农网升级改造的智能读本

　　记者 王勃 刘全利 赵晓宇 通讯员 盛晨 吴磊 郝伟

　　编者按

　　智能电网一直是个热点话题，同样热炒的还有农网改造,今年1月,国务院发出通知,决定实施新一轮的农网改造升级工程。那么，同样热度的两个问题之间有什么联系？这种联系又能否互相促进呢？近期，中国电力网络电视台《中电观察》栏目组，特邀电力专家来到浙江嘉兴市，与海盐供电局局长周之鸣一起，就相关问题进行了专题讨论。

　　受访嘉宾

　　国家发展改革委能源研究所研究员　吴钟瑚

　　中国电力企业联合会副秘书长　欧阳昌裕

　　国家电网北京经济技术研究院副总经济师　李敬如

　　国家电网嘉兴海盐供电局局长　周之鸣

　　改变日常生活的智能电网

　　储建新是海盐县南塘琴苑小区的居民，从他家崭新的家具可以看出，他刚刚经历乔迁之喜。与其他新建小区不同，这里的居民家中，都多了一个电子触摸屏。

　　这个挂在墙上的电子触摸屏下面有一个小盒子，这些对储建新的生活又有哪些改变呢？储建新告诉记者，小盒子叫智能交互终端。有了它，自己就实现了智能化的用电生活。现在，每天一下班，他在车里第一件事就是发出指令。

　　而另一端，他家里的电饭煲在接到指令后，随即就会启动电源。回到家后，热腾腾的米饭已经蒸好。储建新告诉我们，智能交互终端的功能还有很多。加入一个智能插座后，家里的灯、空调、电视、热水器等，都能实现远程控制。即便出现燃气泄漏这种突发事件，智能交互终端都可以在第一时间通知业主。不仅如此，他还可以查询每周的用电曲线，自己优化用电方案。

　　记者在浙江海盐供电局了解到，目前海盐县已经有78户居民享受到了这样的智能用电生活。未来几年，随着智能电网建设速度的加快，越来越多的海盐市民都将会用上这样的电管家。

　　主持人：和其他地区的试点相比，南塘琴苑智能小区在智能化生活上有何特点？

　　周之鸣：人的生活肯定是第一位，要在家庭里面安装智能终端，主要是解决生活中的一些不方便的问题。

　　李敬如：国家电网公司系统非常重视智能小区的试点工程，把它作为第一类试点工程中的头一批工程。具体到海盐这个小区，是把光纤到户、用电信息采集和集中管理，即“三网合一”集成起来，这个“三网合一”跟其他试点还是有所区别。

　　吴钟瑚：我看到了智能化的一个雏形，这个雏形我感受很深。原来我们讨论的都是理念，现在我觉得智能电网已经来到了我们的身边。

　　主持人：根据国家电网公司智能电网建设的10年规划，8年以后的智能小区会是什么样子？

　　周之鸣：在政府的主导下，我们以点带面开始建设，在沿海发达地区可能会普及，至少在一定范围内会普及。从海盐的实践可以看出，海盐设立的那些网点，无论是地方政府的领导还是普通居民，都投票赞成，被整个社会所接受。

　　欧阳昌裕：到那时，人们就可以选择绿色的电力了。因为智能电网可以最大限度地接受新能源，比如风电、太阳能等绿色能源；而且可以选择更加便宜的电价。更重要的是，根据自己的经济实力，居民可以选择自己的用电方式。

　　农网改造应统一纳入智能电网规划

　　2010年7月，国家发展改革委在北京召开全国农村电网改造升级工作会议，拉开了新一轮农网改造的序幕。半年之后，2011年1月初，国务院再次召开常务会议，决定在全国实施农网改造升级工程。

　　对于新一轮的农网改造，相关人士建议，农网的此次升级，除了硬件设施的改造，还应该为智能电网铺路，尽快把农网纳入到智能电网的建设之中。那么，海盐电网在智能化建设中，是否也注意到两者的结合呢？在海盐县百步镇横港新社区记者看到，整洁的街道，默默诉说着杭州湾北岸这座滨海新城的经济发展，而路边一座小房子里的两台变压器也引起了记者的注意。

　　这两台变压器叫智能子母变，由两台315千伏安和200千伏安变压器组成。是2010年初，海盐供电局确定的19个智能电网研究项目之一。令人称奇的是，这台子母变可以根据区域用电负荷需求进行智能化调峰。负荷高时，两台变压器同时运行；而负荷低时，则自动切换到其中一台运行，一举解决了“大马拉小车”的困扰。

　　主持人：2010年11月,推进集约农网建设被嘉兴电网纳入到了“十二五”规划当中,其中特别强调了绿色和低碳,农网改造与集约农网建设是什么关系？

　　周之鸣：集约农网包含两个方面：一方面，我们把电压序列进行优化。根据长三角的用电密度，我们经过论证和国网公司的批准，作为全国的试点在嘉兴全面开展。另一方面，就是开展智能电网的研究。

　　在坚强智能电网下，我们加强了智能性，让电网“聪明”起来，主要是在变、配、营销、调度、通信、用电六个环节，对电网进行自动化控制和互动化的操作。

　　主持人：新一轮农网改造对智能电网建设是否也是助推器？

　　李敬如：智能电网不是一家能够解决的，需要很多方面的合作，发电企业、设备制造商，特别是用户要参与，单靠一家企业做不成。目前，农网改造是政府来推动的，这就为智能电网的建设打下很好的基础。特别像海盐，现在纳入了整个市政府的规划，这在国网公司系统是走在前面的。这两个结合起来更高效，避免了重复投资。

　　吴钟瑚：农网最大的一个问题是输变电损耗比较大，但生物质能很多。将来要变成电力，上网售电，也通过智能电　　网得到实现，让农村也走向低碳、走向绿色，这是一个很好的发展方向。

　　周之鸣：农村的特点是农闲的时候负荷很低，农忙的时候负荷很高，但是要满足需求，靠人工是不可能的，智能化是最好的一个解决方案。国网公司过去搞新农村电气化改造，嘉兴地区是第一个完成了地区级的新农村的电气化改造。

　　目前，我们正在寻找电气化后时代的智能化模式。

　　主持人：电网的序列优化和转型升级与海盐的智能电网建设是什么关系？

　　周之鸣：这两个是一个很好的结合点。海盐为什么能够搞智能化？就是因为有EPON技术，有了EPON技术我们都能够区分出去。使用了这个技术我不满足，前年，我们还开发了一个3EPON技术，类似一个环网的技术，解决了很多问题。

　　我们目前正在让电压序列升级，探索现代的中压、高压的一个网架结构。按照计划，以三个变电所为基础，把所有的网架主干线做成集约的、生命线的网架。

　　我们的理念是划区供电、分区供电、把它做成一个格式的网架，今后可靠性的倒换电源在支线上完成执行。

　　主持人：众所周知，美国的智能电网在概念上和我国有所不同，中美两国为何采用截然不同的智能电网建设模式？

　　李敬如：两国电网的发展历程不一样，网络本身的特点不一样，管理模式也不一样。美国电网相对比较成熟，他们的智能电网是以升级改造为核心的，我国还处于快速发展阶段，建设更为重要。

　　吴钟瑚：我国不能不考虑本国实际情况，建设几大水电基地、煤电基地，要向负荷中心输电，如果不用特高压来进行输送，用多回路的500千伏电路输电就不够经济，智能化就要使资源配置更加合理。

　　周之鸣：我国的坚强智能电网，是一个立体的电网。原本是平面的电网，是省级供电，板块理论供电。比如长江三峡的电发出来后，是先送江西，再送浙江。现在加了一个特高压，解决两个问题：一方面，省级电网如果出问题，可以用大动脉输送。另一方面，在经济性上，根据不同的需求进行供电，特高压肯定最经济。

　　在技术上，两国共同的特点都是通过计算机技术手段达到供需平衡。西方电网的稳定性只要15%就可以，我国要达到30%。当然，供不应求则是另外一回事，我国如果降低到8%来控制，那么社会效益就会很大。

　　数字变电站只是智能化的过渡阶段

　　配电是电力系统中与用户直接相连的重要环节。自2009年下半年开始，嘉兴电网就开始对辖区的变电站进行不同方式的智能改造。

　　海盐县武原镇经济开发区的城北变电所，一期工程投产于1995年6月，2002年8月，二期增容工程投产。按照计划，今年10月，这座有着近20年历史的变电所将进行智能化改造。那么，改造后的智能变电站与传统变电站有哪些不同呢？为了了解其中的奥秘，记者来到了海盐邻县的另一座数字化变电站——110千伏田乐变。田乐变是嘉兴电力局自行设计、安装，也是浙江省第一座数字变电站。从表面看，田乐变与传统变电站并没有很大差别，但内部却拥有一颗更加智能的心。

　　事实上，与数字变电站相比，智能变电站除了动力的智能化，还体现在环境的智能化。在嘉兴另一座500千伏变电站——汾湖变，记者也看到了一个神奇的机器人。这个身高1.2米、安装了GPS卫星导航系统的机器人，是第一台采用卫星导航和惯性智导相结合的变电站巡检机器人，主要任务是对变电设备进行定期巡视和扫描，并随时将采集到的运行数据进行存储、分析和上传。

　　后台工作人员根据这些数据，就能及时处理变电设备出现的问题。

　　采访中记者还了解到，目前，集全覆盖、全采集、全费控的智能电网试点已经在海盐武原镇投运。按照规划，在今年开始，海盐供电局将分批对辖区的　　变电站进行智能化改造。

　　主持人：在变电站智能化改造的过程中,智能机器人所起的作用是否就是环境的智能化改变？

　　周之鸣：机器人是智能化设备中的一个设备，不论是机器人、图像还是感应设备，核心内容都是在线监测。海盐现有的变电站已经改造成环境智能化，今后的改造是用机器人、传感器，还是固定的图像来监视，还要根据现场需求和项目的认证情况来决定。

　　李敬如：对于智能变电站来说，机器人不是必备的选择。变电站是一个“点”的概念，目前的监测手段已经能够覆盖全站了，机器人只是一个备选的方案，需要经过技术鉴定和经济比较之后，如果机器人更经济、更高效才选择的。

　　主持人：和环境智能化相对应的还有一个动力智能化的问题，田乐变是否就是动力智能化的一种表现？

　　李敬如：数字化变电站是进步的一个环节，但不等同于现在的智能化变电站，从覆盖范围、操作层次，包括集约化程度，都有很大差距。但和常规变电站相比，由数字化变电站改造为智能化变电站要容易得多。

　　欧阳昌裕：以我个人的判断，在数字电网下的智能化才是最终模式，也是最理想的模式。只有数字化以后，智能化各种控制、调配才能更灵活、方便，也更经济。

　　主持人：在变电站智能化改造的过程中，对设备系统控制和质量等级是不是有很大的考验？

　　周之鸣：在智能化改造过程中，实际上是两个改造。一是数字化的改造，二是智能化的改造，这是两个大的系统。

　　具体到设备的改造，主要是传感器的改造。现有的都是电池传感器，肯定是不能适应数字化的需求。

　　吴钟瑚：变电站的智能化还是技术上的一个最大提升。传统的电子性能肯定不行，必须要用数字化的传感器，这就需要克服很多障碍和困难。当然，这对提升整个变电站的技术和经济指标都有很大作用。

　　主持人：有专家曾经提出,厂网分家以后,我们国家在配电侧的建设一直薄弱,您如何评价这种观点？

　　周之鸣：电是自下而上产生需求，上面的建设需要下游配套。而且，配网具有电压低、电流大、面广量大的特点。在这种现状下，配网就需要加大投入，包括网架建设、超前规划以及投入等问题，特别是电网建设的投资体制要走出来，低压农网要改革。电价目前不动或动得很少。对于电网建设，弹性系数是大于1的，就是要超前投资。

　　吴钟瑚：过去有人评价重发电不重用电，特别是220千伏以下的配网问题特别突出，这与过去的投资体制有关系，政府要支持这项工作，要正确引导，金融支持，都是必不可少的条件。

　　李敬如：薄弱问题不是厂网分开之后，而是在厂网分开之前就存在了。一方面，受资金的长期困扰；另一方面，也和建设困难相关。所以，政府一定要关注这个问题。现在智能电网的建设开始后，对配网建设的促进作用应该比发电、输电更大。

　　智能化将改变电网运营模式

　　2011年3月4日，从嘉兴电网传出消息，经过半年的调试运行，全国首家县级八大智能电网之一的太阳能光伏并网发电系统正式投运。不久以后，储建新家所在的南塘琴苑小区，也会安装上太阳能光伏发电设备。这套发电系统总装机1.5千瓦，工程完工后，一年可发电约1800千瓦时。那么，居民家中剩余的电能如何并网呢？奥秘还是那个电子触摸屏。储建新告诉记者，智能用电双向交互服务技术是这个交互终端的核心。那么，海盐又是如何解决光纤入户所带来的高成本问题呢？答案就是光电缆一体化分支箱。这个发明目前已经获得实用新型和外观设计两项国家专利，由分支箱输出的电缆使用了低压宽带载波技术，并借助居民楼原有低压电力线路，作为信号通道进行用电信息传输。

　　除了在用户工程中的智能化建设，作为一家基层供电企业，海盐供电局在自身的运营模式上也进行了很多卓有成效的探索。2010年底，海盐在全国率先实现了县级智能电网集抄系统的全覆盖。现在，抄表工只要坐在电脑前按动键盘，就能了解全县13万户居民的用电情况。

　　主持人：可以说，集抄系统优化了电力企业内部的人员配置,但对于用户有什么好处？

　　周之鸣：集抄系统实际上是用电信息采集系统。对企业来说提高了效率，减人增效；对社会来说，社会效益提高，还有我们实行阶梯电价的时候，就能够更加公开公正公平，还可以随时抄表。

　　李敬如：传统的集抄系统就是一个独立的环节，仅仅是为了减少人工，但海盐这套系统，已经成为整个智能电网的一个环节。

　　主持人：在用户工程中，电力企业应该如何解决最后100米的问题？

　　周之鸣：我们主要做的就是这方面的工作，把广电、通信、互联网以及电力线高度融合在一个空间里面送到用户终端，来实现“三网融合、电力共输”这样一个模型。为了降低成本，海盐采用电力载波代替光纤。

　　李敬如：这是一个非常复杂的问题，对于电力来说又是必不可少的，必须要解决最后100米的问题，对其他行业来说，也存在最后100米的问题，这些资源如果能够综合利用，对整个社会是一个很大的节约。

　　主持人：经济增长快土地资源少,是海盐的一个重要特征,这种特点是不是也迫使海盐供电局必须升级自己的运营模式？

　　周之鸣：我们面对的是有限的资源、有限的空间。在海盐，秦山核电站以及核电的输出等，空中电网的架设量很大。这就势必对我们提出电网集约化的发展方向。

　　李敬如：智能电网通过信息技术让各个环节更为紧密，运行更为复杂，也收集了海量的数据。这么多的数据，以前逐层管理的模式肯定不行，所以必须改变运营模式。

　　主持人：据了解，海盐供电局开发的智能交互技术曾经获得国网公司科技进步一等奖,这项技术的价值主要体现在哪里？

　　周之鸣：主要解决居民家庭的问题，主要是六大功能：第一大功能是采集，水表、气表、电表以及其他电量的、非电量的都能采集。第二大功能就是控制，通过不同手段的控制，远程控制、自我控制、识字控制等。第三个功能就是报警功能，家里面防盗、气密度、消防等，都可以向外发送信息报警。另外，还有三大服务功能：就是社会服务功能、社区服务和电力系统与用户之间的告知服务功能。

　　当然，还有就是绿色能源的接入等待开发的新能源的容纳等。

　　李敬如：如果没有这项技术，可能不影响用户现在的运行，但无法做到主动选择。对发电也是如此，特别是清洁能源，都可以捆绑在一起，什么时候上网，什么时候储能，都可以选择最佳方式。

　　这是一个必不可少的技术，我觉得海盐在这方面做得很成功。

　　智能电网将最大限度接纳清洁能源

　　嘉兴市位于长江三角洲的杭嘉湖平原腹地，是江、海、湖、河交汇之地。独特的区位优势，使这里的经济始终保持高速发展，全社会用电量也急剧攀升。2010年，用电负荷是2005年的2倍。而在海盐，2010年，全社会用电量也首次突破20亿千瓦时大关。

　　快速发展的经济，为智能电网的建设又能带来哪些推动作用呢？2010年9月，海盐供电局与中国电力科学研究院合作编制了“十二五”配电网智能化规划。规划透露，未来5年，海盐配电网的智能化建设，将覆盖变电、配电、用电、通信等四大环节，用于智能电网的投资将达到5亿元。到2015年，海盐预计将拥有10座110千伏智能变电站。与此同时，还将大力推广智能化台区、智能子母型变电站和智能用电小区的建设。

　　仅仅3个月后，海盐供电局再次发布《十二五通信规划》，该《规划》以信息传输网和业务网为重点，详细描绘了“十二五”期间，海盐供电局通信网建设的蓝图。

　　主持人：“十二五”期间，海盐供电局投向智能电网的投资达到5亿元,这些资金是全部投向智能电网，还是将结合农网改造同步进行？

　　周之鸣：我们未来5年将投资5亿元，具体结合“十二五”规划，一起同步实施。其中，一部分资金用于建设智能电网的建设。

　　李敬如：从目前我们的规划来看，智能化投资应该占10%～20%之间。我个人认为，随着规模化的生产，智能化的设备造价应该是越来越低的，现在光纤的传感器是普通的3～5倍的价位水平，实际上它应该比常规更便宜。因此，设备这个比重会逐渐降低。

　　欧阳昌裕：配网的改造和智能化的建设是密不可分的，投资中有多少比例是智能化的？这很难区分，一定是捆在一起的。

　　主持人：不远的将来，呈现在我们面前的智能电网将是怎样的？

　　李敬如：我看来未来的智能电网是这样的：整个资源配置能力、安全水平、运行效率，用户和发电侧的互动水平将非常高，以特高压骨干网架作为基础，各级电网协调发展，分布式电网能够非常方便地接入，针对用户各类服务非常丰富的一个电网。

　　周之鸣：在智能化方面，有一个共同的目标，就是在“十二五”期间，要在变、配、营销、调度、通信、用户等几个环节，智能化方面都达到一定的水平，成为全国第一个智能化的试点县。