國外智能電網(wǎng)研究與發(fā)展（二）

——智能電網(wǎng)理論與規(guī)劃

（二）美國智能電網(wǎng)規(guī)劃

目前，美國智能電網(wǎng)相關(guān)規(guī)劃主要有如下幾個方面：電力基礎(chǔ)設(shè)施戰(zhàn)略防護(hù)系統(tǒng)、Grid Wise與Grid Works、現(xiàn)代電網(wǎng)計(jì)劃、《能源自主與安全法案2007》中智能電網(wǎng)規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃中的智能電網(wǎng)研發(fā)計(jì)劃。

1.電力基礎(chǔ)設(shè)施戰(zhàn)略防護(hù)系統(tǒng)。為使美國電網(wǎng)達(dá)到現(xiàn)代化，保證經(jīng)濟(jì)安全和國家安全，從1999年起，美國國防部牽頭，組織美國電力科學(xué)研究院（ERPI）和華盛頓大學(xué)等機(jī)構(gòu)，投資3000萬美元開發(fā)電力基礎(chǔ)設(shè)施戰(zhàn)略防護(hù)系統(tǒng)（strategic power infrastructure defense system，SPID）。該系統(tǒng)采用AO技術(shù)的三層Multi-Agent結(jié)構(gòu)：底層為反應(yīng)層（包括發(fā)電和保護(hù)）；中層為協(xié)作層（包括事件/警報(bào)過濾、模型更新、故障隔離、頻率穩(wěn)定和命令翻譯）；高層為認(rèn)知層（事件預(yù)測、脆弱性評估、隱藏故障監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、恢復(fù)、規(guī)劃和通信）。主要功能有電力和通信系統(tǒng)的快速在線評估、故障分析、自愈戰(zhàn)略、信息和傳感等。用以防護(hù)自然災(zāi)害、人為錯誤、電力市場競爭、信息和通信系統(tǒng)故障、蓄意破壞等對電力設(shè)施的威脅。項(xiàng)目前期工作歷時(shí)5年，整個項(xiàng)目將于2025年完成。

2.Grid Wise與Grid Works。在《Grid 2030》和《國家輸電技術(shù)路線圖》這二份文獻(xiàn)的指導(dǎo)下，自2003年起，在能源部的牽頭組織下，美國開展了一系列智能電網(wǎng)相關(guān)工作，主要包括：

（1）創(chuàng)立美國智能電網(wǎng)聯(lián)盟（Grid Wise Alliance）。美國智能電網(wǎng)聯(lián)盟最初由7家電力公司組成，目前已經(jīng)發(fā)展成為擁有100多家會員，涵蓋整個能源供應(yīng)鏈的行業(yè)組織，這使得該組織在智能電網(wǎng)領(lǐng)域有了舉足輕重的發(fā)言權(quán)，從而成為現(xiàn)今北美地區(qū)最具影響力的智能電網(wǎng)行業(yè)聯(lián)盟。聯(lián)盟中大型科技公司如思科、谷歌、通用電氣等占24%，小型科技公司與軟件公司分別占會員比例的21%與11%，而傳統(tǒng)的電力公司只占19%。聯(lián)盟日常工作一是與政府決策層及行業(yè)監(jiān)管機(jī)構(gòu)溝通，為智能電網(wǎng)發(fā)展提供建議和反饋意見，二是教育公眾提高公眾對智能電網(wǎng)的認(rèn)知。

（2）啟動GridWise和GridWorks研發(fā)項(xiàng)目。2004年，美國能源部和智能電網(wǎng)聯(lián)盟簽訂了《行動計(jì)劃》（GridWise™ Action Plan.），美國國會在2005財(cái)年預(yù)算中通過了GridWise和GridWorks兩項(xiàng)研發(fā)項(xiàng)目撥款計(jì)劃。GridWise項(xiàng)目由美國能源部和電網(wǎng)智能化聯(lián)盟（GridWise Alliance）主導(dǎo)，主要針對“軟件”，指的是信息系統(tǒng)集成技術(shù)和數(shù)字技術(shù)等在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。GridWorks項(xiàng)目主要針對“硬件”，包括電纜導(dǎo)線、變電站、保護(hù)系統(tǒng)和電力電子等領(lǐng)域，關(guān)注相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。自2007財(cái)年開始，這兩個項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)列入“可視化和控制”（Visualization and Controls）項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)中，不單獨(dú)核算。可視化和控制研發(fā)項(xiàng)目旨在開發(fā)通信和控制系統(tǒng)，支持自適應(yīng)、智能化和集成分布式能源設(shè)備的電網(wǎng)運(yùn)營。

（3）建立美國智能電網(wǎng)架構(gòu)委員會（GridWise Architecture Council，GWAC）。該委員會不是DOE正式的咨詢部門，但在GridWise項(xiàng)目中，DOE向GWAC提供有限的資助。委員會致力于促進(jìn)和提升全美電力系統(tǒng)相關(guān)實(shí)體間的協(xié)同工作能力。

3.現(xiàn)代電網(wǎng)計(jì)劃。2005～2006年，美國能源部國家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（NETL）負(fù)責(zé)發(fā)起了“現(xiàn)代電網(wǎng)計(jì)劃”（Modern Grid Initiative，MGI），目的是對電網(wǎng)現(xiàn)代化愿景進(jìn)行細(xì)化，并力爭在全國范圍內(nèi)達(dá)成共識。計(jì)劃流程包括：制定現(xiàn)代電網(wǎng)的定義和愿景；分析技術(shù)和研究差距；確定技術(shù)和工藝需要；引導(dǎo)先進(jìn)的技術(shù)項(xiàng)目；評估項(xiàng)目結(jié)果；激勵部署。“現(xiàn)代電網(wǎng)計(jì)劃”的時(shí)間安排如下圖：

現(xiàn)代電網(wǎng)計(jì)劃時(shí)間安排