編者按
一場以“互動電網”為核心的世界電力改革漸入深水區。
4月24日，中國國家電網公司總經理劉振亞訪美，與美國能源部長朱棣文相晤，并在華盛頓一場題為“更堅強的電網——中國與美國展望”的會議上發表主旨演講稱：“中國國家電網公司正在全面建設以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎，以信息化、數字化、自動化、互動化為特征的自主創新、國際領先的堅強智能電網。”這個觀點標志著中國國家電網開始接受互動電網概念。
5月7日，國家電網公司黨組會議明確提出，堅持走中國特色的電網發展道路，加快建設“堅強的智能電網”，這表明中國電網發展必然要走電網互動化的陽關大道。
與此同時，早報獲悉，美國將于6月公布一項簡稱為“IEEE P2030”的智能電網標準和互通原則，這個標準的核心就是推動電力工程、通訊和信息技術的互動。
著名能源問題專家武建東教授從我國電網的現狀出發，率先提出中國國家電網公司需要大力發展“互動電網”的觀點，把智能電網推向嶄新階段。互動電網，即Interactive Smart Grid，智能電網的含義已包涵其中。
在東方早報2月2日《全面推動互動電網革命，拉動中國經濟創新轉型》和3月9日《再論中國互動電網革命：領跑下一代全球能源》兩篇文章的基礎上，武建東先生今天再次為早報獨家撰文，更明確提出：互動電網是中國電網現代化的核心，互動電網是下一代全球電網的基本模式。
武氏構建的“中國智能互動電網的體系架構”也日漸清晰。
武建東
單向運轉的百萬公里以上的中國電網是最浪費的網絡資源，為此，互動電網的變革應該替代特高壓計劃成為中國電網發展的首要目標，這將是一個比3G業務更加宏大的產業空間，一個比3G業務更能夠推動內需體系轉型的戰略機遇。倘若2009年就啟動國家互動電網的改造，每年有可能拉動國民經濟增長一個左右百分點。如由各地電力、通訊和軍隊通訊兵聯合施工，三到五年內我國主要城鎮可以初步實現電網的互動化運行并占領全球能源變革的制高點。
互動電網是中國電網現代化的核心，互動電網是下一代全球電網的基本模式。
發展智能電網正在成為國際新能源革命的戰略起點
●全球主要經濟體正面臨著一次使電力體系效益最大化的歷史機遇，整合或改造這個傳統電力流程，其本質就是更有效地重組人類的能源體系，改造人類基本的生產方式。以信息化電網重塑全球電力體系是危機時代人類提高能源效率的最佳捷徑。
2009年4月24日，美國眾議院能源和環境委員會對新的美國氣候法案進行了激烈的辯論，這個法案是美國200年來有關氣候問題最重要的法律，也是美國推行新能源變革的戰略基準。民主黨的靈魂人物是前副總統戈爾，共和黨的領軍人物是前議長金里奇，兩黨在攸關美國未來的能源和氣候政策方面大相徑庭，而在發展智能電網、提高電網效率方面卻取得了驚人的一致性，這不僅是美國黨派利益難得的結合部，也將是奧巴馬能源革命獲得重大突破的一個起點。
金里奇認為，發展智能電網有三個方面的可取之處，即：提高電網的可靠性，減少電網的高峰負荷和接入可再生能源。這個認識雖然不能反映智能電網的全部價值，但至少說明美國大力發展統一智能電網的障礙正在減少。而且在奧巴馬的能源變革之中，發展統一智能電網將是最可能獲得短期戰略躍進的主力領域。
這個戰略主題已經成為美國戰勝金融海嘯的天使。2009年1月25日——奧巴馬上臺5天之后，美國白宮就發布了《經濟復興計劃進度報告》，其中美國政府宣布未來3年以內將為美國家庭安裝4000萬個智能電表，同時投資40多億美元推動電網現代化。美國能源部部長朱棣文最近也表示，奧巴馬總統已宣布向美國企業提供24億美元，用于制造插座式混合動力車和車用電池，美國能源部也在加強車用電池的研究。電池是新型電網最重要的客戶工具，這樣就可以更大體量地創造智能電網的應用運轉空間。
5月7日，美國又宣布，由英特爾(186,0.00,0.00%)公司承辦，美國電機電力工程師協會(IEEE)協同美國國家標準技術研究院(NI.T(0.64,0.02,3.23%))，將于2009年6月3至5日在加州召開專門會議，制定智能電網的標準和互通原則，這個計劃簡稱“IEEE P2030”，以此推動電力工程、通訊和信息技術的融合，并冀望這個標準成為全球標準。
可以預見，近年內美國將有10多個州、二三十個城市、1萬個以上變壓器、4000多個變壓中心啟動智能電網改革——這預示著美國已經強行啟動了制度性的智能電網改造計劃，并力爭占領這個領域的制高點。它所確立的規則和程序將快速形成流行全球的工業文明，也將成為危機轉型中人類將創造的最成功的工業價值。
全球主要經濟體正面臨著一次把電力體系效益最大化的歷史機遇，這個過程將通過發電、輸電、供電、用電和服務各個電力產業基本流程智能化、信息化的實現，整合或改造這個傳統電力流程，其本質就是更有效地重組人類的能源體系，改造人類基本的生產方式。因此，以信息化電網重塑全球電力體系將是危機時代人類提高能源效率的最佳捷徑。任何一個世界大國發展能源、推進能源轉型都必須對信息化電網加大戰略投入，部署長期安排。信息化電網也將改變我國的能源戰略理念，誰掌握了信息化電網，誰就主導了下一代全球能源的戰略能力。
互動電網革命的根本目的，就是實現世界電力產業的跨越式轉型，推動電力產業從中低端電力供應商的傳統模式提升為綜合能源、通訊和信息服務商的高端創新模式。這將推動電力基礎設施通過加載數字設備和芯片技術升級為人類創新生產和生活的重要設施。電力系統的通訊和信息等服務的營業收入和盈利水平完全可能等同或超過傳統的售電業務。
電力產業將實現工業革命以來最重要的大跨度轉型。與此同時，也將實現有插座的地方就有能源，有插座的地方就有信息互動，芯片技術也將推動無處不在的個性化插座分解為公共設施和用戶財產，如同手機話費計量一般，攜帶芯片的充電裝置將在公共插座上實現(例如：車輛電池)買電或售電的交易行為。消費者既可以是電力客戶，也可能成為風能、太陽能、氫電池、生物沼氣等小型電力供應商，這個轉變將使人類消費能源的方式發生歷史性革命。
中美兩國能源效率改革不同發展路徑
●奧巴馬發展可再生能源的創新舉措是啟動美國電網互動變革的根本動力，可以構造一個標準統一、高端轉型、兼容替代的統一智能電網，借此美國就可以實現電網神經系統的合成，造就全球最大規模的信息化資源和最偉大的機會。
●較之歐美國家，經濟危機中受沖擊相對較輕的中國更需要占領智能互動電網這個能源革命的制高點，電網體系的信息化是我國在能源革命中最有可能執世界之牛耳的大業，不但應該成為我國營建內需經濟的重大轉折性機遇，也應該成為我國能源革命的優先突破產業。
就電網信息化而言，小布什時代電網變革的最大遺產之一就是建立了美國的第一個智能電網城市。但是，布什總統卻將電網變革的王冠留給了下任，其關鍵就在于布什主張美國應繼續以發展傳統能源為主。
而奧巴馬總統則提出要集中發展可再生能源，由此美國電網體系就必須改革，建造新的能源高速公路，以有效地將美國愛荷華州、俄亥俄州等地的太陽能、風能、海洋能和地熱能等電力供應連接起來。實際上，奧巴馬發展可再生能源的創新舉措是啟動美國電網互動變革的根本動力，這樣，美國雖然沒有從體制上建立一個國家壟斷電網，但卻可以構造一個比中國的統一電網更加宏大的電網統一活性，即標準統一、高端轉型、兼容替代的統一智能電網，借此美國就可以實現電網神經系統的合成，造就全球最大規模的信息化資源和最偉大的機會。雖然，奧巴馬能源變革也不過才百日左右，但這個革命的作用早已超過了革命本身的進展，其概念拉動作用已促使美國的能源變革有了新的用武之地。
在中國，國家電網公司目前正在推進“一特四大”的電網發展戰略，即以大型能源基地為依托，建設由1000千伏交流和±800千伏直流構成的特高壓電網，形成電力“高速公路”，促進大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發，在全國范圍內實現資源優化配置。同時，將以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎，發展以信息化、數字化、自動化、互動化為特征的自主創新、國際領先的堅強智能電網。這個戰略的核心仍然是依托中央集權制的國家體制營建特高壓電網基礎上的電網現代化，其電力中樞系統仍然沒有擺脫大煤電、大水電，而以實現電網骨架更大體系的統一為目標。
盡管這個電網骨架的統一與美國電網中樞系統的統一發展的本質都指向能源效率的現代化，但是一個沒有健全中樞機制的電網體系很難與一個智能化的電網體系相比擬。美國智能電網的四個孿生兄弟分別是：高溫超導電網、電力儲能技術、可再生能源與分布式系統集成(RDSI)和實現傳輸可靠性及安全控制系統，這個電網發展戰略的本質是開發并轉型進入“下一代”的電網體系，其戰略的核心是先期突破智能電網，嗣后營建可再生能源和分布式系統集成(RDSI)與電力儲能技術，最終集成發展高溫超導電網。因此，中美發展智能電網技術形相似、神相異，這就需要我國電網體系盡快調整戰略，在這場世界電網體系的轉型之中靈活應對，并成為最終的贏家。
由此，需要認真反思我國的能源戰略、特別是電力發展戰略的合理性。經濟危機中受沖擊相對較輕的中國更需要占領智能互動電網這個能源革命的制高點，并借此全面拉動我國電網體系的革命。電網體系的信息化是我國在能源革命中最有可能執世界之牛耳的大業，不但應該成為我國營建內需經濟的重大轉折性機遇，也應該成為我國能源革命的優先突破產業。
互動電網釋源
●從我國電網的實際情況看，我們可以將之稱為互動電力網絡，簡稱為互動電網，智能電網的含義已被囊括其中。
信息化電網或者智能電網，英語為Smart Grid，原意為智能網格或智能網，這個概念又包括智能電子網格、智能電力網格、聰明網格和未來網格等涵義。由于智能的物體不一定互動互聯，而互動互聯的產品必定是智能的，例如：智能卡、智能玩具、智能家電、智能鎖等不一定是網絡互聯的產品，智能電網也不一定實現消費者和電網經營者的互聯。即使維持互聯，也不一定就是主動互聯，有些遠程抄表業務中客戶主要就是被動接受。
準確地說，智能電網就是智能電力網格，即Smart Power Grid。這個概念實際上是一個商業流行語，而并不是技術或法律用語。美國目前也將電網的信息化變革稱為Unified Smart Grid，可直譯為統一智能電網，這是美國的行業用語，是將局域分散的智能電網結合成全國性的網絡體系。歐洲也稱之為Super Smart Grid，可直譯為超級智能電力網格或超級智能電網，它是將廣域電力輸送網絡同智能電網結合起來的廣域智能網格，其可能適用的范圍涉及到歐盟、北非、中東等國家。因此，統一電網和超級電網是歐美對自身電網信息化的不同稱謂，這些概念都是電網改革的體系用語，值得我國借鑒。
為此，信息化電網或智能電網因跨區、跨國以及跨洲之電網體系的不同，根據每個國家電網實際運轉情況而內涵、稱謂都會有所不同。
美國和歐洲的電網纜線不少是一網(電力網)一線(電力線)，目前要解決的主題是構建互聯數據網和實現可再生能源的接入。以化石能源為主的中國大體量能源體系不具備快速轉入可再生能源的基礎，盲目追隨歐美國家智能電網的改革路線，將使我們電網的戰略轉型陷入東施效顰之路。中國應該推行超越式戰略，采用大規模突破性手段進行電網的組織革命，推行一網﹙電力網﹚多線﹙添附光纖線﹚的轉型戰略，即在現有電力線的基礎上，應該發展一網(電力網)多線(添附光纖線)，需要解決的主題將包括數據網、通訊網、視頻網等多目標的合成和接入多樣性能源系統，包括未來的非接觸能量傳輸。它不但需要推進電網消費者和消費者(用戶與用戶)之間的互動，也需要推進消費者與電網管理者之間大規模的互動。
因此，從我國電網的實際情況看，可以將之稱為互動電力網絡，簡稱為互動電網，英文為Interactive Smart Grid，智能電網的含義已包涵其中，其定義為：在開放和互聯的信息模式基礎上，通過加載系統數字設備和升級電網網絡管理系統，實現發電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網分級調度、綜合服務等電力產業全流程的智能化、信息化、分級化互動管理。同時，再造電網的信息回路，構建用戶新型的反饋方式，推動電網整體轉型為節能基礎設施，提高能源效率，降低客戶成本，減少溫室氣體排放，創造電網價值的最大化。
互動電網還可以通過電子終端將用戶之間、用戶和電網公司之間形成網絡互動和即時連接，實現電力數據讀取的實時、高速、雙向的總體效果，實現電力、電訊、電視、智能家電控制和電池集成充電等的多用途開發，實現用戶富裕電能的回售；可以整合系統中的數據，完善中央電力體系的集成作用，實現有效的臨界負荷保護，實現各種電源和客戶終端與電網的無縫互連，由此可以優化電網的管理，將電網提升為互動運轉的全新模式，形成電網全新的服務功能，提高整個電網的可靠性、可用性和綜合效率。
中國互動電網體系架構原則
●我國電網的發展戰略需要大規模調整，它的首要發展目標應該確定為電網的效率革命，也就是實施互動電網的革命。這個先進電網第一位的戰略目標既是國際電網變革的第一高地，也是全球電網的戰略制高點。
●2009年以后的三到五年內，我國應該全面推進互動電網發展，否則，一旦美歐經濟復蘇并實現了經濟與電力結構的升級轉型，我國不但將失去一次領跑世界經濟的機會，也將再一次淪為國際分工的勞動力角色。
筆者將中國互動電網體系的架構原則確定為以下10個方面：
——運轉信息化電網管理體系：實現發電、輸電、供電、用電、客戶服務加載一體化互動的物理設備，建立國際化標準的電力管理平臺，使用國際化、標準化的軟件界面，實現電能的清潔、有效、可靠和靈活運用。
——適應21世紀新一代電網運轉的需要：可有效地接入各種電力來源，實現各種電力源和客戶終端與電網的無縫互連，實現電網與電力儲能裝置的大規模互動對接。例如將太陽能、風能、地熱能、海洋能等可再生能源以及燃料電池等接入電網運行。
——推動電網更加高效運行：能夠實現雙向、互動、實時的智能化數據傳輸和讀取，滿足動態的、有選擇的浮動電價制度的運轉，根據用戶需求有效控制電力的生產和輸配的調控，提高能源效率，實現節能和減排目標。
——實現電網自愈：建立電力傳感器系統和更新電力體系的自動控制系統，預測、檢測和修復電力系統的安全運營問題。
——抵御不當攻擊：有效識別和應對任何人為或自然干擾與惡意破壞。
——提供高品質電力服務：提高供電效率，減少能量損耗，改善供電質量，解決電網商業化之運轉，實現清潔、穩定的電力供應，節省客戶資金和社會資源。
——激勵消費者積極參與：通過電網的互動化，消費者能夠更好地管理需求和降低電力使用成本，消費者既可以是電力客戶，也可以成為小型電力供應商。
——優化電力資產管理： 節約電網的運營和維護費用，推動電力市場的創新發展。可以利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控和數據整合，在電力供應高峰，能夠在不同區域間進行及時調度，平衡電力供應缺口，從而達到對整個電力系統運行的優化管理。
——以智能電表和微傳感器作為電網運轉的新型物理要素：可以將智能電表作為互聯網路由器，推動電力部門以其終端用戶為基礎，進行通信、寬帶業務或傳播電視等信號傳輸。
——營建更靈活的能源系統，推動建立分布式能源管理體系：可再生能源具有能流密度較低、分散性強、投資省、能耗低、利用率也較低的特點，適合分布式能源管理，這種管理體系具有無需建設配電站、土建和安裝成本低、增加設備年利用時數、各電站相互獨立、用戶可自行控制、供電的可靠性高、具較低的輸配電損耗、適合多種熱電比的變化、可進行遙控和監測區域電力質量和性能、便利商業區和居民區之供電、提高環保水平等綜合特點。分布式能源體系與以化石能源為主的集中化能源管理模式之間，迫切需要建立連通平臺，整合管理，而發展互動電網的使命之一就是實現集中式能源管理和分布式能源管理的契合，建立雙軌合成的能源管理平臺。
推行以上標準，也就需要盡快實施互動電網的革命。國內外的現實情況需要我國的發展戰略必須大膽變化，從應變型戰略轉變為建立制高點型的宏觀經濟戰略。此戰略應具有兩個基本使命：
其一是改腦，即構建互動電網，使之成為電力發展的主要目標，使創新能源體系成為刺激內需的主體支撐。成功的戰略應將這個體系改造轉變為一種機遇而非負擔。
其二是換心，即研究大規模發展上中下游一體化的低碳、節能產業運轉，包括與此相關的電動車、混合動力車、鐵路機車體系、超導電網體系等綠色運營模式。這個制高點型的電力轉型戰略也應具備多次出擊、靈活反應、快速行動、集體革命、全球化互動、有選擇的擴張、有創造的拉動、有控制的升級的多元形態。
從全球經濟互動和市場融合而言，2009年以后的三到五年內，我國應該全面推進互動電網發展，而忽視或僅滿足于互動電網局部試點則將使中國經濟及其電力體系仍難以脫離傳統模式，一旦美歐經濟復蘇并實現了經濟與電力結構的升級轉型，我國不但將失去一次領跑世界經濟的機會，也將再一次淪為國際分工的勞動力角色。
發展中國智能互動電網技術流程要素
●我國獨特的中央集權電力體制，決定了分級、分區、分時、總體和全網實現智能化、信息化的可能性、必要性和現實性，為此，我國電網現代化的擇優技術路線應明確為跨越式、跨產業的變革方式；其發展目標應明確為主體營建互動電網，成為我國電網現代化的最小代價和最理想捷徑。
●互動電網的本質就是能源替代、兼容利用和互動經濟。
我國發展互動電網的技術流程應包括如下要素：
——構建基于通信標準的電網互動架構系統：包括變電站自動化、需求側管理、輸配電自動化、建立有效的監控和數據采集系統、建立靈活交流輸電、可視化輔助決策、完善電力無線網絡系統、解決電力線載波通訊、建立復合光纖電纜系統等等。互動系統通信必須采用實時控制，建立有效的信息和數據交換體系，實現系統的可靠性、安全性和大幅提高電力資產的利用率。改革的核心就是推動現有電網系統的所有流程要素實現互動運轉。
——構建基于全網的智能測量系統：包括先進的微傳感器、遠程抄表設備、監測系統和負荷管理技術等，實現電網故障檢測、電力消費預測、電力系統互動自動控制管理等。
——進一步升級的互動電網還可以構建基于超導技術的電網沖擊保護設備、超導限流器、超導穩定電壓系統等組件。其中目前的dSVC解決方案就是一種解決柔性交流輸電技術(FACTS)的方案，由于這個方案可以動態實時地調節輸出，可以快速地處理電能質量問題，實現動態無功補償以保持電壓恒定，有效保護系統免受電壓快速下降和閃變的影響。而且，智能電網的發展還可以推動超導技術更大規模地在電網中使用。現代化電網添加超導元素，既是美國超導公司的市場推廣，也是美國能源部推進超導電網改革的內在需要，由此，智能電網體系的營建可以指向發展超導電網的更大戰略目標。
其他系統要素還應包括：智能電表和電光終端管理設備、相量測量技術和同步相量測量裝置、廣域測量系統、其他智能網組合設備、中央數據管理和分級調度系統、電力光纖復合線纜終端及網絡管理體系、國際化的互動電力管理軟件系統、電力線通訊系統管理和控制、符合國際標準的電網體系運轉、與其他數據庫系統重新匹配優化組合和運轉等，從而構成比較完備的互動電網流程體系。
基于上述系統分析，電網的局部或特定點位可以優先智能化、信息化，這個局部或點位的電網智能化，可以稱之為智能網，其發展方式是不適合我國的。而我國獨特的中央集權電力體制，決定了分級、分區、分時、總體和全網實現智能化、信息化的可能性、必要性和現實性。為此，我國電網現代化的擇優技術路線應明確為跨越式、跨產業的變革方式，其發展目標應明確為主體營建互動電網，這也應該是我國電網現代化的最小代價和最理想捷徑。
在這個轉變戰略中，應支持在現有電力線的基礎上，添加兩三條光纖線纜，解決民用網、政府網和軍用網三網捆入電纜線運行的問題，最大限度地利用好我國電力網資源，這實際上是通過對我國電力主網改造的機遇，實現多通道主輔線纜捆綁的合成。與此同時，可以建立多通道共享的系統網絡管理技術和中央信息管理平臺、數字變電站體系和滿足不同客戶需要的智能終端，有效解決電力數據采集、傳輸、集成、優化和表達的流程運轉。由此，可將我國電網一步投送到全球新技術革命的最高端，將我國電網營造為綜合性、多層次的服務網絡。
這個多通道的電網體系可以包括如下功能：電力線運營配電網和可再生能源接入網，光纖線纜運行通訊網、數據網、電視網、家電管理網、智慧電能存儲網(即電池充電網等)、遠程醫療網、生物傳感器網、政府公共服務網和災難、救援、醫療救護等網絡，可在災難發生時通過政府網至家庭終端實時報警。這10項功能可成為我國互動電網發展的主體內容，并隨著社會需要變化而逐步提升。對于我國36萬千米的輸電網系統而言，這3個新增的添附線纜投資不過100億元左右，是我國能夠承擔也必須承擔的。至于對110千伏、35千伏線路(2007年底這兩項全國合計77.8萬千米)以及10千伏等中低壓電力線路實施系統添附光纖的投資，通過吸納多元投資的方式是不難解決的。如由各地電力、通訊和軍隊通訊兵聯合施工，三到五年內，我國主要城鎮可以初步實現互動電網的基礎營建和運行。
光傳輸與電能傳輸分屬不同類型的傳輸體系，相互間沒有電磁干擾，光纖和電力線復合在一起時也幾乎沒有電氣絕緣問題，因此，可以將我國電網的電氣絕緣水準和桿塔、網架資源發揮至極限。經測算，若合成生產和使用光纖和電力線復合線纜，由于節省了線纜的外保護套、光纖保護件和掛纜等工程，光纖和電力線復合線纜的采用，較之采用掛纜和粘結的光纖和電力組合線纜的成本，實際僅增加15%至30%，這也應該是電網發展最可節約的戰略大工程。
應該充分利用全球經濟危機的歷史機遇，將我國電力建設的主戰場轉移到互動電網建設上來，集中將我國的高、低壓電網及其配套設施更新為與互動電網匹配的運行系統，其中纜線管理路線應明確三原則，即：新建電網加快推行光纖和電力復合網絡、舊有電網添附光纖網絡、特殊地區推廣電力通訊系統。
互動電網的本質就是能源替代、兼容利用和互動經濟。從技術上講，互動電網應是最先進的通訊、IT、能源、新材料、傳感器等產業的集成，也是配電網技術、網絡技術、通信技術、傳感器技術、電力電子技術、儲能技術的合成，對于推動新技術革命具有直接的綜合效果。
互動電網學說的本質，就是以信息革命的造法性標準和技術手段大規模推動工業革命的最重要資產——電網體系的革新和升級，建立消費者和電網管理者之間的互動。為此，IT產業的深度革命和能源革命將成為孿生兄弟，互動電網改革將推動全球能源革命的深度擴散。通過建造互動電網，推進IT革命進入創新階段，為消費者提供更好的減少能源消耗的路徑，為整個社會節約成本、降低溫室氣體排放，并使綠色經濟逐步占據統治地位。
(作者系《中國改革》雜志學術顧問、中國科學院《科學時報》社首席經濟學家，本文亦為教育部哲學社會科學研究重大課題攻關項目：科學發展觀研究之專項課題研究，項目批準號：07JZD0001。作者電郵：bebobe@163.com)
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