美國能源部（DOE）近日公布了《2014 智能電網系統報告》，認為因數字化技術的應用以及政策激勵，美國電網可再生能源和分布式能源的發展正在經歷重大轉型。電網更強調對極端氣候的應對能力，而消費者和各行業在電力管理和生產兩方面的參與度不斷提高。
　　2010 年至今，美國公共和私營部門對智能電網的投資已達90億美元，先進通信與控制技術在其中得到廣泛應用，主要體現在以下方面。
　　先進量測基礎設施相關技術（包括智能電表、通信網絡和信息管理系統）增強了公用事業機構的運行效率，為消費者有效管理電力提供了便利。預計到2015 年智能電表安裝量將達6500萬個，占全國電力消費者的1/3。
　　消費側技術，如用于住宅的可編程通信控制器或工商業消費者采用的建筑能源管理系統，可以與智能電表協同工作，為消費者提供有用的能源利用數據，并有助于公用事業機構調峰。
　　分布式能源系統中傳感、通信與控制技術的運用，提高了可靠性和效率，實現自動定位并隔離故障點，減少斷電事故，通過動態優化電壓和無功功率實現高效電力利用，監測電力資產狀況引導維護。
　　先進傳感器和高速通信網絡在輸電網的應用，加強了高壓變電站及全網監測和控制運行的能力。例如同步相量技術使數據傳輸速度較普通技術高100倍以上，相量量測單元（PMU）在輸電網的應用，可以讓運營者及時發現和修正頻率和電壓震蕩等系統失穩現象，增大線路輸電容量。
　　報告指出，美國各地智能電網的發展速度不同，取決于各州政府的政策、監管措施以及公用事業機構的技術經驗水平，準確評估技術成本效益還需要時間，政府和行業應當加大部署實踐和評估模式的分享力度。
　　對智能電網技術的需求來自對輸電系統新功能的要求，這些功能是原有電網在設計時沒有考慮到的。傳統意義上，公用事業機構管理的是一個大體可預測的系統，電力供需是從大型、集中式發電廠到消費者的單向流動，而現代電網則遠為復雜，它包括：輸電網和配電網中各種可再生能源；來自于分布式能源及其他資產如屋頂光伏、電動汽車、儲能設施等的雙向電力流動；消費者和工商業的主動式管理和發電；網絡安全保護下的先進通信與控制技術。
　　這些技術的集成與實踐，都需要一個具有更快反應能力、更具靈活性的電網以及新的業務和監管模式，需要維護其可靠性，特別是消費者和第三方應更多參與到管理和發電中來。此外，還需要長期投資策略，以更有效地平衡對高效、可靠、安全、可負擔電力傳輸的競爭性需求。

作者：張軍 來源：中國科學報 責任編輯：wutongyufg