中国的智能电网应称之为互动电网
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记者:武教授,目前对智能电网的概念和说法各种各样,您认为智能电网是什么样的?
武建东:目前社会上使用的智能电网概念实际上是商业流行语,英语为Smart Grid,叫智能网格或智能网。智能产品不一定是网络互联的产品,比如说,智能卡、智能玩具、智能家电、智能锁等,智能电网也不一定实现消费者和电网经营者的互联。有的维持互联了,也不一定就是主动互联,比如说远程抄表,用户更多的就是被动接受啊。所以,准确地说,智能电网实际上就是智能电力网格,就是将局域分散的智能电网结合成全国性的网络体系。欧洲也有人将其称之为Super Smart Grid,直译叫作超级智能电力网格或超级智能电网,实际上是将广域电力输送网络同智能电网结合起来的广域智能网格,应用范围主要可能涉及到欧盟、北非、中东等。
不过呢,跨地区、跨国家、跨洲的电网体系是不一样,每一个国家电网实际运转情况也不一样,内涵、称谓都会有所不同。美国和欧洲的电网缆线不少是一网﹙电力网﹚一线﹙电力线﹚,目前主要是构建互联数据网。中国不一样啊,我们不是联邦制,电网主要在中央手里,应该发展一网﹙电力网﹚多线﹙添附光纤线﹚,需要解决的主题包括数据网、通讯网、视频网等多目标的合成。它不但需要推进电网消费者和消费者之间的互动,也需要推进消费者和电网管理者之间大规模的互动。
从我国电网的实际情况看,我们可以叫作互动电力网格,简称互动电网,英文为Interactive Smart Grid,就是在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上,以智能电网技术为基础,通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接,实现数据读取的实时、高速、双向,还有呢,实现电力、电讯、电视、远程家电控制和电池集成充电等等的多用途开发。这样一来,可以整合系统中的数据,优化电网的管理,将电网提升为互动运转的全新模式,形成电网全新的服务功能,提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。实际上,我们有的区域性,有的季节,比如夏季电力短缺,而有些地区电力过剩还过剩,这和我们缺乏互动电网系统有关系的。
可以这么说,互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。从技术上讲,互动电网应是最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成,也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成,对于推动新技术革命具有直接的综合效果。由此,互动电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。建造互动的电网,将推进IT革命进入创新阶段;将为消费者提供更好的减少能源消耗的路径;将为整个社会节约成本、降低温室气体排放,并促进绿色经济占统治地位。
智能电网发展的第二阶段:广域可视化和智能车辆网络
记者:武教授,近来各界对智能电网都给予了高度关注,组织的各种研讨、会议等也很多,请您介绍一下智能电网的最新发展情况?
武建东:智能电网应该是互动化的智能电网,这不只是一个名词的问题。一研究互动,这个范围就太大了,原来认为电网只是输电企业,发电不归他管,但发电也是个全程观测的问题,因为煤炭气化了以后,进入发电系统要进行除尘的监测,电量入网接入,发电和输电就有一个互助优化的问题,输电和配电之间也有一个互助的问题,当然这里还涉及到储能的问题。
我这次去上海又专门讲了另一个问题,智能车辆网络。美国第一批公布的16个智能电网标准包括5个方面:计量设施标准,智能建筑标准,输电标准,家庭终端标准,无线网络标准,这些标准美国争论还是很大的。那么美国第二阶段标准做什么呢,要确定智能电网是什么,第二阶段标准也很难制定,他们反对叫智能电网,而是叫智能网络,智能网络概念就大多了,不仅仅是电网。这次第二阶段标准明确提出了电动交通概念,把范围扩大,电动汽车范围太窄了。第二阶段还提出了广域可视化,就是用电力线传输视频,这个比互联网更高级。美国正在考虑广域可视化是基于电线、无线、还是有线。举个例子,美国ATNT现在只能是电力的一部分,因为家庭中的传感器可以记录信息,ATNT基站可以采集这些信息,返给电力公司,然后再把电力公司的信息返给电表。就像中国移动也可以,有用户的地方就有基站,有基站就可以传送信息。
这个一来,智能电网到了第二阶段。美国是5月18日公布了第一批16个标准,现在美国对这个标准有着激励的讨论,至今还没定下来。第二阶段的标准我预测就加上电动交通和广域可视化。这些加进去以后呢,就将把所谓的智能电网完全的颠覆了,是全新的系统,就是将我们现在的电力系统,燃气系统,水利系统等完全整合成一个互动的网络,生产者和消费者兼而有之。你既是一个消费者又是一个生产者,因为你可能家里发电,你也可能在你的居住地有风场,你可以把电卖出去或买回来。
现在美国也研究,什么叫电动车呢,百公里耗电量不超过20度,也就是在15度-20度之间,这就是我们未来电动车的选型,全世界都如此啊。如果这样的话,按照中国电价0.5元算,20度才10块钱,那电动车如果在1万美元左右,也就是咱们所说的8万人民币,汽油车怎么能不被取代?
那么我现在提出了另外一个大的概念,我这次也是世界首创的,我在一个会上讲的。这个会来的全部都是专业人士,一个日本的企业就问对电动车的评价,我直接就讲,我是不赞成现在这个电动车的发展方式的,我主张电动车是智能车辆网络,请记住,不是电动车,是智能车辆网络。我写了个报告,主要是给电网各方面专家,在我的眼中,这个是未来的车型,而我们现在所做的电动车,混动车,是过度性的。未来人类要发展的车辆,是智能车辆网络,在这个网络中,它的终端是车,包括电动车,包括火车,包括地铁等。但是车只是这个体系的一部分,网络上面还有个系统管理。
记者:那么您认为这个体系里提到的终端与目前的车辆有什么不同?
武建东:什么叫终端?在我来看,这次革命会用非金属材料取代金属材料,就是用工程塑料和碳纤维做这个车,这是第一个。第二,这个车带传感器,就是感知系统,防撞系统,由传感器感应,在碰撞之前就释放气囊,双方防撞,这个是传感器系统,等于增加了安全度。第三呢在车里有无线宽带,将交通信息反映过来,就是将全市的交通信息反映到你的数据交换系统之中,你可以知道那里不堵车,这是即时的信息,这个移动的终端,就跟移动的手机一样,到那都连着,这个终端也可以跟电视兼容起来。这个车也能够达到所有的功能,如互动视频,你可以跟总部要什么信息,通过视频系统。另外呢,车的控制系统变成自动控制系统,方向盘的意义不大了,就跟无人驾驶一样。至于电池动力系统,第一步就是电池,第二步可以研究超级电容器和电磁,第三步就是要发展非接触式充电,现在潜艇就有,用同频率,根本不用插座,一扫过去即可。但是这个军事上的成本很高,民用车是否有必要,但是任何一项工业技术大规模使用成本就低了。如手机,现在没有贵贱,用量大了后,手机随便换。所以我说的车辆,基站,网络和系统的一个组合,这叫智能车辆网络。然后在这个车辆中有监测电池用量的,就跟电脑看还能使用多少分钟,所以这辆车已经跟咱们现在谈的车没有多大关系了。按照这个道路,这个车辆系统,已经超过了手机的移动通讯网络,就是智能车辆网络,而智能车辆网络是一个非常大的网络,它的产业价值要大过手机的好几倍。所以按照我的道路,新的智能车辆网络,它基本是快餐化的网络产物。一旦走入快餐化的道路,车辆不是用来衡量身份的了。
美国人也不知道我现在提的这个智能车辆网络,我这个已经讲过好几次了,没有任何问题的。这样一来,这个智能车辆网络不再是传统的汽车市场,改变了所有的概念,传统的汽车厂是生产内燃机,汽车的动力,引擎。而我的电池分成锂电池,超级电容器和电磁电池,再就是发展非接触式充电等。
记者:那么说智能车辆网络也是智能电网的一部分?
武建东:是的,是智能电网的第二个阶段为,什么叫智能电网的一部分,就是说它是由电驱动的,而且成本很低,就是0.5元钱电网也不亏。非接触式充电在军事上中国和美国都实现了,它等于是用同频率去充电,只不过不可能用在一辆车上,这个没有价值,为什么呢,这个车太便宜了,不值。但是随着人类经过一二十年的整合,大量的技术会变成民用化,规模化,这个时间成本就降下来了。这都是智能电网的第二步,这不是美国有的,智能车辆网络全球提出来是我提出来的。智能电网经过演变以后越来越大,它可能相当一部分替代我们现有的车辆系统,改变整个的工业生产生活方式,我们的行为方式。
实现超越欧美:中国互动电网四大战略
记者:武教授,正如您一开始就谈到的,我们国家的智能电网可能与欧美的有所不同,那么您认为我们应怎么发展智能电网?采取什么样的发展战略更为合适?
武建东:我写文章和在一些会议上演讲都曾讲过,我们发展智能电网,超越欧美战略的八大突破口和四大战略。我们的电网不同于欧美,在发展战略上必须有别于欧美,具有中国特色。美国是:高温超导电网、储能、可再生能源与分布式系统集成(RDSI)、实现传输可靠性及安全控制系统。国家电网提出"信息化、数字化、自动化、互动化的智能电网"目标,其实"四化"概念上存在着相互交叉,用“互动化”就可以了,这个是"四化"的灵魂和本质,完全可以直接统一称谓为"互动电网"。
美国发展智能电网是战略性的,我们在智能电网并不差,中国互动电网的发展起点必须具有战略水平,实现超越式产业突破,实现能源战略转型。
一个就是推行洲际能源互动网络计划,国家可以投个1000亿、2000亿美元的,以我们的需求为基本,联合韩国、朝鲜、蒙古、中亚、东盟等,以及俄罗斯、日本周边国家建立“区域互动电网标准”,大力推动电力体系最大的连通和电力国际化交易。今后,中国可以从西亚、中亚和俄罗斯进口电力,用不着庞大的海运,也不用从俄罗斯购买大量原油和天然气。要是这个体系以后全部由超导电缆建设,线路长度可能超过200万公里,上网速度也可能提高到5兆到10兆左右,成本低得多。
第二个就是建设"电力光纤复合电缆电网",就是一网﹙电力网﹚多线﹙添附光纤线﹚,在现有电线上,添加二、三条光纤线缆,最大限度地利用电力网的资源,走廊、塔架、征地等都不用了,节省了线缆的外保护套、光纤保护件和挂缆等工程,成本很低,实际仅增加15%~30%。电力光纤复合电缆。这个功能就大了,电力线运营配电网,可再生能源接入,光纤线缆运行通讯网、数据网、电视网、家电管理网、智慧电能存储网(即电池充电网等),还有像远程医疗、生物传感器网、政府公共服务网和灾难、救援、医疗救护等网络。
再一个就是推进与欧美模式不同的可再生能源发展战略,美国在研究而利用超导技术制造的10兆瓦级风力发电机重量系统,将可能突破单机风力发电容量的瓶颈,降低发电成本。我认为我们应该发展海洋人工岛平台的发电,四万亿振兴计划侧重陆上,没有考虑东部,东部电负荷大啊,也是海上风场的聚集地,这个没有有机结合。我们的海上风天条件很好啊,国家可以投资15000万至20000万亿人民币,用5至10年,建3000个左右人工岛,建造12000台至15000台10兆瓦至80兆瓦,用高温超导风力发电机,这个发电比例大呀,相当于中国现有发电总量的50%~70%,一举改变我国北部和西部能源东输的问题,铁路、公路的布局体系和产业发展计划都得调整。
还有就是要关注传感器技术和产品的大规模开发与应用。 未来10年工业领域将发生两大效率变革:一个是传感器网络,估计能与计算机体系规模并驾齐驱的产业;还有是互动电网,将电力产业互动化,这是人类通讯系统的一次革命,它将推动电力系统演变为电力和通讯复合系统,这可能是人类通讯系统最重要的一次变革,这两个变革的一致载体就是电力基础设施。人类历史上最大的传感器网络的运转就可能在电力产业实现,这将是一个奇迹。
从战略选择突破口选择来看,如集成化,比如和前面讲的智能车辆网络、传感器、视频宽带等等。再有通讯化,复合的电力光纤电缆。还要和周边国家推动能源互动网络,国际化。从电源来看,要有能源的替代和兼容,以及是分布式能源这样的先进用能方式,当然前面也讲了,储能技术也和关键。从支撑技术来看,像芯片技术、巨量计算机管理系统、能源卫星和电力中央信息管理平台的体系都需要有所突破。
记者:非常感谢武教授,我们的专访就到此结束。
