fèi)者很少了解電力如何定價以及他們正在使用的能源在不同時段具有不同價格等方面的信息。這些也是限制提高效率、節(jié)約能源和需求響應(yīng)的因素。

　　第四，使用可再生能源的挑戰(zhàn)?？稍偕茉窗l(fā)電由于其特點(diǎn)會產(chǎn)生比較大的波動(如風(fēng)能和太陽能)?，F(xiàn)有電網(wǎng)對可再生能源發(fā)電的支持水平，使超過大約20%的能量難以確定。

　　第五，對分布式發(fā)電支持不足。由于現(xiàn)有電網(wǎng)是以發(fā)電站為中心，輸送電流到最終用戶的單向設(shè)計，因此為支持小型分布式發(fā)電，它必須升級到支持雙向電流的設(shè)計。添加如屋頂太陽能或微型風(fēng)力發(fā)電等分布式發(fā)電單元，對現(xiàn)有的電網(wǎng)來說，都會使管理更為困難。

　　第六，插件式混合動力車的部署對電網(wǎng)壓力大。在未來幾十年，插件式混合動力車的部署是電力系統(tǒng)面臨的主要壓力。由于插件式混合動力車周期充電的特性，對現(xiàn)有的電網(wǎng)來說，不僅成本高昂而且技術(shù)實(shí)現(xiàn)也比較困難。