从利益相关者的角度分析我国智能电网发展模式.pdf

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1、专 家 分 析 E x p e r t A n a ly s is 从利益相关者的角度分析 我国智能电网发展模式 虞苍璧，杨敏英(中国社会科学院数量经济 与技术经济研究所，北京1 0 0 7 3 2)摘要：本文总结了智能 电网的历史背景，进行 了发展展望；在分析宏观、中观和微观 因素的 基础上，指 出了智能电网发展的直接驱动力；讨论 了我 国发展智能电网的人 口背景、资源背景和 经济背景；分析 了智能 电网的利益相关者，并提 出了我国发展 智能电网应采用 的模 式。关键词：智能电网；驱动力；利益相关者；中国特色 中图分类号：T M7文献标识码：A 文章编号：1 0 0 3 2 3 5 5(2

2、0 1 0)0 5 0 0 2 0 0 4 d o i：1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 3 2 3 5 5 2 0 1 0 0 5 0 0 4 Abs t r ac t：The p a pe r s umma r i z e s t he h i s t o r i c a l ba c kg r ou nd o f s m a r t gr i d a n d f or e c a s t s i t s de v e l o pi n g pr o s pe c t s On t he b as i s of ma c r o，mes o a n d mi c r

3、o a na l y s i s，i t poi n t s o ut t h e di r e c t dr i vi n g f or c e And t h e n，p o pu l a t i o n，r e s o ur c e a n d e c o no mi c ba c k gr o un ds a r e di s c us s e dFi na l l y，i t a l s o a n a l yz e s s t a k e h ol d e r s of s ma r t g r i d a nd s umme r s u p Ch i na S d e ve l

4、o pme n t mod e l s Ke y wor ds：Sma r t gr i d；Dr i vi n g f o r c e；St a k e h ol d e r；Chi n e s e c ha r a c t e r i s t i c 1 背 景及展 望 2 0 0 0年以后，美 国和欧洲先后提 出智能 电网 概念。随着节能减排、低碳经 济成 为国 内外 的焦 点，此概念逐渐被业 内和大众所接受。A B B、I B M、Go o g l e和 S i e me 1 1 s等国际巨头也纷纷描绘了各 自智慧电力蓝图。2 0 0 9年，在 国际金 融 危机 背景下 上任 的美 国

5、总统奥 巴马，在 美 国经济复 苏计划 中，提 出了建 设一 张 可实现 电力在 数千千米 内传 输 的智能 电 网，我 国国家 电网公 司和 南方 电网公 司 也各 自提 出了 自己发展 智能 电网的计划 和 目标。“智能电网”已成为当前炙手可 热 的名 词 之 一。截 至 目前，智 能电网 尚未形成 一个 统一的定义。一般而言，智能电网涵盖三 层含义：一是 电能在 电网中自由流 动，包 含新能源接入、节能降耗、安全可靠和经 济高效等诸多具体指标；二是信息流在 电 网的发、输、配各个层面 自由流动，以帮助实现 电 能在 电网中 自由流动；三是有 与其他 网络 的接 口，具备信息流在电网、互联

6、 网、通讯网、交通网、物 联网等诸多网络 自由流动的潜力。如图 1所示，描 述 了当前 业界 对智能 电网发展 的一种展 望，即借 交通嘲 I l 物联网 信息浚 数 字 化 网 络 自 动化监控、赢级 调度 系统、高级照 测系统等 实现电喇信息快速交互，提高决策水平。电力流 电 力 网 络 发电 l 输配电 l 用电 风电按入 光伏发电接入 核 电接入 屯能存储 捉 商效率 降低网损 优质 电力 安全 可靠 数字化 电表 分布式发电 电动车充电站 智能用电 图 1 智 能 电网展 望 收稿 日期：2 0 1 0 0 4 2 0 作者简 介：虞苍璧(1 9 7 8 一)，男，汉族，江苏无锡人，

7、清华大学硕士学位，2 0 0 9 年开始在 中国社会科学院数量经 济与技术经济研究所攻读 博 士学位，长期从事 与电力 系统和智能电网相关的研究工作。二 暖 b 幼 第 3 2 卷 第 5 期 2 0 l 0 年 5 月 9n E x p e r t A n a ly s i s 专 家分析 助智 能电冈，实现这样 一个 目的，人类 可以更美 好、更充分 的利用 电力这种 能源。2 发展智能 电网的驱动 力 智能 电网是信 息技 术革命 向能源领域、特别 是 电力领域 纵深发展 的必然产物，而 国际金 融危 机作为导火索，使智能电网从世界各地分散地、摸 索式地发展，向集 中地、全面地和有计划地

8、发展迅 速 转变。信 息技 术数字化、智 能化 的特 点和传统 电力 技术天然 的矛盾是 智能电网概念提 出的技术背景。如 图 2和 图 3所示，在信息技术 革命 的大背景下，在 经济、能源和环 保 等战 略 因素 的共 同作 用下，“高效”、“安全可靠”和“低碳”是 当前推动智能 电网发展 的直接驱动力。图 2 智 能 电网发 展 的 内在 因素 2 1 高效 在智 能电网框 架下，可实现 电网信 息 的高度 集成和 共享。采用 统一 的平 台，使 电网实现标准 化、规范化和精细化管理，支持 电力市场和 电力交 易的有效 开展，为用 户提供 可承 受 电价水 平 的电 力。因此，智能 电网可

9、有助于 实现资源 的合 理配 置，优 化资产 的利用，提高一次设备 的利用效率，降低投资成本和运行维护成本。智能电网通过互动、优化的手段，一方面提高 了 自身 的工作 效率，另一方面 可支持 并促进 经济 的发展。2 2 安 全可 靠 1 9 9 6年美国大停 电、2 0 0 3年美加大停 电、2 0 0 3 年意大利大停电、2 0 0 6年 欧洲大停电以 及 2 0 0 8年我国因冰灾造成大面积停 电等 事故 给各 国经 济 造成 了 巨大 的经 济 损 失。这 些事 故暴露 出 电网存在 的大量问 题、严重的隐患。智能电网的基本特征 包含 了 自愈和 安全，目的是提 高电 网的 安全稳定水

10、平和事 故防御 能力。即通过 智能化的手段，使 电网具备 一些抵御 冲 击的能力，具备一定 的 自我恢复 能力，最 小 化地 避 免 用 户 的供 电 中断，达 到 “坚强智能 电网”的程度。2 3 低 碳 随着 国际上对 节能减排，绿 色能源等概念 的 重视，低碳 电力 的概念也逐渐深入人心。传统 的电 网存在 网损较大，新 能源不易规模化接入等 问题。通过 智能设备 的应用，并且 对 电网进 行智 能化运 行，可降低 网损；可支持 并帮 助风 电、光伏发 电等 新能源的接入，并且支持 电动汽车的推广应用。因 此，智能 电网通过降低 网损，通过新 能源的开发和 利用，实现真 正意义上 的低碳

11、 电力。3 我国智能 电网的建设背景 我 国具有人 口众 多、资源分布 不平衡 和经济 发展不平衡 等特 点，因此，我们不能沿用欧、美、日等传统西 方发达 国家 的智能 电网发展模 式。我 国应该根据 自己的国情，走 出一条适合 当今 中国 的，具有 中国特 色的智能 电网发展之路。3+1 人 口背景 我 国是世界 上人 口第 一大 国，总入 口数超过 1 3亿。当前世界 上的唯一超 级大 国美 国人 口约 3 亿，不到我 国的 14。美 国人 的交通 出行方式是 以汽车加飞机 的模 式，也 即高速 路 网加航 空的模 式，这决定 了美 国的能源消费以石油为主，美国是 当今 世界上最 大 的石

12、 油消费 国家。若 我国沿袭美 国的能源消费方式，则总石油消费量为美 国的4倍 以上，国际能源行业是无法承 受的，基本不具备现 实可行性。这将导致石油价格大涨，有可能会导致 石 油危机、经济危机，甚 至会 引发战争。我国应改变传 统 的能源 开发 途径和 能源消费 方 式，两者都依 赖于 智能 电网的发展。首 先，加 大新 能源 的开发，即风 电和 光伏发 电的开发，提 高新 能源在发 电 中的比例。风 电、光伏发 电等新 能源不 同于传 统 的水 电和 火力发 电，自然条件 对 其影响很大，均具有不稳 定、波 动大 的特 点。目 前 电网无法承 受大量 的非稳定性 电源接入，因此 宏观闭索E

13、=直接驱动力 L专 微观冈索 图 3 智 能电 网发 展 的 区动力 l I 嚅 第 3 2 卷 第5 期 2 0 1 0 年 5 月 r I E I6 劬 21 一 一 一 一 姚 删 商 伏 随 释 、圯 氟 备 故 可 风 错 电 、商 铃 电 电 训 浞 峰 断 核 抑 电 接 排 产 动 供 源 减 资 互 质 髓 能 力 需 他 优 新 棒 电 供 其 厂、，_、专 家 分析 E x p e r t A n a l y s i s 有 必要发展智能 电网来扩展 电网承 受可再生能源 发 电的能力。其次，改变 能源 消费方 式。一方面 进 一 步建 设城 市轨道 交 通，加 快 电动

14、 汽 车 的发 展，并且促 进 电动 自行车 的使用，即在城 市 内交 通 中逐步减少石 油使 用 的比例；另一方面大 力发 展 电力机 车，加快修 建高速铁路，用铁 路替 代航 空，即在 城 市 间交通 中逐步 减 少石 油 使 用 的 比 例。因此，将 大量用油 的能源 消费方 式转变至用 电 的能源 消费方 式必须 要有 智能 电网的支持。3 2 资源背 景 我 国 自然资源 的基本特 点是 富煤、贫油、少 气，与石油和天然气比较而言，我国煤炭的储量相 对 比较丰 富，占世界储量的 1 1 6 ，而石油仅 占 2 4 ，天然气仅 占 1 2 。建 国以来，煤炭在全 国一次能源生产和消费中

15、的比例长期 占7 0 以上。另一特点是资源分布不均，煤炭、石油、天然气和 水力 资源等主要分 布在 中西部地 区，而 沿海 经济 发达地区，尤其是珠三角、长三角和京津唐地 区则 相对资源 匮乏。自然 资 源 的基 本特 点决定 了我 国仍将 长 期 以煤炭发 电为 主。相 比采用铁路运煤，采用 电 网 送 电不 占用有 限的铁 路运 力，而 且 有利 于环境 保护，因此运煤不会 完全 替代输 电，两者将长 期 并存。资 源分 布 不均 的特 点要 求我 国仍 需加 强 电 网主 网架建 设，满 足 资源 富裕 地 区 资源 外送 需求，同 时也 满足 经济发 达地 区的能源 需求。3 3 经

16、济背景 近 3 0 年来，我国经济发展速度很快，平均G D P 年增长率 1 0 左右，远超于美、日、英、法、加 等经济发达 国家。人均 国 内生产总值增长速度也 远远高于其他 国家，3 0年来人均G D P增长约2 0倍。但是，我 国总体经济发展水平仍落后于西方国家，城 乡、区域发展不平衡，有 以下特 点：一是城 乡二 元经济结构 明显，基本特征为：城市经济以现 代化 的大工业生产为主，而农村 经济 以典型 的小农经 济为主；城市的道路、通信、卫生和教育等基础设 施发达，而农村 的基础设施落后；城市的人均消费 水平远远高于农村。二是相对于城市，农村人 口众 多。三是 东部沿海和 中西部经 济

17、发展差 距不仅没 有缩小，反而有扩大 的趋 向。电网建设要符合经济发展水平，同时应适度 领先于经济发展，从而促进经济 的发展。首先，我 国仍然要加 强主 网架 的建设。其次，也应有计划、分区域、逐步地实施智能电网的建设，使得电网能 ，一 2 2 T 倒 b 劬第。卷 第 期 2 o l o 5 月 够更好地为经济发展服务，为经济结构转型服务；并且应做 到在 智能 电网这一新 的领域不 落后 于西 方 国家，甚至领 先于世界。4 我国智能电网发展模式分析 智能 电网的目标及驱动力 已经 明确，发展速 度也相 当迅猛。当前我 国智能 电网正处于发展 的 初始 时期，亟待 明确 应该 以怎样 的模

18、式来创新发 展，以符合科学发展观的要求，并代表最大多数人 民的利益，这也是行业 内外最为关心的问题之一。4 1 我 国智能 电 网的 利益相 关者 我国智能电 网的利益相关者大 约由六大 类组 成：l、政府及主管机构；2、发电企业；3、电网企 业；4、科研机构；5、设备和服务供应商；6、用户。如图 4所示。上述六大类利益相 关者可以细分 出很 多小类，如表 1所示。4 2 在发展 智能电网中各利益相 关者的主 要 目 标 4 2 1 政府及主管机构 政府及相 关部 门包括发改委、科技部、电监 会、信产 部及省、市、自治区等有 关部 门。政府 及 主 管机 构 作 为 国家利 益 的代表，通过

19、在宏 观 层 面上做 指导性 的工作、纲领 性文件 的发布，通 过 更新政 策和法律法规、调 整税费等手段，不仅 为智 能 电网 的建 设 起促 进 与推 动 的作用，而且 为其发展 把握方 向，规 范其发 展方式，避免盲 目 发 展。4 2 2 电网企 业 电网企业是 智能 电网建 设及推动 电网技术进 步 的核 心部 门。绝大部分 的智能 电网技 术将在 电 网企业应用，智能 电网的主 要效果 将在 电网企业 得到体现。从行政及技术两个角度综合考虑，我国 图 4 智能 电 网的利 益相 关者 E x p e r t A n a l y s i s 专家分 析 表 1 智 能 电网 利益 相

20、 关者 分类 大类 分类 主管 国家发 改委、科技部、电监会、信 息产业 部 部 门 电网企业 国家 电网公 司、南方 电网 公司 发电企业 五大发 电集 团 华 能、大唐、华 电、国 电、中电投 新能源投资 商(内资、外 资)风 电及光伏 发 电投 资商 其 他 中水 电、中广 核 以及地 方发 电企业 等 设备和服务 电力设备类 ABB、Si e me ns、东方 电气、特 变 电工、供应商 荣信股 份等 I T企业类 I B M、G o o g l e 等 信息技 术公 司 电网服务单位 各 大 电力设计 院、电力 建设 单位等 科研机 构 中科 院、电科 院、清华大 学、浙江大 学、西

21、安交通 大学和 华 北 电力大 学等 用 户 工业 用户、商业 用户、居 民用户、农业(农 民)用户 的 电网企业 可归结为两 个，即 国家 电网公 司和 南 方电网公 司。国家 电网公司于 2 0 l 0年初发布 了文 件 关于加 强推进坚 强智 能电网建设 的意见，目 标 以提高 电网的信息化、自动化和 互动化水平，并 于 2 0 2 0年基本建成坚强智能电网。南方 电网公司 也有 类似 的智能 电网构想 与规 划。4 2 3 发 电企 业 发 电企 业作 为 电源提供者，是 智能 电网的受 益者 之一。发展 智能 电网的重要原 因是 新 能源大 规模接入 的需要，使 电网向低碳 电力 的

22、方 向发展。因此，发 电企业可重点做 以下工作：(1)布局新 能 源发电，发展风电、光伏发 电，着力发展可再生能 源，提高其在装机容 量 中的比重；(2)建设大火 电、大水电和大核 电，降低碳排放，尤其要发展大 核 电，逐渐摆脱对煤炭、石油等化石 能源的依赖；(3)积极进行智能电网技术的研究，加强技术引进 和吸收，并且加强技 术创新；比如 尝试分布 式电源 技术，积累和储备项 目建设 经验。4 2 4 设备和服务供应商 设备和服 务 供应 商是 技术 创新 的主 要力 量，也是智 能电网发展 的受益者之一。在智 能电 网领 域，ABB、S i m e n S和 I BM 等跨 国公 司在技 术

23、 储备、资金和 人才 实力等 方面 均优 于 内资企 业。然而，内资企 业也有 强于跨 国公 司 的，尤 其在灵 活性、成本控 制和 售后服务 等方 面 比较突 出。经 过几十年 的发展，我 国 已经具备 了在新技术领域 追 赶 西 方发 达 国家 的基 础。内资企 业应 抓 住机 遇，充分利用 国 内市场，不断开拓 国际市场，发 展 比较优势，加 强技术 引进 与消 化，开发 自主知 识产权，和 国际 巨头一起，共 同做大做 强智 能电 网领域。4 2 5 科研机构 科研机构(包括 院校)是科研 与技术进步 的中 坚力量，不仅是 智能 电网的受益者，也是主要推动 力量。首先，科研单位始 终走

24、在技 术研 究的最前 沿，应该保持对 智能 电网最新技术 的研 究，加强对 国际最新技术进展 的感知。其次，需要科研单位与 企业，与用户紧密结合，努力进行科技攻关，攻克 智能电网的关键技术。第三，我 国仍属于发展 中国 家，应坚持走“产、学、研”相结合 的道路，技术 研 究和 产业发展 紧密结合，技术研 究不应停 留在 实验 室，目标要放在产 品化和产业化上，以实现技 术创新 的最终 目的。4 2 6 用 户 无论是工 业用户和 商业用户，还 是居 民用户 和农 业用户，这 些都是 智能电网的最直接受益者。智 能 电网的发展 首 先要从 国家利 益 的视 角 出发，其次 主要应该考虑用户利益。

25、通过智能 电网技术，用户可得到的直接好处有：(1)优质并可靠的电力；(2)可接受 的费用；(3)便利 的电力应用。另外，除了受益者之外，用户也是智能 电网的推动力量。设 备和服务供 应商所提 供 的产 品和服 务不仅 面 向 电网企业，也面 向最终用户，因此，用户是这些供 应 商技术创新 的动力 之一。4，3 基 于利 益相 关 者 的发 展模 式 分析 综 上所 述，政府 及主管机构、电网企 业、发 电企 业、科研机 构、设 备和服务供 应商、用户等 利 益相 关者 共 同推进 了智能 电 网的建 设 与发展。政府 部 门代表 了国家 的利 益，实际上是最大 的受 益者；电网企 业是智 能电

26、网应用的直接部 门；发 电 企业 代表 了新 能源、低碳 经济方 向，是智 能电网 的主要动力之 一；科研机构 是其技术发 展 的核 心 力量；设备和 服务供 应商 既是受益者，又是技 术 创新 者；用 户则代表 了最终 的受益者，同时也反 作用 于智能 电网。鉴于人 口特 点和 资源特 点，我 国应紧跟 当前 国际潮流，抓 住历 史机 遇，努力 发展 智 能 电网；考虑 到经济发展不 平衡 的特 点，我 国智 能电网则 应该计 划、有序地发 展。即智能 电网应 该 由政府 及主 管机 构来 引导和 规 范 以实现科 学发 展，最终 符合 国家和 人 民的利 益。鉴于 电网天然 技术 垄断 的

27、特 点，智 能电网 的发展 必然 由电网企 业来主 导 进行。因此，我国智能电网的发展模式应该是：由国 (下转第 1 1页)l 确 暖 第 3 2卷 第 5期 2 0 1 0年 5月 洌 J E I 6 动。9 A c a d e m i c i a n S p e e c h 院士 论坛 方案 1 热电联 热电联产，发电4 6 0 0 k g c e 输入 3 7 4 4 4 k Wh，输出3 0 0 0 0 输入4 6 0 0 k g c e，输出 输入 l 8 8 7 3 k Wh e，输出1 4 6 4 0 k Wh e 产 满 足 供 电 需 1 万 k Wh，供 热 kWh，损 失

28、 7 444 kWh，占 5 8 7 0kg c e，无 损失，损失 42 33 k Whe，占 2 2 4 要，燃煤 锅炉补 2万 k Wh 1 9 9 有盈 余 炉满足 电力和热 燃 煤锅炉供 热 6 9 2 1 3 k g c e 输 入 7 4 9 9 3 k Wh，输入 9 2 l 3 k g c e，输 出 输入 3 7 8 0 0 k wh e，输 出 1 3 9 2 0 k Wh e 力需求 万 k Wh 输 出 6万 k Wh，损失 2 O 7 3 7 1 k g c e，损 失 2 0 损 失 6 3 2 +表 中，燃 煤锅炉 热效 率 8 0，燃 煤热 电联 产 电厂消耗

29、 4 6 0g c e，发 电 1 k Wh、产热 2 k Wh，纯发 电电厂发 电煤耗 3 4 I g c e k Wh。能是为什么不 能用等价值法而沿用当量热值法 的原 因。但在分析用能末端时，高 品位 的电力一定要与 低 品位 的热量有所区别。这是为什么学术界坚持 要 采用等价值法 的原 因。等效 电法既保证 了大 的能源 统计的平衡，又可以充分反映不同类型能源 品位 的 差别，因此应该是一种更合理 可行 的方法。4 结论与建议 本文分析 了目前使用 的“当量热值法”和“等 价值法”两种能源换算方法存在的问题。其中，当 量热值法 只看 能源所含 热量大 小，忽 略不 同能源 的品位和 做

30、功 能力 的差别，而导致 节能评价 中出 现谬误；等价值法在评价二次能源时考虑实际对应 的一次能源量，但 由于采用 的是全 国平均值，在面 临实 际问题 时仍然不 能 明确给 出各 个环 节的能源 损失大小，而在评价 一些能源 转换环节 时 出现逻 辑 矛 盾。本 文 提 出一种 综合 了 能源 的数 量和 品位 的 “等效电法”，某种能源换算为等效 电，反映 了其在 当前工 艺和技 术水平下 的最大做 功能力。分 析与 大批实例表 明，采用等效 电法 可以清楚地给 出能 源输送与 转换各 个环 节的损失 与流通 状况，并能 够满足 能源统计平衡 的要 求，同时还 可 以对各种 能源转换方 式

31、和用 能方式做 出较科学的分析评价。为 了完善 我们 的能源 管理 和节 能考核，正确 指导对各种 能源转换 与应用模 式 的评价，建 议 改 变 目前 的不 同类型 问的 能源折算 方法，而采 用等 效 电法。这样能源 的基本计量单位就改为 电或“等 效 电”，以k、V h为基本量纲。这样还会更适合核 电、水 电、风 电和太 阳能发 电等非矿物 质方法直接产 生 电力的能源方 式的统计。直接改为等效 电，与 目前沿用的“标煤”方法 又很大差别，会 引起很 多部 门的不适应，也可在过 渡期 同时给 出等效 电和 当量热值法 的标煤，以满 足各 个部 门的不 同需求。随着各方 面逐渐 熟悉等 效

32、 电概念 与方法后，逐步 转到等效 电方式。参 考 文 献：【1】能源 词 典 M】北京：中 国石 化 出版 社，2 0 0 5【2】中 国统 计局 中 国统计 年鉴 2 0 0 9 M 【3】江亿，刘 晓华，薛志 峰，付林 能 源转 换 系统 评 价 指标 的研 究【J 1 中 国能源，2 0 0 4，2 6(3)：2 7 3 1 【4】江亿，刘 兰 斌，杨 秀 能 源统 计 中不 同 类 型 能源 核 算 方法 的 探 讨 中国能源，2 0 0 6，2 8(6)：5-8 (上接 第 2 3页)家和政府 引导，电网企业主导，配合发 电企业、设 备和服 务供应 商、科研机构和 广大用 户 的共

33、 同力 量，走出一条符合 我国当前人 口、资源、经济特点 的智能电 网发展之路。参 考 文 献：【1】余贻 鑫，栾文鹏 智能 电 网【J】电 网与清 洁 能源，2 0 0 9，2 5(1)：1 5 2】Un i t e d S t a t e s De p a r t me n t o f En e r g y Of f i c e o f El e c t r i c Tr a ns m i s s i o n a nd D i s t r i bu t i o n“Gr i d 2 03 0 a n a t i o na l v卜 s i o n f o r e l e c t r i c

34、 i t y s s e c o n d l 0 0 y e a r s【EB 0L】h t t p：WW W oe e ne r g y go v s mar t gr i d h t m 【3】崔 民选 能源 蓝皮 书一 中国 能源 发展 报 告(2 0 0 9)M】北 京：社会科学文献出版社，2 0 0 9 【4 林 晓 言，王红 梅 技术 经 济 学教 程【M】北 京：经 济 管 理 出版 社，2 0 0 5【5 陈佳贵，李扬 经济 蓝皮书一 中 国经 济形势 分析与 预测(2 O 1 O)【M】北京：社 会科 学文 献 出版社，2 0 0 9 一l 龠 占 嚅 第 3 2卷第 5期2 0 1 0年 5月 洌 I c Ib 幼 1 1