劉惠萍，陳 榮

（1.上海市發(fā)展改革研究院，上海 200032；2.上海齊耀新能源技術有限公司，上海 201203）

0 引言

智能電網廣泛利用各種先進的電力、電子和信息技術，實現(xiàn)清潔能源的大規(guī)模接入與利用，可以有效提高能源利用效率和電能的質量，確保電力供應的安全和可靠。智能電網涵蓋了發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度各環(huán)節(jié)，是實施新的能源戰(zhàn)略和優(yōu)化能源資源配置的重要平臺，發(fā)展智能電網對于優(yōu)化能源結構、促進節(jié)能減排工作具有重大意義。發(fā)達國家非常重視智能電網的發(fā)展和應用，例如美國和歐盟分別于2003年和2005年提出了智能電網的發(fā)展目標和規(guī)劃以及實施路線圖，并取得了很好的效果。

我國政府和有關部門也非常重視電網的智能化工作，早在“十一五”期間國家電網公司就提出了建設堅強智能電網的戰(zhàn)略發(fā)展目標，2012年3月我國科技部又發(fā)布了《智能電網重大科技產業(yè)化工程“十二五”專項規(guī)劃》，明確了我國的智能電網產業(yè)的發(fā)展目標和路線。

本文將介紹一些國際先行國家和城市地區(qū)發(fā)展智能電網的一些政策和做法，并結合發(fā)達國家發(fā)展智能電網的經驗，對上海發(fā)展智能電網的條件和遇到的困難以及解決方法進行分析，提出加快發(fā)展上海智能電網建設的策略建議。

1 國際先行國家和城市地區(qū)發(fā)展智能電網的政策經驗

智能電網是以高新技術為基礎的下一代電網技術，智能電網建設進程已經在世界范圍內特別是發(fā)達國家中全面啟動，許多國家都確立了智能電網建設目標、行動路線及投資計劃。歐盟各國、美、日、韓和澳大利亞等先行國家的智能電網建設開展得比較早，上海在制定發(fā)展戰(zhàn)略和實施規(guī)劃時，可以借鑒這些先行國家的經驗。

1.1 美國模式

美國是最早提出智能電網概念的國家，美國發(fā)展智能電網初衷是提高電網安全性，要求在既有電網基礎設施逐步老化的背景下，通過發(fā)展智能電網建設一個安全、可靠的現(xiàn)代化電網，提高用電側效率、降低用電成本。美國政府從立法、產業(yè)管制和經濟激勵等公共政策多方面鼓勵支持智能電網發(fā)展，逐步細化智能電網發(fā)展的目標、規(guī)劃實施方案和執(zhí)行路線。

美國政府2007年頒布的《能源獨立性和安全法》法案，是美國發(fā)展智能電網產業(yè)的法律基礎和綱領性文件。該法案明確了智能電網技術發(fā)展和應用目的，確定了智能電網推進工作執(zhí)行機構、權責及工作匯報制度，確立了技術研發(fā)、標準建立和示范項目推進的主管單位、推進計劃，明確了中央政府的工作預算。該法案也是以后美國政府制定智能電網產業(yè)政策的法律依據，以及企業(yè)參與產業(yè)發(fā)展的法律依據。

2009年2月，奧巴馬政府成立后不久即通過《美國復蘇與再投資法（ARRA）》，并推出7 870億美元的經濟刺激計劃，其中有45億美元專用于扶持智能電網的發(fā)展。除了直接投資之外，美國政府還出臺了購買太陽能光伏系統(tǒng)、電動汽車及建筑節(jié)能改建的補貼與減免稅等一系列與智能電網相關的財政補貼政策。

目前，美國已經提出75項有關智能電網的標準，其中25項已經于2010年1月確定，2010年9月2日公布了《網絡安全指南（初版）》，美國國家標準技術研究院目前正在加緊推進標準化工作。

1.2 歐洲模式

與美國提高電網安全性的初衷不同，歐洲發(fā)展智能電網最根本出發(fā)點是推動歐洲可持續(xù)發(fā)展，促進歐盟統(tǒng)一電力市場建立，實現(xiàn)電源的清潔化，減少能源消耗及溫室氣體排放。2005年，歐洲委員會根據地區(qū)實際情況提出了歐洲的“智能電網”概念，目標是把電網轉換成用戶和運營者互動的服務網，提高歐洲輸配電系統(tǒng)的效率、安全性及可靠性，并為分布式和可再生能源發(fā)電的大規(guī)模接入掃除障礙。為了更好地推動歐盟還專門成立了“智能電網歐洲技術論壇”。2006年，論壇提出了《歐洲未來電網的遠景和策略》，制定了《戰(zhàn)略研究議程（SRA）》，《歐洲未來電網發(fā)展策略》，指導歐盟及其各國開展相關項目，促成智能電網的實現(xiàn)。

為了實現(xiàn)歐洲電網互通整合歐盟建立了專項資金，用于智能電網的建設研發(fā)，并組建跨國專家小組，共同解決智能電網技術難題，提高歐盟在智能電網領域的技術優(yōu)勢。歐盟特別重視終端用電的智能化，包括向用戶提供雙向互動等功能，政府提供資金補助支持用戶安裝智能電表和智能用電設備。

1.3 日本模式

日本的電網基礎設施條件較為完善，配電網側自動化水平一直走在世界前列，該國電力行業(yè)發(fā)展的困難主要集中在能源資源的短缺及國土面積的狹小。日本政府提出到2020年，所有能源消耗中的10%需來自可再生能源，智能電網計劃的核心是大規(guī)模推廣開發(fā)“與太陽能發(fā)電時代相應的電網”，重點研究領域集中在太陽能發(fā)電輸出功率預測系統(tǒng)、高性能蓄電池系統(tǒng)和火力發(fā)電與蓄電池相組合的供需控制系統(tǒng)等。

日本發(fā)展智能電網采用了政府主導、企業(yè)參與的方式。經產省在2010年度預算中列入55億日元（約4.5億元人民幣）支持研發(fā)智能電表和蓄電池技術，2010年4月批準橫濱市、豐田市、京阪奈學研都市（京都市、大阪市、奈良市共同設立的文化學術研究都市）和北九州市開展智能城市建設工作，其中橫濱市計劃到2014年建設27MW的光伏發(fā)電系統(tǒng)，為4 000戶居民提供家庭能源管理解決方案，支持2 000輛電動汽車的日常行駛，參與廠商包括埃森哲公司（日本）、東京燃氣公司、東京電動汽車公司、日立公司、尼桑公司、松下公司、明電舍公司等，整個項目5年計劃投資額為740億日元（約60億元人民幣）。

1.4 韓國模式

為了應對經濟增長帶來的能源危機實現(xiàn)二氧化碳減排要求，韓國政府計劃到2030年，所有能源消耗中的11%來自可再生能源；并在2006年的基礎上，把能源效率提高到46.7%。為了達到這個目標，韓國也將大力發(fā)展智能電網，目前的重點是建立智能示范城市。自2009年3月起，韓國制訂了智能電網技術的國家發(fā)展戰(zhàn)略路線圖：2009—2012年建設智能綠色城市，在2011年前實行智能電網的城市示范工程；2013—2020年延伸智能城市的概念，并充分激發(fā)用戶的能動性，在2020年實現(xiàn)智能表計的100%覆蓋；2021—2030年在全國范圍內逐步實現(xiàn)智能電網。

韓國的智能電網建設得到中央和地方政府大力扶持。目前，韓國正在首爾、濟州島等地開展智能城市的試點工作，其中1990年開始實施的“智能首爾2015”項目是首爾市城市建設的重要組成部分，每年投入大量資金，預計到2015年共投入8 500億韓元（約47.6億人民幣），分階段目標為構筑智能基礎（2011—2012年）、實施服務（2013—2014年）和智能優(yōu)化（2015年）?！爸悄苁谞?015”項目主要內容是增擴智能基礎設施、消除信息差距、利用智能機技術提高對口行政服務、提高社會安全、創(chuàng)造工作崗位。目標是進入智能信息安全世界三強，進一步鞏固世界第一位電子政府的地位。濟州島國家級試點示范工程內容包括可再生能源、電動汽車、智能表計、需求側管理等，目標是將濟州島建成碳中性島嶼，試點工作計劃在2013年全部完成，預計總投資約3億美元。目前，該示范工程已成為濟州島可再生能源旅游景點和科普基地。

1.5 澳大利亞模式

2009年8月20日，澳大利亞議會通過了可再生能源法案。新法案規(guī)定到2020年，澳大利亞20%的電力消耗來自太陽能、風能等可再生能源，可再生能源發(fā)電量超過目前的兩倍。澳大利亞智能電網建設的直接動因，是發(fā)展可再生能源的利用和提高能源利用效率，因此智能電網的建設比較注重需求側管理。

當前澳大利亞智能電網主要建設方向集中在智能電表的實施及相關的需求側管理方面，各級政府先后出臺了對智能電表覆蓋率和安裝時間的強制要求。2010年6月，澳大利亞政府確定選擇Energy Australia公司在新南威爾士州開展“智能電網，智能城市”的驗證試點項目，政府為該項目投入1億澳元作為激勵，項目建設內容包括智能電表、智能家庭、配網傳感器、儲能裝置、電動汽車充放電站等。

1.6 各國推動智能電網建設的政策工具

可以看到，發(fā)達國家智能電網的發(fā)展，政府的指導和推動起到了重要的作用。各國政府結合各自的國情和能源發(fā)展規(guī)劃，針對性地擬定了智能電網戰(zhàn)略。各國推動智能電網建設的政策可以歸納為表1。

表1 各國推動智能電網建設的政策

2 上海發(fā)展智能電網的基礎和優(yōu)勢

上海作為中國經濟最發(fā)達都市地區(qū)，上海電網是我國最大的城市電網，處于華東電網的受端位置，是全國負荷密度最高的負荷中心。建設智能電網是大電網結構的需要，也是提高電網運行可靠性和供電質量的需要。近年來電力需求高速增長，2010年上海電網最高負荷為26 212MW，全社會用電量1 295.87億kWh。但是上海的本地電源供應能力不足，2010年外來電占總量的36%，并且輸電線路容量有限，輸配電能力不足，電網安全性下降。特別是上海的用電負荷峰谷差日益增大，調峰矛盾突出，2010年的最高峰谷差達到了1 385kW，對電網的運行帶來了巨大的壓力。因此建設智能電網對上海非常必要和緊迫。

發(fā)展智能電網不僅可以解決上海電網面臨的問題，并且對上海的產業(yè)轉型和社會發(fā)展模式轉型具有重要意義。推廣智能電網可加強電網信息搜集和整理能力，切實改善居民和工業(yè)用能單位的用能成本，提升居民生活水平和產業(yè)競爭力。上海市在電力產業(yè)具備較強的科研能力與產業(yè)基礎，在大容量儲能和電動汽車等技術產業(yè)生產方面具有明顯優(yōu)勢。

智能電網產業(yè)是上海市推進綠色新能源產業(yè)發(fā)展、加快電力裝備制造業(yè)和IT通信服務業(yè)的戰(zhàn)略選擇，發(fā)展智能電網產業(yè)有助于加強上海在這些細分領域的競爭優(yōu)勢，符合上海市發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。

上海市經濟基礎好，具備優(yōu)先發(fā)展智能電網的基本條件，先進技術的推廣有利于上海市向低碳社會發(fā)展模式的轉型，促進上海市“智慧城市”發(fā)展戰(zhàn)略的實施。

3 上海發(fā)展智能電網所面臨的挑戰(zhàn)

智能電網是電網技術和運行管理方式的一次革新和飛躍，含義廣泛、涉及環(huán)節(jié)多，它的建設和推廣具有影響范圍廣、影響時間長的特點，與任何技術革命和創(chuàng)新擴散一樣，它必須克服技術、經濟和社會系統(tǒng)的壁壘，才能得以發(fā)展。

1）關鍵技術 智能電網建設涉及的關鍵技術，有大容量電力儲能技術、電能質量控制技術、潮流靈活控制技術、高度的信息集成技術和智能調度技術等。目前，上海的智能電網技術的成果主要還體現(xiàn)在監(jiān)測上，操作還主要依賴于電網原有的控制技術，不能完全達到自動控制互動智能的目的，智能電網只實現(xiàn)“監(jiān)”而沒實現(xiàn)“控”，離真正的與用戶端智能互動尚有差距。

2）管理機制 智能電網是一種電力能夠靈活調度的電網，與目前的電網有很大區(qū)別，因此在管理機制和技術規(guī)范化有許多的不同，現(xiàn)有的許多規(guī)范和標準都必須進行相應的調整。例如，電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電、電表等環(huán)節(jié)過去都是分開設計的，但是采用智能電網后這些環(huán)節(jié)將聯(lián)系在一起，形成一個復雜的系統(tǒng)，必須統(tǒng)一規(guī)范。另一方面，智能電網可以實現(xiàn)自動實時監(jiān)測，但按照現(xiàn)行設備的安全巡檢規(guī)定，巡檢人員工作量將增加，因此安全巡檢規(guī)定將根據智能電網的特點重新制定。

3）商業(yè)模式 電網建設屬于資本密集度高的基礎設施建設，初始投資高、投資回收期長，但一旦建成即可長期使用，逐步收回投資。智能電網的建設投入高，如果經濟性不理想就不可能從市場上吸引資本投入，智能電網項目的建設就會成為政府的擺設。

目前，無論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，還都沒有建立一個有效的智能電網發(fā)展的盈利模式，這也是目前智能電網發(fā)展緩慢的根本性原因。因此，確立發(fā)展智能電網資金籌集，成本分擔和利益分配的合理模式，是推動未來智能電網發(fā)展的關鍵措施。智能電網涉及發(fā)電、輸電、配電和用電多個環(huán)節(jié)，建設智能電網將涉及發(fā)電廠商，關聯(lián)設備制造和電力服務等多個主體的利益，涉及諸多企業(yè)的投資決策、經營戰(zhàn)略和消費者的選擇，并受到相關行業(yè)政策的影響。因此，智能電網需要宏觀層面的戰(zhàn)略規(guī)劃和執(zhí)行層面的政策設計，統(tǒng)籌協(xié)調與實施。

除了上述一般性障礙，上海市在推動智能電網建設中還存在一些特殊性的問題有待解決。上海正在發(fā)展成為一個國際化的大都市，對供電的質量和安全要求很高，因此對智能電網供電的質量和安全性的要求也很高。上海的土地資源短缺，要布置新的電源點非常困難，電力供應將嚴重依賴外來電，因此，如何依靠智能電網保證上海清潔高效的外來電力供應也是個很大的挑戰(zhàn)。另外，電動汽車、智能電表等是智能電網的重要組成部分，推廣這些新技術可能改變現(xiàn)有利益格局，如何通過機制創(chuàng)新，實現(xiàn)利益的調節(jié)和再分配，對于智能電網涉及的新技術產業(yè)發(fā)展至關重要。

4 加快發(fā)展上海智能電網建設的建議

發(fā)展智能電網是一項高度綜合和復雜的系統(tǒng)性工程，國際先行國家大多有明確的發(fā)展目標，政府從組織機制和政策扶持上加以落實，包括采用財政補貼支持技術研發(fā)，組織示范應用。借鑒國際做法結合上海的基礎優(yōu)勢，對上海智能電網發(fā)展策略建議如下。

4.1 制訂中長期發(fā)展規(guī)劃分類推進規(guī)劃實施

智能電網涉及發(fā)電、輸電、配電、變電、用電、調度和儲能等各個環(huán)節(jié)，涉及的技術有幾十個類別，這些技術往往與通訊、電器設備制造、信息產業(yè)的技術交叉，發(fā)展階段各不相同，因此為了制定有效政策必須對目前上海的智能電網技術產業(yè)發(fā)展做一個梳理。

建議按照研發(fā)、中試、小批量生產、示范、商業(yè)化應用等技術發(fā)展成熟階段，依照智能電網產業(yè)鏈的不同環(huán)節(jié)對相關技術產業(yè)進行分類，并以此為據，結合能源、科技、產業(yè)、人才等規(guī)劃布局和產業(yè)基地建設，制訂發(fā)展規(guī)劃，并因地制宜、有的放矢地制定相關政策。

4.2 加強研發(fā)投入力爭實現(xiàn)產業(yè)領先

上海市智能電網相關研究工作，與其他城市區(qū)域相比具有一定的先發(fā)優(yōu)勢，今后5～10年是智能電網推廣的關鍵期，政策的推動和導向對于上海市智能電網能否在產業(yè)發(fā)展中保持競爭優(yōu)勢至關重要。為避免其他技術領域“墻內開花墻外香”的局面再次出現(xiàn)，政府部門應繼續(xù)對于智能電網提供研發(fā)支持，建立專項資金支持已經接近產業(yè)化的技術，提供資金和制度支持，整合全市的科研力量和產業(yè)力量實現(xiàn)技術上的突破，加快商業(yè)化規(guī)模應用進程；要進一步組織本地企業(yè)積極參與國際國內標準制定工作，從技術標準上引領和積累技術產業(yè)競爭優(yōu)勢。政府要繼續(xù)支持創(chuàng)新技術的研發(fā)，對于技術上實現(xiàn)突破的團隊，應該給予重點表彰和支持，為上海市在智能電網領域保持長期優(yōu)勢提供各種有效支持。

4.3 以區(qū)域建設重點開展智能微網示范

創(chuàng)新技術的成功示范對于技術的擴散具有重要作用，潛在的智能電網技術使用者包括用戶和電力公司可以從示范項目獲得技術應用的相關信息，提高采納新技術的意愿。示范項目的建設也是對創(chuàng)新技術可行性的一個有效檢測，有利于發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新技術在工程實踐中的問題。歐美、日本、韓國等先行國家對智能微網進行了大量研究，建立了多個示范項目。2010年上海世博會園區(qū)內建設了中國第一個智能電網示范工程，目前上海正在一些低碳實踐區(qū)、后續(xù)利用世博園區(qū)內進行能源基礎設施和智能化建設工作。應該說上海已具備了進一步建設智能電網示范園區(qū)項目的良好基礎。為此，建議各級政府應充分發(fā)揮已有的技術領先的企業(yè)群和客戶群的積極性，從資金、技術、人才和政策上支持在“一島五區(qū)”，包括崇明生態(tài)島、后續(xù)利用世博園區(qū)、虹橋低碳商務區(qū)、臨港產業(yè)園區(qū)、張江高科技園區(qū)、迪斯尼地區(qū)建立區(qū)域智能微網示范項目。同時根據各示范園區(qū)特點，實施具有示范區(qū)域特征的智能電網定價模式、商業(yè)盈利模式和管理機制，為上海智能電網產業(yè)團隊“走出去”進一步夯實基礎。

4.4 以用戶端為導向構建市場推廣的政策環(huán)境

智能電網是一種創(chuàng)新技術，作為用戶端相關項目往往因為缺少相關充分的技術經濟信息難以決策。因此，政府和媒體應加強對智能電網技術的宣傳和交流工作工作，充分利用示范項目展示智能電網的先進性，組織各種交流活動推動智能電網的發(fā)展和普及。政府部門可以培育相關的生產性服務企業(yè)，通過這些企業(yè)開設各種智能電網體驗中心，結合都市旅游讓用戶在旅游試用體驗中感受智能電網新技術的益處和服務便利，同時收集各種用戶的反饋信息，供智能電網項目的改進參考。

智能電網處于大規(guī)模商業(yè)化推廣的前期，商業(yè)化的過程還會遇到許多困難和障礙。上海不僅要繼續(xù)推動智能電網產業(yè)園區(qū)的建設，同時要成為智能電網相關制造業(yè)的基地政府要利用政策幫助企業(yè)克服這些困難和障礙，將智能電網的發(fā)展與上海市戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展相結合，與現(xiàn)代制造業(yè)基地建設相結合，促進智能電網技術產業(yè)優(yōu)勢企業(yè)在上海的落戶，政府要在土地利用、稅收政策上給予優(yōu)惠，建立行政審批的綠色通道，幫助企業(yè)降低成本，為企業(yè)搭建人才、教育、技術、融資、法律等服務平臺，創(chuàng)造良好的政策支持的商業(yè)環(huán)境，進一步提高上海智能電網技術產業(yè)的綜合競爭優(yōu)勢。