■ 復(fù)旦大學(xué)管理學(xué)院 李軍鋒

能源安全問題近年來一直受到各國的關(guān)注，人們也越來越關(guān)注環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展，同時，電力市場化進(jìn)程的不斷推進(jìn)以及用戶對電能可靠性要求的不斷提高，要求未來的電網(wǎng)能提供更加安全、可靠、清潔、優(yōu)質(zhì)的電力供應(yīng)。西方主要發(fā)達(dá)國家為應(yīng)對頻繁出現(xiàn)的能源安全問題，更加高效地利用能源，提出了建設(shè)智能電網(wǎng)的規(guī)劃。2009年美國總統(tǒng)奧巴馬上任伊始就提出了以智能電網(wǎng)為核心的美國能源戰(zhàn)略，宣布將撥出34億美元（約240億人民幣）用于智能電網(wǎng)技術(shù)開發(fā)。我國在2009年5月份召開的特高壓輸電技術(shù)國際會議上，國家電網(wǎng)公司提出以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)絡(luò)，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的通訊、信息和控制技術(shù)，構(gòu)建以信息化、自動化、數(shù)字化、互動化為特征的國際領(lǐng)先、自主創(chuàng)新、具有中國特色的堅強智能電網(wǎng)。通過“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合，實現(xiàn)多元化電源和不同特征電力用戶的靈活接入和方便使用，極大提高了電網(wǎng)的資源優(yōu)化配置功能，帶動電力行業(yè)及其他產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級，促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)社會全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是最近曝光率非常高的一個詞匯，從DVD到第三代移動通訊技術(shù)再到數(shù)字電視等等，已使得我國企業(yè)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面有了長足的進(jìn)步。智能電網(wǎng)方興未艾，各個國家都在加緊推進(jìn)他們的智能電網(wǎng)建設(shè)，但還沒有形成一個統(tǒng)一的思路，所以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定就顯得特別重要和迫切。

一、智能電網(wǎng)的概念及特征

美國電科院(EPRI)在2000年前后提出了Intelligrid的未來電網(wǎng)發(fā)展概念，歐洲則采用Smart Grid的說法，在我國都被譯為“智能電網(wǎng)”，歐洲在2006年推出的研究報告，比較全面地解釋了智能電網(wǎng)的發(fā)展思路，美國能源部也采用了Smart Grid這個術(shù)語，名稱雖得到統(tǒng)一，但發(fā)展思路、路徑、技術(shù)由于尚處于萌芽階段并不統(tǒng)一。根據(jù)目前大部分研究，智能電網(wǎng)就是將信息技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和原有的發(fā)電、輸電、配電設(shè)施高度融合而形成的新型電網(wǎng)，它能有效地提高能源傳輸和利用效率，具有安全可靠的特點。

根據(jù)美國電科院的研究報告，智能電網(wǎng)具有以下的特征：

安全，應(yīng)對電網(wǎng)攻擊具有更高的安全性。

集成，檢測、控制、保護(hù)、維護(hù)、調(diào)度等系統(tǒng)的全面集成。

協(xié)同，協(xié)調(diào)管理超越地理和組織邊界分布的資源、設(shè)備、信息系統(tǒng)。

預(yù)測，有效地提前預(yù)測，并做好防御，而不僅僅是被動地反應(yīng)。

優(yōu)化，優(yōu)化資源與設(shè)備的利用率。

交互，與用戶和電力市場具有良好的交互能力。

自愈，電網(wǎng)對故障具有自適應(yīng)與恢復(fù)的能力。

根據(jù)美國圣地亞哥地區(qū)智能電網(wǎng)效益測算結(jié)果，年度收益約為1.42億美元，總投資成本為4.9億美元，每年運營維護(hù)成本約為0.24億美元，理想情況下可以實現(xiàn)高達(dá)44%的內(nèi)部收益率與4.1億美元的凈現(xiàn)值收益。

表1 ：實施智能電網(wǎng)的收益提升（資料來源：埃森哲）

智能電網(wǎng)的建設(shè)涉及到可再生能源和清潔能源的接入、信息技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機(jī)數(shù)字技術(shù)、新型功能材料技術(shù)，所以智能電網(wǎng)的建設(shè)集成了多個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對于推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級意義重大。

二、先行者優(yōu)勢及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的形成機(jī)制

Marvin B. Leiberman和David B.Montgomery提出了先行者優(yōu)勢（First-Mover Advantage），他們認(rèn)為先行者優(yōu)勢是先導(dǎo)企業(yè)獲得經(jīng)濟(jì)利潤的能力，其形成是內(nèi)在多階段機(jī)制的產(chǎn)物。先行者優(yōu)勢的獲得有三種渠道：1.技術(shù)領(lǐng)先；2.資源先占；3.購買者的轉(zhuǎn)換成本。他們還指出兩種基本的方法可以獲得先行者優(yōu)勢，一是學(xué)習(xí)或經(jīng)驗曲線，二是在專利或者研發(fā)競賽中的成功，而專利形成的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將會使得企業(yè)更加快捷地獲得先行者優(yōu)勢。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是近幾年提及率很高的一個名詞，三流企業(yè)賣產(chǎn)品，二流企業(yè)賣技術(shù)，一流企業(yè)賣專利，超一流企業(yè)賣標(biāo)準(zhǔn)已得到市場的廣泛認(rèn)同。所謂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)活動的依據(jù)。因此技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是對企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品、提供服務(wù)所使用的技術(shù)方法、方案、路線的一種約束。工業(yè)時代的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的形成機(jī)制和知識經(jīng)濟(jì)、網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時代的形成機(jī)制有明顯的區(qū)別。特別對于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)而言，其網(wǎng)絡(luò)性、外部性體現(xiàn)得更加明顯。工業(yè)時代技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)形成機(jī)制可以理解成后追型，在產(chǎn)品成熟之后自然形成的標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時代可以理解成前導(dǎo)型，在關(guān)注技術(shù)創(chuàng)新的同時，更應(yīng)該關(guān)注市場需求，只有開發(fā)出適合市場的技術(shù)，才能有成為標(biāo)準(zhǔn)的可能性。Bernadette M. Byrne和Paul A.Golder用預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)來解釋發(fā)展在技術(shù)之前的標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)的取得是與新技術(shù)發(fā)展速度一致的有效途徑，這樣的預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)能夠在技術(shù)發(fā)展和市場中起到一個導(dǎo)向性作用，也大大削減了被鎖定于錯誤路徑的轉(zhuǎn)換成本。智能電網(wǎng)集成了新能源、通訊技術(shù)、計算機(jī)電子技術(shù)、新材料技術(shù)等，所以其綜合標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)遵循先導(dǎo)型標(biāo)準(zhǔn)的制定過程。率先制定出智能電網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，獲得先行者優(yōu)勢。

圖1 ：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的形成過程

三、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的含義及國內(nèi)外智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀

所謂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是指對技術(shù)活動中需要協(xié)調(diào)的事物制定的標(biāo)準(zhǔn)，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)活動的依據(jù)。它具有以下特征：作為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的方案并不一定技術(shù)上最優(yōu)；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的采用具有技術(shù)依賴的特點；由于用戶轉(zhuǎn)換成本的存在，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)往往被鎖定。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實際上是對一個或幾個生產(chǎn)技術(shù)設(shè)定的必須要符合要求的門檻以及要達(dá)到的此標(biāo)準(zhǔn)的實施技術(shù)。

美國、歐洲、加拿大、澳大利亞都在積極地開展智能電網(wǎng)方面的研究，美國側(cè)重用戶側(cè)的研究，2003年美國大停電事件使得美國智能電網(wǎng)側(cè)重于電網(wǎng)的“自愈”能力，而歐洲更加側(cè)重于分布式能源和可再生能源的接入的研究。國內(nèi)電網(wǎng)發(fā)展方面，在輸配電領(lǐng)域多項研究已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，國家電網(wǎng)公司重點開展了新型能源接入、特高壓輸電、大電網(wǎng)運行控制等方面的研究，培育了一批具有國際水平的科技成果。

但在行業(yè)或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定方面世界各國目前還在探索階段，美國政府計劃投資1000萬美元授權(quán)美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（NIST）制定智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。NIST已提出了智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)3步走計劃。國際智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略工作組（IEC SMB SG3）在2009年5月發(fā)布了初步的智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)清單，目前正在討論分析階段；美國能源部在2009年5月初頒布了首批16個與智能電網(wǎng)相關(guān)的重要標(biāo)準(zhǔn)，美國電機(jī)電力工程師協(xié)會（IEEE）協(xié)同NIST于2009年6月在加州召開專門會議，制定智能電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和操作原則，這個計劃稱作“IEEE P2030”，并希望這個標(biāo)準(zhǔn)成為全球標(biāo)準(zhǔn)。我國國家電網(wǎng)公司科技部啟動的智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系研究項目，計劃跟蹤國際上智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的進(jìn)展，通過參與IEC-SG3的智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架的制定，使我國的智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系工作與國際標(biāo)準(zhǔn)體系研究的進(jìn)展緊密銜接和配合。

四、智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)形成探析

智能電網(wǎng)是一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈，從發(fā)電、輸電、配電、調(diào)度到用電，從信息技術(shù)、通訊技術(shù)到裝備制造，從電監(jiān)會到消費者，利益相關(guān)者非常多。所以智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定要與電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈各個利益相關(guān)者，各個產(chǎn)業(yè)相協(xié)調(diào)，相一致，充分考慮各方的利益訴求。

圖2 ：智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈

在整個產(chǎn)業(yè)鏈中，電監(jiān)會起到的是監(jiān)督的作用，它應(yīng)該在標(biāo)準(zhǔn)制定中起到主導(dǎo)和協(xié)調(diào)的作用。市場的參與者是電廠、電網(wǎng)公司、電力設(shè)備提供商和用戶，電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定就是給市場的各個參與者設(shè)定一套科學(xué)合理的游戲規(guī)則，讓電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈能夠協(xié)調(diào)健康地發(fā)展。智能電網(wǎng)還會與其他的產(chǎn)業(yè)相關(guān)，所以標(biāo)準(zhǔn)的制定要顧及到其他產(chǎn)業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

1.制定與國際接軌的符合我國國情的智能電網(wǎng)

任何一個國家都不可能在一個封閉的環(huán)境下求生存，在國際化趨勢越來越明顯的今天這點顯得尤為重要，能源問題也已經(jīng)不再是限定于一個國家范圍之內(nèi)，而且需要世界各國的通力合作才能達(dá)成共贏。

首先，電力設(shè)備與服務(wù)的出口是我國出口的重要組成部分，開拓海外市場已經(jīng)成我國電力設(shè)備廠商的發(fā)展方向，無論是發(fā)電設(shè)備主機(jī)制造企業(yè)還是具有技術(shù)實力和成本優(yōu)勢的輸變電企業(yè)，在過去幾年的出口都大幅度增長。參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定才能使我國電力制造業(yè)乃至整個裝備制造業(yè)在國際市場上有一席之地，充分分享全球能源結(jié)構(gòu)發(fā)展帶來的利益。

其次，我國目前在電力技術(shù)方面與世界發(fā)達(dá)國家相比還有一定的差距，尤其在核電，風(fēng)電，太陽能等新興領(lǐng)域差距尤為明顯，在低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為未來經(jīng)濟(jì)引擎的時代背景下，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)，在引進(jìn)的基礎(chǔ)上消化、吸收、創(chuàng)新，加快我國電氣設(shè)備的國產(chǎn)化率對于我國國家經(jīng)濟(jì)安全意義重大。參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定能夠使我國企業(yè)或行業(yè)更快地縮小與世界先進(jìn)國家的差距。

每一個國家智能電網(wǎng)的發(fā)展都有其自身特點，美國智能電網(wǎng)重點在用戶側(cè)，而歐洲的智能電網(wǎng)重點在分布式能源和清潔能源的接入。我國由于能源需求和供給存在區(qū)域上的不平衡，所以要建設(shè)以特高壓為骨干的智能電網(wǎng)，我國電網(wǎng)的主要瓶頸在輸電側(cè)，所以電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定要跟據(jù)國情，而非拿來主義。

2.制定與信息、通信、制造產(chǎn)業(yè)相協(xié)調(diào)的電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

智能電網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)跨越電力行業(yè)涉及到制造業(yè)、信息、電子等領(lǐng)域，需要產(chǎn)業(yè)政策予以協(xié)調(diào)。我國智能電網(wǎng)的基本特征是信息化、數(shù)字化、自動化、互動化。中國電力工業(yè)信息化可以追溯到20世紀(jì)60年代初期只是電子計算機(jī)應(yīng)用起步階段，80年代以后，信息技術(shù)、電子計算機(jī)技術(shù)在電力工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，例如發(fā)電廠生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)，電力負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)，計算機(jī)輔助設(shè)計等，電力企業(yè)的信息技術(shù)應(yīng)用從操作層向管理層延伸，從單機(jī)、單項目向網(wǎng)絡(luò)化、整體化、綜合化應(yīng)用發(fā)展，從局部的應(yīng)用到全局應(yīng)用，在“十一五”期間，電力信息化建設(shè)已納入企業(yè)總體發(fā)展戰(zhàn)略。所以智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)該與信息化相融合，建設(shè)統(tǒng)一的電網(wǎng)信息化平臺，同時電力企業(yè)的管理信息系統(tǒng)和電力生產(chǎn)控制系統(tǒng)要做到有機(jī)結(jié)合。

3.制定與企業(yè)利益相一致的電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

任何一個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都是政府搭臺，企業(yè)唱戲，沒有企業(yè)參與的標(biāo)準(zhǔn)是沒有效率和活力的標(biāo)準(zhǔn)，只有讓設(shè)備制造商，技術(shù)服務(wù)商有利可圖才能吸引到資本、技術(shù)、人才。

世界著名的IBM、Google、Intel、Simens、Duke等公司提出了自己的智能電網(wǎng)的解決方案，具有代表性的是IBM與ABB、GE、SBC等設(shè)備制造商聯(lián)合提出了智能電網(wǎng)解決方案。IBM的智能電網(wǎng)解決方案涵蓋了完整、規(guī)范的數(shù)據(jù)采集，基于IP協(xié)議的實時數(shù)據(jù)傳輸，應(yīng)用服務(wù)無縫集成，完整、結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)分析，有針對性的信息展現(xiàn)等5個層次，IBM也把中國國家電網(wǎng)視為客戶之一，并推出了能源和公用事業(yè)行業(yè)解決方案實驗室（Energy & Utilities Solutions Lab）。Google也已宣布與太平洋煤氣和電力公司的測試合作項目，核心是為打造國家智能電網(wǎng)。意大利電力公司，法國電網(wǎng)公司，埃森哲，美國的Xcel Energy公司都在各自的國家同政府部門進(jìn)行合作，共同開發(fā)智能電網(wǎng)。我國智能電網(wǎng)的建設(shè)也要與國內(nèi)的設(shè)備、技術(shù)提供商密切合作，充分尊重他們的意見和利益，這樣才能提高智能電網(wǎng)的效率。

4.制定能與消費者互動的電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

智能電網(wǎng)的一大特征就是交互，電網(wǎng)在運行中與用戶設(shè)備和行為進(jìn)行互動，將其視為電力系統(tǒng)的完整組成部分可以促使電力用戶發(fā)揮積極作用，實現(xiàn)電力運行和環(huán)境保護(hù)多方面收益。

智能電網(wǎng)與需求響應(yīng)（demand response, DR）是當(dāng)今電力行業(yè)的研究熱點之一，智能電網(wǎng)是21世紀(jì)電力系統(tǒng)的重大科技創(chuàng)新和變革趨勢，而DR則是需求側(cè)（DSM）在競爭性電力市場中的最新發(fā)展。DR是電力用戶針對市場價格信號或激勵機(jī)制作出響應(yīng)并改變正常的電力消費模式的市場參與行為。根據(jù)美國聯(lián)邦能源管理委員會（FERC）在2008年底的統(tǒng)計，大約有8%的美國用戶參與了DR項目，所有DR資源總共達(dá)到了41GW（約5.8%系統(tǒng)高峰負(fù)荷）。估計到2019年如果美國所有電力用戶都采用動態(tài)電價，DR資源可以達(dá)到188GW（20%系統(tǒng)高峰負(fù)荷）。這將極大的節(jié)約電力資源。

在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定中，要激勵用戶主動地參與DR項目，根據(jù)自己的用電特性和風(fēng)險喜好做出最合適的選擇，利用相關(guān)的決策支持系統(tǒng)來制定各個時段的合理用電計劃和響應(yīng)策略。智能電網(wǎng)應(yīng)將用戶設(shè)備和行為融入到電網(wǎng)的設(shè)計、運行與通信中。

5.制定促進(jìn)新能源發(fā)展的電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

在2010年的“兩會”期間，低碳再次成為委員們提及頻率最高的概念之一，我們已經(jīng)進(jìn)入了低碳概念時代。早在2007年12月26日，國務(wù)院新聞辦發(fā)表《中國的能源狀況與政策》白皮書，著重提出能源多元化發(fā)展，并將可再生能源發(fā)展正式列為國家能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。不再提以煤炭為主。在哥本哈根氣候會議上，中國也做出了到2020年單位GDP的碳排放比2005年降低40%-45%。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為保護(hù)環(huán)境、解決能源危機(jī)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級和可持續(xù)發(fā)展的一條捷徑。歐洲的智能電網(wǎng)發(fā)展重點之一就是提升可再生能源的接納能力，解決可再生能源（風(fēng)電、光伏發(fā)電）的接入、預(yù)測、分析、控制的技術(shù)問題。

我國能源結(jié)構(gòu)的顯著特點是煤炭消費過高，這種能源消費結(jié)構(gòu)造成了環(huán)境的污染和能源利用效率低下。目前火力占發(fā)電機(jī)組總裝機(jī)容量的70%以上，水電占20%左右，太陽能，風(fēng)能，核能占比非常小。但是目前的電網(wǎng)還是主要以火電的接入標(biāo)準(zhǔn)來建設(shè)的，為保障我國能源安全和發(fā)展新能源，智能電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計以及標(biāo)準(zhǔn)的制定必須要把新能源的高效接入作為一個必須要考慮的課題。

五、結(jié)語

智能電網(wǎng)的最大功能就是使電力供應(yīng)更加穩(wěn)定、可靠、高效和低成本，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和諧發(fā)展。智能電網(wǎng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到制造、信息、通訊、人文、環(huán)境等方方面面，所以單純的從能源角度來考慮智能電網(wǎng)及其標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建是不全面的。

設(shè)立智能電網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，既要統(tǒng)籌全局，從電力產(chǎn)業(yè)鏈和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的角度來分析，還要充分利用國內(nèi)、國際兩種市場、兩種資源，不僅要滿足我國的能源需要，還要在國際能源產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)一席之地。知識經(jīng)濟(jì)時代，消費者的參與越來越廣泛，消費者本身的消費行為是產(chǎn)業(yè)發(fā)展與變革的直接推動力，應(yīng)該讓電力用戶更多地參與到整個智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)中來。

任何一項標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)都需要一個動態(tài)的過程，尤其對于技術(shù)變化日新月異的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)更是如此。另外，要防止標(biāo)準(zhǔn)變成壟斷，堅持開放的標(biāo)準(zhǔn)體系是十分必要的。

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