探访中国首个城市级智能电网示范工程

　　有没有想过，不久的将来你将住在绿色建筑里，一根线缆通往你家，这根线就可以让你用电、上网、看电视、打电话。一切已经近在咫尺了，作为智能电网示范工程的天津中新生态城已经在建，并将在2011年全面建成并投运。

　　2009年5月21日，国家电网首次对外公布了“坚强智能电网”计划，一场引发电网生产运行、经营管理、客户服务以及社会能源利用模式的重大变革，就此拉开序幕。

　　2010年初，继首批9项坚强智能电网试点项目完成之后，国家电网宣布启动第二批12项坚强智能电网试点工程。作为第二批试点工程中唯一一个综合示范项目——中新天津生态城智能电网综合示范工程（以下简称中新天津生态城）的开工建设，无疑肩负多重使命，具有重要的探索价值。“我们的目标是用10年时间完成全面建设，届时区内人口将达到35万人，全部住上绿色建筑。”中新生态城管委会副主任崔广志介绍说。

　　缘何选址生态城？

　　2010年4月7日，中新天津生态城工程正式开工建设。据国家电网天津市电力公司总经理张宁介绍，该工程覆盖范围达30平方公里，无论从规模上还是从示范效应上来看，都将达到国际先进水平。

　　为何这个重点工程会落户生态城？张宁表示，这是天津市电力公司和中新天津生态城共同努力和促进的结果。建设之初，中新天津生态城就将生态、环保和绿色作为重要的发展方向，而智能电网则是绿色能源的配置平台，可通过清洁能源分布式接入、提升能源利用率等方式，降低碳排放量，实现节能环保，共同的发展目标使二者走到一起。

　　此外，中新天津生态城市是按照可复制的模式建设的，而国家电网进行智能电网试点的目的，就是建立一批“可复制、可推广”的项目，能对其他城市和地区的智能电网建设起到综合示范作用。

　　“在这里做试点，对今后在其他城市的整体复制推广很有借鉴意义。”张宁说。

　　上网、通信、通电只要一根线

　　张宁介绍，该示范工程涉及发电、输电、变电、配电、用电、调度6个环节，包括分布式电源接入、储能系统、智能电网设备综合状态监测系统、智能变电站、配电自动化、电能质量监测和控制、用电信息采集系统、智能用电小区/楼宇、电动汽车充电设施、通信信息网络、电网智能运行可视化平台以及智能电力营业厅等12项示范工程，建成后将集中展示智能电网信息化、自动化、互动化的先进特性。

　　“该工程能够满足向新能源发展的需要，有利于资源的有效利用，满足多元化的发电和用电需求。”张宁说。

　　在具体的建设过程中，这些工程会根据项目进度交叉进行。据天津电力发展策划部主任刘明志介绍，目前智能化变电站已经开工，配电自动化会随着公建、住宅等的竣工陆续实施，电能质量监测也会随着进度同步实施。

　　从整体规划的角度来看，这些工程所承担的任务虽各不相同，却又紧密联系。

　　“配电自动化是整个智能电网的基础，配电自动化除了满足电能的需求之外，还是光纤通信网等其他设施的载体。通信网络是平台，工程建成后，通信网络从发电站到用户终端各环节都将实现光纤覆盖，智能电网的自动控制和相关的业务流程管理都将基于该平台实现，用户对汽车充电站的控制和交互也将通过这个平台实现。智能用电小区、智能电力营业厅等用户端的交互环节，是智能电网的最终目标。”刘明志解释说。

　　项目完成以后，可以实现电力网、电信网、互联网、电视网的多网融合，这四种信号通过同一条光纤复合低压电缆（OPLC）传输。这在国内外都是一项前沿的应用。光纤复合低压电缆是从电力主干网到用户端的一条线缆。该方案由国网信通深圳市国电科技通信有限公司提供，它采用光纤复合技术实现光纤到户，从物理层面真正实现“三网整合”，实现一缆多用，避免各种线缆重复铺设，提高资源利用率，降低建设成本，实现节能减排。电力用户在享受智能化电力供应的同时，不仅可以随时与电网等企业进行全面的信息互动，还能体验光纤上网、高清数字电视、IP电话以及远程教育、远程办公、远程医疗、智能化家居等调整信息服务。

　　随着2010年上海世博会的召开，作为第一批智能电网试点工程的上海世博园智能电网综合示范区正式与世人见面。“在世博园区建设智能电网示范区，其意义在于普及节能理念、推动相关高新技术从实验室走向实用。” 国家电网馆常务副馆长蒋晓云说。目前国网信息通信有限公司计划在北京、山西、重庆、青海、辽宁、吉林、江苏等14个省市做试点工程，进一步扩大试点工程的应用。

　　环境复杂 探索价值更大

　　而中新天津生态园的智能电网工程无论在深度还是在广度方面，都远远超越了世博园的试点工程。

　　据张宁介绍，发电侧将对风电、太阳能、生物质能等清洁能源进行分布式就地接入上网；在用电侧，电网将向用户侧延伸，实现光纤到户，并通过智能供电小区和智能家电的使用，使用户侧和电网侧实现智能的信息交互，从而使电网由过去的单向供电拓展成为双向互动交流。

　　“从规划方面看，中新天津生态城面积为30平方公里，其智能电网工程将满足未来数十年的实际应用需要。与面积为5.28平方公里、应用时间为几个月的上海世博园相比，中新天津生态城面对的环境更复杂，探索的价值也更大。”张宁说。

　　多重挑战与变革

　　与美国智能电网偏重于配电侧和用户侧不同，中国智能电网涵盖六大环节，涉及范围更广，又缺乏可借鉴的经验，中新生态城项目在建设过程中面临多方面挑战。

　　据刘明志介绍，智能电网所涉及的一些技术如微网、储能等，目前在国际上尚无大规模的应用先例。因此，天津电力立足于自主创新，依靠国内科研院所，如中国电科院、国网电科院、天津大学等，并抽出天津电力公司内部技术骨干，共同研究，以攻克这些技术难题。

　　在管理模式上，智能电网也给电网公司带来了全新的挑战。在传统方式下，电网公司只是单向地向用户卖电。而智能电网建成后，由于分布式能源接入及分时计价的引入，将出现用户在用电低谷期存储电量，在用电高峰期向电网公司售电的情况。这就需要电网公司引入全新的运营和管理模式。

　　此外，智能电网的电能质量检测和控制系统建成后将同时供生产部门、销售部门和调度部门使用。这都需要电网公司调整管理模式，以适应新技术的应用。

　　“我们在实施过程中，已经陆续遇到了管理方面的问题，这也是我们下一步的研究重点。我们要找出一些适合推广的经验，不仅在技术方面，在管理上也要起到示范作用。”刘明志表示。

　　除了管理方面的挑战，配套政策的成熟度，也将左右智能电网建设的成败。比如智能电网建设需要政府在进行土地规划时，对电动汽车充电站、线路走廊等提前考虑，预留土地，这无疑需要政策上的支持。“以生态城为例，要想实现所有用户的信息交互，以及电能的削峰填谷等功能，电网公司需要采集生态城内所有用户的用电信息，以实现用电的总体平衡，这是一个系统工程。如果某几个小区或几栋楼不配合，总体的平衡就无法实现。”张宁说。