加速智能电网投资1227.ppt

《加速智能电网投资1227.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《加速智能电网投资1227.ppt（40页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、加速智能电网投资,世 界 经 济 论 坛,埃森哲的合作伙伴,术官,(,该世界经济论坛报告由能源工业合作伙伴论坛与埃森哲合作撰写，并参考了一个专家咨询委员会的意见而成。关于世界经济论坛世 界 经 济 论 坛 是 一 个 独 立 的 国 际 组 织，通 过 在全 球、各地区和各行业间建立领导人合作关系，从而改善世界 经 济 状 况。世界 经 济论坛创立于1971年，总部设在瑞士日内瓦，是一个公正 的 非 盈 利 性 组 织，它与 任何 政 治、党派或国家都没有利益关系。w w w.weforum.org）关于埃森哲公司埃森哲是一家全球领先的管理咨询、信息技术和外包服务机构。凭借在各行业和业务职能领

2、域积累的丰富经验、广泛的能力以及对全球最成功企业的深入研究，埃森哲与客户携手合作，帮助其成为卓越绩效的企业和政府。埃森哲全球员工逾181,000名，为遍布120多个国家的客户提供服务。截至2008年8月31结束的财政年度，公司净收入达233.9 亿美元。关于世界经济论坛能源业合作伙伴世界经济论坛的能源业合作伙伴（IP）方案，为世界领先企业的首席执行官和高管以及各国能源部长提供互动和交流的机会，以确定和解决整个行业一年中遇到的关键问题。论坛承诺在经济增长的基础上提供可持续的社会发展，论坛的基本工作是鉴别、研究和应对特定的行业问题。截至2009年6月1日，能源工业合作伙伴和行业协会成员包括：ABB

3、公司、美国应用材料公司、BcHydro公司、英国石油公司、土耳其采立克集团、森特理克公司、剑桥大学能源研究协会、谢夫隆公司、杜克能源公司、法国电力集团、美商恒运国际货运、德国EnBW能源公司、意大利国家能源控股公司、E.ON公司、南非Eskom电力公司、埃克森美孚公司、美国福陆公司、富腾公司、法国天然气苏伊士集团、西班牙伊维尔德罗拉公司、俄罗斯 JSCRushydro公司、科威特石油公司、卢克石油公司、瑞士欧瑞康公司、墨西哥国家石油公司、巴西国家石油公司、马来西亚国家石油公司、印度Reliance Industries公司、俄罗斯Renova公司、德国RWE公司、南非Sasol公司、沙,特阿美

4、石油公司、皇家壳牌石油、西门子公司、SK株式会社、阿塞拜疆国家石油公司、挪威石油公司、东京电力公司、道达尔公司、瑞典Vattenfall公司、维斯塔斯风力系统及沙特Xenel集团。关于智能电网咨询委员会下列智能电网的顾问委员会 专家为该 报告 作出了贡献：Juergen Arnold,德国惠普ESS EMEA技术办公室研究和开发总监Bart Boesmans,法国天然气苏伊士集团研究与创新部董事总经理Peter Corsell,美国Gridpoint公司首席执行官John Finney,美国ABB公司动力系统部业务单元网络管理全球产品经理David Mohler,美国杜克能源公司副总裁兼首席技

5、Michele Morgan,加拿大BcHydro公司智能电表和基础设施项目高级副总裁Andreas Renner,德国巴登符腾堡EnBW能源公司高级副总裁，兼柏林和布鲁塞尔代表处首席代表Blair Swezey,美国应用材料公司太阳能市场和公共政策部门高级总监Dirk Schlesinger,美国思科公司亚太互联网商业解决方案部门董事总经理，兼制造业全球总裁Johan S.derbo,瑞典Vattenfall集团战略部研发经理Benito Vera,西班牙伊维尔德罗拉公司战略分析总监报告中公 开表 达的意见不一定 完全反 应了世界 经济论坛、埃森哲、智能电网顾问委员会和行业合作公司的观点。W

6、orld Economic Forum91-93 route de la CapiteCH-1223 Cologny/GenevaSwitzerlandTel.:41(0)22 869 1212Fax:41(0)22 786 2744E-mail:contactweforum.orgwww.weforum.org2009 World Economic Forum2009 Accenture All rights reserved.No part of this publication may be reproduced or transmittedin any form or by any m

7、eans,including photocopying andrecording,or by any information storage and retrieval system.REF:150709,撰稿人,埃森哲人员Andre Begosso总监，擅长经济规则和政策框架Michael Donohue高级总监，负责埃森哲帮助Xcel能源公司实施的智能电网城市项目Simon Giles战略服务总监，领导埃森哲全球智能电网战略规划Jenny Hawes战略服务高级顾问，主要负责清洁技术创新和智能技术战略Mark Spelman战略服务全球总裁Jeffrey Taft资源事业部全球智能电网总规

8、划师Bartosz Wojszczyk资源事业部全球市场总监，擅长智能网络服务和智能电网世界经济论坛人员Espen Mehlum副总监兼电力行业组长Emilie Bompard能源行业协调员Johanna Lanitis能源行业项目协调员顾问成员Juergen Arnold德国惠普ESS EMEA技术办公室研究和开发总监,John Finney美国ABB公司动力系统部业务单元网络管理全球产品经理David Mohler美国杜克能源公司副总裁兼首席技术官Michele Morgan加拿大BcHydro公司智能电表和基础设施项目高级副总裁Andreas Renner德国巴登符腾堡EnBW能源公司高

9、级副总裁，兼柏林和布鲁塞尔代表处首席代表Blair Swezey美国应用材料公司太阳能市场和公共政策部门高级总监Dirk Schlesinger美国思科公司亚太互联网商业解决方案部门董事总经理，兼制造业全球总裁Johan S.derbo瑞典Vattenfall集团战略部研发经理Benito Vera西班牙伊维尔德罗拉公司战略分析总监编辑Helena Halldn世界经济论坛设计和排版Kamal Kimaoui世界经济论坛发行和设计部副总监Kristina Golubic世界经济论坛插图设计师,Bart Boesmans法国天然气苏伊士集团研究与创新部董事总经理Peter Corsell美国Gr

10、idpoint公司首席执行官1,目录,2,段，,的影响程度不同。基于现,有的传统网络和当地决策,者的目标，不同国家、不同,地区，甚至不同电网的需求,加速智能电网投资序,气候变化的挑战和不断增长的电力需求将对世界的电网基础设施产生越来越大的压力。现有电网的主流设计理念是以前遗留下来的，当时能源成本相对低廉、资源丰富，能源行业主要的驱动因素就是满足不断增长的能源需求。而现在世界正处于向新时代过渡的阶段，未来清洁能源是昂贵的，电网需要能够灵活地与低碳技术结合，客户需要更好地了解并控制自身的消费。为了完成这一过渡，必须采用智能电网，其优势如下:提高能源效率和可靠性使更多的可再生能源接入电网使迅速增长的

11、电动汽车可以方便地充电使客户更好地控制其能源支出为减少全球的碳排放提供强大支持在能源领域激发一系列新的业务模式除了上述优势，值得注意的是，如果不采取行动推动智能电网，将会存在一些潜在的影响：如果没有智能电网基础设施，则可再生能源供应的间歇性特征和电动汽车的充电需求将会给电网系统的稳定性带来一定危险。即使普及的水平相对较低，这些技术也都可能导致系统不稳定，并增加停电的风险。决策者需要现在就采取行动，以避免电力基础设施成为低碳未来的瓶颈。,一种模式不会适应所有情况智能电网的过渡受到“最终，智能电网通过提供空多种因素的影响，各种因素 前的透明性和控制消费的手增强消费者的能力，这将 改 变 我 们 思

12、考 和 购 买能源的方式。这个新系统同样改变公用事业和消费者的关层次也各不相同。在某些系，从单向处理转为合作关情况下，面对一个设施老系，二者都将获益，同时对环化的电网，首要问题是保境也有好处。”持可靠性。在另一个地区，Peter L.Corsell,整合插入式混合动力电动GridPoint公司CEO汽车以及分布式发电和存储设备的驱动因素将占主导地位。在这些情况下，不同的物理架构可能的演化是对当地需求的优化。随着时间的推移，需求可能会发生变化，因此设计理念需要包含灵活性、模块化、可扩展、前瞻兼容性等概念。为了突出观点和设计的易变性问题，一些智能电网的原型重点阐述了需求层次的变化将如何影响智能电网

13、，并对某些功能的次序进行优化。这些都不是设计的菜单，只是对它们的潜在差异做一个展示。在每种情况下，决策者和管理者都需要确定需求的等级，然后与相关公用事业企业一同明确如何将这些需求从它们目前的所处位置转化到,“作为能源部门的下一个战略性挑战，智能电网的重要性正在显现，并且它是实现低碳经济愿景的一个重要催化剂。”Ignacio S.Galn 西班牙伊维尔德罗拉公司主席兼CEO,智能电网技术将为实现更加安全、有效和灵活的能源系统，带 来 先 进 的 I T 和 通 信 技术，包括嵌入式感应、计算和无处不在的通信。与互联网没有太多的差异，智能电网将成为骨干基础设施，创造新的商业模式，包括新的能源管理服

14、务和新的能源价格体系。智能电网将加强公,所希望到达的位置。每种情况下，需要对过渡过程加以界定，以便使功能逐步分级，降低对现有公用事业的影响，并为消费者提供最优价值。,用事业公司的资产管理方式，为消费者提供有关的产品和服务，促进消费者与能源供应商结合，帮助各国政府应对二氧化碳减排的挑战，维持供电安全性，同时降低电力传输成本。然而，要实现这一转变还存在一些阻碍因素，并有可能最终成为温室气体减排的限制因素。本文试图给出智能电网的定义，并提出可供借鉴的设计理念，明确实施过程中的障碍，并为应对这些挑战给出潜在的战略建议。3,合运作，将花费几十年的,时间。决策者、,公用事业、,1,政策和框架体系对智能电网

15、的投资受很多因素的限制，其中大部分是制度上的 基于现有电网的规章和政策框架之上。目前的监管框架往往造成负面刺激或者不能为私营企业投资提供足够的激励。今后的监管模式必须能平衡一系列的结果，其中碳减排和供应安全性所带来的回报应该不亚于后私有化时代生产力和能源效率提高所获得的回报。因此，可能需要根据市场的竞争程度和消费者成本做出难以取舍的决定。,由以公用事业为中心的业务模式转向更广大的社会价值体现那些更具前瞻性的监管和决策者已制定业务案例，或推动公用事业企业采取相应行动来处理这一问题，得到的结果有好有坏。一般来说，智能电网业务是附加在AMI业务上的，并作为一个独立的情况处理，它将证明额外的支出是有效

16、益的。在大多数情况下，对推动智能电网业务模式发展有负面影响的是两个根本性的挑战。较高的投资和运营成本投资和运营成本包括无所不,“智能电网代表了从发电端,如果将长期的 碳 减排 和,在的通信网络所需要的大量固定成本；硬件的成本不会,到消费端的电力网络的进 供电安全性作为重要的目标，化方向，它是交互的、灵 决 策者和监管机 构就需要重,因经济规模增加和生产创新而有显著减少，而软件整合则呈现显著的交付和综合风险。,活的、高效的。目前的挑战包括接入 大型的间歇,新平衡监管和奖励的措施，为私人对公用事业投资提供适当,收益回报受到监管规则的制约评估企业收益的时候，业务模型限制了它们实现股东现金收益的能力。

17、例如,的回报率 与承担的风 险性的可再生能源，它们通相当。对智能电网投资的风险常远离负荷中心，单机容预期主要与相对不成熟的技术量较小。将新型设备和现有关，其中包括技术和交付的有装置结合并进行有效混风险。这就要求政策和监管的框架将风险由各合作方分担，监管机构、并使该技术具有多样性和高效供应商等各利 率。这就意味着建立的框架体益相关 方必须共同面 对 系能使风险由消费者（通过电,在许多情况下，线损由客户承担，因此，任何减小损失的情况都不会对公用事业股东有影响。在本节中将明确业务案例之间的联系和阻碍。监管和政策框架约束商业的经济活动，也因此决定了哪些收益可以套现，哪些收益对股东保持中性尽管对消费者或

18、更广泛的社会群体存在巨大的潜在价值。各国政府和工业界需要共同评估智能电网投资的价值，并探讨令人信服的价格案例，来体现积极的外部价值，或制定公共和私人之间的合作关系，共同分担投资责任。由传统的以公用事业为中心的业,挑战。”Joe HoganABB 公司 CEO,费或税收）和股东之间分担，以便平衡风险和回报，使消费者成本达到最低。事实上这项工作可以有效进行，这方面已经有一些实例。,务模式转向更广大社会的价值体现，这使政治家和监管机构更容易阐明客户的价值。在智能电网投资的最初几年中，将不可避免地出现出较高的成本超支风险。通过投资少数高素质、大规模、综,合性的试点项目，并分享经验，全球的智能电网行业能

19、够降低投资和运行成本的风险，使得投资回报更加可行。全球2008年对智能电网总投资达到4.61亿美元，并且在今后的十年中投资需求将显著增加，即使降低很小的比例都会有很大的影响。4,当经济不景气，企业更倾向于看重 与此同,短期效益，降低成本压力是必不可少的 低迷时期,举措之一，一方面企业或减少对员工的投 聘的问题,资，服务质量。为了应对这一要求，但企业在采取任 上，多企许,要调整。何这两种策略时，都必须谨慎行事。埃森 借口 冻 结,哲对1996年到2001年期间大量裁员的 时，放 缓,措，然而，清洁的电力，全面裁员看起来,整合和竞争的价值链中，此举虽然“才”源枯竭，,获得回报。,希,要职位、评估其

20、员工的绩效并制定战略 市场中人才供应地图），企业可清晰地了,决策，分析如何保留正在增长的业务领 解全球人才库如何对近期的人口和经,伴关系，,合作必不可少。,域内最出色的员工。济变化作出反应。,另外当裁员的消息通 规划程序，害公司复苏的能力，,过媒体传播开后，将会对公司的品牌形象 战略、,造成负面影响。相反，公司应考虑分析重 成为整体。,城市作为催化剂在向智能电网过渡的初期，示范性城市将起到关键作用，并因此减少地区或国家全面推广时的交付风险。科罗拉多州的石头城和德克萨斯州的奥斯汀等城市已经率先开展大规模的试点，而试点有望继续向更大的城市发展。然而并不是每个城市都适合作为智能电网城市的试点。为了确

21、定哪些城市适合推行智能电网，需要明确的关键因素包括：市场结构（如监管或自由化）、城市一级的政策路线、以及市政府的资产所有权等。结论尽管智能电网的益处显而易见，本报告还是将指出目前存在的对投资的许多制约因素。克服这些挑战有两个关键的主题。重新构建监管体制目前迫切需要重新构建公用事业的监管体制，监督电力行业的管理方法和经济状况。在成,本具有竞争力的价格下向大众提供能源不再是这个行业 时，企 业 是 否 该 在 经 济的唯一目标；现存的竞争性规则将集中基础设施为低碳聘 用 新 人 才，还 是 冻 结 招经济提供支持，同时保证供应安全性和对终端消费者的 上 往 往 很 矛 盾。传 统另一方面就是裁员。

22、世界各地的管理制度都需 业高管 会以 经 济不景 气为各国政府和监管机构应为公用事业提供明确的 招 聘，当 经 济 增 长 停 顿从能源效率中获利的机会，鼓励公用事业生产提供高效招 聘 是 必 不 可 少 的 一 项 举美国公司的研究表明，并且尽可能不损害供应安全性。在公用事业停止 招 聘 会 使 人 才 流 动 的是减少运营成本的简便方式，各企业应当从实现这一任务中 而这些“才”源是公司未来,打造企业形象和品牌也是保留人才的有效手段，调查显示，同样来自亚洲国家，印度和马来西亚的中层经理在考察新岗位的时候更重视其是否提供全球经验，而中国的中层经理则更在乎企业本身的品牌和美誉度，有52%的人倾向

23、于选择那些受人尊崇的企业。这一事实提醒企业，如果仅仅为在近期内节省成本，采,短期内能够刺激增长，长期来看却会损,发展的必要条件。公司需遵循严格的员工,取激烈的短期行为应付经济危机，全然,公众和私人的伙伴关系，社会价值体系必须承认公用该程序可使公司调整其经营事业或城市/地区单独行动是有局限性的。许多智能电网员工结构及相应的人才招聘战略。的收益需要公用事业和社会之间打破界限、通过利用绘制人才地图的办法（即绘制望股东在当前情况下承担全部的投资风险是不现实的。为了充分发挥技术的潜力，需要建立公众和私人之间的伙要摆脱纯粹的金融业务模式，发展更广泛的社会价值体现，这超出了经济利益的范畴，只,不顾损坏企业形

24、象，那将酿成影响深远的后果。经济萧条过去之后，这些公司会发现其原有的人才已经离开而流向了更加诱人的岗位，同时又更难吸引外部的人才，将导致出现严重的人力资源方面的缺口，尤其是如果导致中层管理人才方面的缺口，将严重影响未来的业务发展。,有积极考虑了清洁、可靠的能源供应对居民和商业的影响，才能够分摊智能电网的成本和收益。5,3,智能电网成为低碳经济的推动者应对气候变化的挑战，需要全球和各地携手、综合响,发展一个完全成熟的低碳经济，将需要改变核心的电力基础设施，智能技术将是这一转变的必要组成部分之一。未来二十年内，随着人口的增加、发展中国家出现新的消费者以及对消费增长的预期，在有限干预的情况下，国际能

25、源机构（IEA）预计，全球能源需求总量在现有的水平上将增加一倍2。这种需求增长将在全球范围内推动低碳经济发展，对抗气候变化。而那些老化输配电设施则迫切需要投资进行改造。为了成功过渡到一个完全成熟的低碳经济，输配电的核心基础设施需要改进。智能技术是这一转变的必要组成部分，过去二十年中不断发展的通信和计算机技术将运用在当前和未来的电力基础设施上。在管理过渡过程中，城市将发挥重要作用。目前世界上71%的二氧化碳排放量来自城市，城市已经成为低碳经济的战斗前线。城市是全球商业、工业和金融的中心，是全球经济运转的关键。城市环境要想实现长期可持续发展，发展可扩展的、安全可靠的通信和电力网络至关重要，因为它们

26、将是大量先进低碳技术的骨干。城市作为消费的中心，将成为节能和提高效率的重点，智能技术将催生新的产品和服务，以提供给消费者，帮助他们管理能源需求，无论是在家中、在工作场所或是在路上。20 03年7月，美国能源部公布了2030年电网远景规划，其中包括了智能电网转化意 愿。然而发布六年以来，消费者、政府、监管机构、公用事业企业和产品提供商之间错位的激励措施阻碍了智能电网的发展，因此发展现状并不乐观。标准商业案例的方法往往不能代表智能电网投资真正的成本和效益。成本偏高的部分原因是由于缺乏实现规模经济和基础投资范围多样性的机会,而且成本不能体现所有软硬件的效益，其中有许多不能用货币来衡量。为了打破这一僵

27、局，需要创立一个新的政策和经济框架，调整各相关方面的激励价值，在社会层面上更全面地描述业务收益。6,应能源的供应和需求。在供应方面，低碳发电（如核电、风电、太阳能等）和化石替代燃料（如生物燃料、沼气、电动车等）可以推动可持续发展。在需求方面，用户更多地了解相关信息，并控制自身的能源消费，由此产生了节约能源和提高效率的新技术（如智能建筑、智能电表、需求响应等待）。当前的设备不能满足上述功能的需要，因此需要对智能电网进行投资来支持这些技术。现有的配电设备主要是为单向的电力流动和有限的家庭消费而设计的。随着实施规模的扩大，间歇性的可再生能源、分布式发电、电动汽车等将会给现有电网带来操作限制。为了避免

28、拖延实现可持续发展和低碳未来的进程，必须在电网和城市基础设施上进行必要的投资，这将有效地（无显著运行限制）促进这些技术的大规模部署。,4,5,1.什么是智能电网？我们为什么需要它？,1.1 简介下一节中我们将描述电网今天是如何运营的，将来智能电网将如何改变设计和操作，从而使电力传输更加有效。目前存在的一些挑战，使决策者要将这种技术在某些情况下作为一种要求提出。本章中将讨论智能电网的不同能力，以及它们如何帮助应对这些挑战。一旦人们认识到智能电网不是简单的一种模式适应所有情况，就会根据不同的地理差异而研究出若干智能电网原型，使其适应具体的情况,今天的电网由两个网络组成。首先是主动管理的输电网络，长

29、距离高电压供电。另一个是配电网络，在较低电压下运行，是将电能送到家庭和企业的最后阶段。输电和配电网络是重要的技术系统，需要大量的投资；目前到2030年，全世界输配电网大约需要13万亿美元投资。“托马斯爱迪生被誉为电灯之父，虽然已经去世超过75年，但他仍可以操作现代的国家电网，因为电网系统其实没有发生太多的变化。”,和实施目标。与电信等其他行业不同，电力行业的基础设施是由许多,1.2 电网如何运营今天的电网是模拟的、并需要大量的投资。通过智能技术能显著改善其业务模式。,模拟的机电系统组成，容易发生故障和停电。集中发电的控制相对被动（控制有限），在电网公司和消费者之间是单向或有限双向的通信网。住宅

30、的能耗往往是预测的而不是实测所得。电网维护是以时间为基础的，在发生系统事故或达到预期寿命时才有所加强。停电管理还需要用户通知电网公司停电已经发生了。由于技术效率低下或窃电行为，导致了大量的电网损失，发达国家6的网损约为410%，而在一些发展中国家7，这一比例甚至超过50%。,7,1.3 什么是智能电网？智能电网是以目前的电力设施为基础，包含了嵌入式计算机处理能力和双向通信。智能电网的整个价值链效益不应与智能电表混为一谈。智能电网采用感应、嵌入式处理和数字通信技术，使电网能实现下列功能：可见性（能够进行测量和可视化）可控性（能够操作和优化）自动化（能够自适应和自我修复）完全集成（完全与现有系统兼

31、容，并有能力接入不同类型的能源）8,智能电网将为广泛的先进低碳技术创造一个平台。如图2所 示，智能电网在 发电到终端消费的任 何环节都包含了嵌入式智能处理和通信。迄今为止，大多数企业 对它的讨论 还 集中于智能电 表和先 进的计量 设 施可以精确计量并传输家庭或办公室能源消费数据的设备。这可能将智能电表和智能电网混为一谈。本文的目的之一就是澄清这一误解。实际的情况是，相对智能电网整体而言，智能电表只是网络上更多的节点，负责测量和传输流量和质量数据。,今天智能电网的重要性各种因素交织，共同推动了智能电网的投资需求。智能电网有能力从根本上改变人们与电力供应之间的交互方式。在一些因素的综合作用下，智

32、能电网的发展得以推动（如图3所 示）。这些因素 使 政 治家和监管 机 构关 注事态进展，并推动对 行业解决方案的需求。目前需要采取复杂的行动。在这一阶段不投资的机会成本首先会减缓可再生能源和电动汽车的发展，其次会导致 对于“哑,智能电网将表现出7个主要特点：自我修复和复原：智能电网将进行实时的自我评估，以便发现、分析网络的异常情况，并做出反应。通过综合的自动化系统，当出现损坏的时候，它可以自我修复，复原网络组件或者整个网络区域。它将保持韧性，尽量减少故障后果，并加快恢复服务的时间。现代化电网将增加可靠性，有效性和安全性，避免电网带来的麻烦和中断的代价 而这对老龄化的设备商是一个日益严重的问题

33、。仅在美国，电力中断造成的消费者成本大约每年1500亿美元8。而智能电网的这个功能将减少自然灾害（如飓风、冰雹），以及网络攻击和恐怖主义对电网的威胁。,巴”设备的大规模投资，而这些设备在今后都需要升级，会给消费者带来更大的成本。9,9,10,11,集成先进低碳技术：智能电网将表现出“即插即用”的可扩展性和互操作能力。智能电网可以使输配电系统承受更高比例的可再生能源（例如风电和太阳能光伏等），并提高分布式发电和存储设备（如微型发电机）的渗透率。比利时的案例研究表明，低压配电网络上7%的分布式风力发电将会引发重大问题。为了减轻可再生能源发电的间歇性的影响，智能电网可以采用植入式存储来平缓出力水平。

34、如果没有智能电网，需要有快速响应的化石燃料发电为可再生能源提供调峰服务。智能电网也为大规模使用插入式混合动力电动车提供必需的基础设施，最终使充电周期和“反送电”容量都得到合理解决。智能电网使社会能够最大限度地利用低碳能源，减少运输环节碳强度，尽量减少集体环境的碳足迹。需求响应：在家庭中扩展智能电网（采用家庭局域网络），使消费者的装置设备可以远程遥控，做出需求响应。在需求高峰期，中央系统操作员可以控制发电机的上网出力和电网的负荷需求两方面。相比建立一个昂贵低效的“调峰电厂”来满足系统高峰需求，系统运营10,商可以采取需求响应的措施，将一些非重要负荷（如空调、水池泵、冰箱等）暂时中断或交替工作。资

35、产优化和运营效率：智能网将提供更好的资产利用率，从发电机到终端用户的所有路径。它将实现状态检修和绩效检修。智能电网将提高设备利用效率，释放出更多的备用容量。这是一个极具吸引力的建议，美国的研究表明，每年美国东部输电阻塞导致消费者多付出165亿美元。智能电网也将通过减少技术和非技术的线损而提高效率，预计可减少配电损耗30%。消费者参与：智能电网将涉及消费者，让他们积极参与电力市场。这将有助于增强公用事业企业，以配合不断变化的消费预期，并提供更大的可视性和供电选择性。这会产生对节约成本和节能产品的需求。在消费者的期望和要求越来越多的情况下，智能电网将帮助提升消费者水平，促进创造新的能源管理服务，降

36、低供电的成本并减少对环境的影响。,电能质量：智能电网将提升电能质量，减少畸形电能供应的出现。随着负荷需求呈指数增长，电能质量退化表现出更明显的问题，进而对分布式监控和预先调解提出要求。而现代工业特别是高科技领域对电能质量的要求越来越高，随着经济增长，电能质量将产生更高的成本。市场权利：智能电网使能源市场的信息更加透明、更可利用。这将推动更加高效、自动化管理的市场参数。例如改变容量，推出新的产品和服务等。新的电力供应以及加强需求控制将扩大市场范围，使买卖双方联合在一起，并减少效率低下的情况。这使得公用事业企业从商品供应商转变为服务提供商。1.4 能够实施智能电网的技术力量是什么？各层次技术能力被

37、运用到电网中，造就了智能电网的下列特点：,安全的、遍布各处的通信：可复原的双向数字通信设施表现出良好的带宽和延迟性能，使通信能够连接发电源和终端消费者。嵌入式传感、自动化和控制：监控和传感器，自动开关和控制器，以及微处理器等，使电力网络能够应对实时状况。自动实时优化：先进的监测、感应和控制功能，决策支持，低延迟的通信等都支持电网在出现中断或电能质量问题时进行主动的负载平衡和自我修正。增强设计和预见性监控：公用事业的企业系统中集成了资产数据采集分析和先进的可视化技术，为优化网络规划，预测、应对预期设备故障提供了有力保障。分布式发电和需求响应：简化并网标准、双向潮流容量、更加有效的负载平衡技术，使

38、得分布式发电和储能设备能无缝地接入输配电系统；能源管理系统将跟踪网络上的供需平衡，控制消费者的设备，优化全天的能源消费。,11,1.5 一种模式不能适应所有情况实现智能电网是一个渐进的逐步适应的过程，而不是一蹴而就的。智能电网的整体架构将是一个基于传统设施和“未来”愿景的产品。理解智能电网，重要的是要从一个放之四海而皆准的定义中摆脱出来，认识到通用技术（如嵌入式智能和遍布,的通信）的特质和各地区差异的存在。每个智能电网实施都会有一个整体架构，应该包括如下功能：电网的传统特点：现有智能电网的基础设施情况将成为决定智能电网战略的重要因素。各地执行的迫切程度有所不同，这取决于相关的维修水平和保持的容

39、量。目前和未来的发电结构也将决定智能电网的需求和实施范围。在某些情况下，智能电网可能是一个完全新建的相关设施，如支持绿色可持续发展的城市，这将为战略规划和执行提供更多的自由空间。执行的主要推动力：智能电网的设计目标和具体措施在实际情况下都会有所不同，均反映了本地区的挑战和目标。需要关注的重点是输电或配电网络，这可能需要独立的技术套件。主要推动力来自城市的环境，结 合 低碳 技术，减 少极 端 天气 下电网停电的风 险。这些 执行的 推 动力将明确智能电网实 施的“未 来”愿景。比较现状和未来的情况，可以比较清楚地了解实施智能电网带来的变化。智能电网将设定不同的能力点优先级，以实现具体的商业成果

40、。应当认识到，实施智能电网的过程不是一个大爆炸。由于其复杂性和大规模，需要一套分阶段逐步实施的方案，包括容量边际，硬件、软件和通信的打包解决方案。阶段性公布实际的能共，根据预期逐步改造电网功能。12,智能电网战略首先要采用通信技术。公用事业要具有前瞻思想，以确保骨干网络有足够的带宽和较小的延迟，为智能电网的高端功能提供支持。公用事业企业也应认识到选择安装智能网络组件技术或解决方案，可以在通信设备的基础上“启动”集成企业系统的工作。下面将给出一些有代表性的智能电网的原型设计，以及在初审阶段可能优先考虑的推动力和功能。这些原型中没有一个是完全成熟的，但变革方向已经明确，并开始影响战略选择。下文对原

41、型的介绍不尽详切，但提供了智能电网在不同区域的例子和模式。这些原型可以帮助我们总结各种模式的差异，并且认识到在同一个地区可能有多个重点因素起作用，可以适用于多种原型。在每种情况下，原有设备状况和实施效果决定了智能电网实施成功与否，随着时间的推移，还可能出现多个版本的过渡，逐步建立能力的层级结构，最终实现所期望的结果。这种交错推进的战略使公用事业公司能有效管理过渡的进程而不影响电网的性能。,七个主要的智能电网原型为实施架构提供了逻辑的分类。其目的是帮助我们总结模型的差异；人们认识到，在一个地区可能有多个重点因素起作用，可以适用于多种原型。,13,14,16,17,原型4.发展中地区例如孟买、里约

42、热内卢关键推动力增加可靠性和恢复能力可再生能源并网减少成本预防能量损耗优化消费能力点安全的遍布各处的通信远程感应和状态监控远程控制和自动化故障分析和响应优化潮流和质量实时预防措施预见性监控DG的绩效调度和注册,描述随着新兴经济体的经济持续增长，这些国家（如中国、巴西和印度）拥有数百万富裕的消费者，其能源使用的需求大大增加。在许多发展中国家，能源盗窃是日益严重的问题，也是公用事业面临的最大挑战之一。印度内政部估计，只有大约一半的电力是付过账的。技术和商业的经济影响约占GDP的1.5%。巴西是另一个有类似问题的国家，巴西地理统计局(IBGE)称，到2020年大约有5500万人居住在贫民窟，占全国人

43、口的25%。在巴西，低收入社区的基本服务包括电力都是受限的，该国东南和东北部地区贫民窟的居民经常进行非法的电源连接，以满足制冷照明等基本需求。承担这些电力需求增长并减少非技术性损耗需要建设大量的发电、输配电设备。而智能技术将围绕电网的能力减少非技术性损耗，连接可再生能源，改善外部威胁带来的影响。里约热内卢为当前的挑战和潜在的办法提供了很好的示范，有一个小规模的试点正在进行：一个当地能源零售公司Ampla，过去损失了所供能源53%的收入。通过实施智能电网技术，它可以将损失降到1.6%关键的组件包括远程监控技术，每15分钟向运行中心反馈数据。然后软件分析数据并形成Web报表，指出哪些变压器的损耗超

44、出了可接受的范围。此外，远程防窃电功能尤其重要，它节约了派出人员手工断电的费用，并能够在以往无法连通客户的毒贩控制的暴力区域使用,15,16,17,激。,2.执行的障碍,有7个障碍阻碍了智能电网执行；但它们不是不可克服的，下一节将做详细介绍。首要的问题是当前的管理框架与行业的需求和社会更广泛的环境目标不一致。下面的章节将介绍目前阻碍智能电网投资的因素，在第三章，将提出解决这些问题的可行办法并加快推广智能电网。智能电网投资受到许多因素的联合制约，其中主要是体制和相关的规章和政策框架，这些都是为了支持现有输电系统而制定的。为了更大范围推广智能电网，需要处理7个方面的问题。1.政策法规许多情况下由于

45、存在规章和政策的阻碍，公用事业企业不能从事智能电网的商业运作，这些政策法规造成私营投资者无法获利或者没有足够的积极刺2.商业案例政策制订者和公用事业高管意识到智能电网将发挥重大作用，但他们却往往不进行实际投资。在商业项目中，有两个影响因素：第一，投资和运营成本太高，因为没有供货商能实现规模经济，而且交付风险包含在价格中；第二，只有经济利益是主要动力，而其他辅助的非财务性收益要么无法计算(例如碳收益），要么无法与价值链中的企业直接挂钩。3.技术成熟和交付的风险智能电网汇集了一些处于不同成熟阶段的技术（通信、电力电子、软件等）。在某些情况下，这些技术具有较大的风险，因为缺少实际的或商定的标准。此外

46、还有少量实例表明一些大规模项目需要超过5万个设备，因此这会在价格评估中产生严重的交付风险。18,4.缺乏认识消费者和决策者越来越认识到气候变化带来的挑战和温室气体排放造成的问题。在某些情况下，他们知道可再生能源和提高效率能够应对气候变化。但他们还没有意识到电力输送的方式，以及智能电网对低碳未来起到的作用。5.可承担的资本公用事业企业通常善于利用资本市场；然而，在交付风险较高、经济框架易变的情况下，相关的资本成本可能会高于正常情况，这对投资造成一种震慑。稳定的政策，以及在消费者、公用事业和政府之间优化风险将成为获得最廉价投资的关键。如果不合作，则面临的挑战可能会放大，管理交付风险的能力也会降低。

47、6.技能和知识从长远看，设计和建设智能电网的关键技能将成为短板。经验丰富的工程师退休以后，企业需要更新其工程技术库，使之包括电力电子、通信、数据管理和挖掘。系统运营商需要在不同层级上管理网络过渡，并学习操作使用高级可视化系统和决策支持工具。7.网络安全和数据保密数字通信网络和更细致频繁地向消费者提供信息的模式，会引起人们关注网络的安全性和滥用私人数据的隐忧。这些问题不是智能电网独有的，但让人担忧网络基础设施的关键是什么。上述7个障碍中，前三个是最大的。如果解决将有助于创造一个鼓励智能电网投资的环境。这些阻碍不是不可逾越的，但要了解根本问题，发展相关战略，打破阻碍。以下的各节将在每个领域开展详细

48、阐述。,2.1 政策与监管政策和管理框架必须调整；现在的体系鼓励发电和供电的竞争，而不是为了推广清洁能源供,2.2 商业案例当前的情况是纯粹量化公用事业的财务收益，而智能电网不能承担更广泛的社会价值。,应。在这种情况下，更具前瞻性思维的管理者和决策者已,目前的政策和管理框架主要目的是处理标准的网络和公用事业经营模式；实际上造成了“电子自助餐”式的后果。在某些情况下，这已演变为鼓励发电和供电的竞争。随着向智能电网转化，现有的政策和管理框架将需要改变，以鼓励正确的行为并刺激投资。新的体系需要将消费者的利益与公用事业和供应商结合，以确保实现消费成本最低（通过公用事业或税收）。在大多数情况下，各国政府

49、制定政策，而监管部门对执行情况进行监控，以保护消费者并防止市场被滥用。在过去二十年里，世界许多地区有自由化的趋势。从经济角度看，私营企业承担了投资，并从这些资产中获得相应的回报。在一个成熟的市场模式中，这是相对低风险低回报的做法。监管模式应该更加有效地避免市场被滥用并规范回报率。今后，监管模式必须改变以寻求一系列目标和结果的平衡，这些目标中碳减排和供应安全性将占据主导地位。因此需要对市场竞争程度和消费者成本做出决定。如果决策者和监管机构将长期的碳减少和供应安全作为重要条件，则需要重新制定监控奖励措施，鼓励私人在公用事业上投资，并获取与风险相称的回报。如上文所述，智能电网投资的风险包括技术上的和

50、交付的风险，这需要通过政策和管理机制将风险分摊给各相关方面，使其最有效地实现技术多样化。这意味着需要调整现有机制，使消费者和股东共同承担风险，在消费者总成本最低的条件下实现风险和回报平衡。目前有几个实例正在开展这方面的探索。第三章中将介绍一些国家正在采用或建议的机制。,在推动相关业务的开展，而改革派公用事业企业也正在积极探索这一问题的解决之道。但大多数这方面的商业案例出现了负面的结果，其中有两个基本的挑战：较高的投资和运营成本投资和运营成本中包含了由通信网络产生的大量的固定成本。而硬件成本不因规模经济或生产创新而减少，而软件的整合也呈现明显的交付和综合风险。监管体系限制收益在评估收益时，商业模