专访IEEE专家：智慧城市的成功实现离不开智能电网

　　自2010年以来，智慧城市迅速在我国许多城市的成为建设热潮。需要注意的是，我国不同地区建设智慧城市的切入点是不同的。有些城市以信息基础设施建设带动智慧城市的发展，有些以物联网产业发展作为建设智慧城市的出发点，还有一些则着力于智能电网的建设，从而实现对智慧城市的有力支撑。

　　如今，日渐老化的电力基础设施已经无法满足人们对数字电源和电网日益增长的需求。在当前的数字化世界，即使像智能手机这类小型电子设备，其硬件和软件的正常运行都深度依赖庞大的电力网络。这一变化预示着传统电网终将被混合模式的智能电网所代替。

　　“智能电网为智慧城市的布局提供了重要的技术基础，同时也是建设智慧城市的关键。”近日，IEEE专家马颂德(Massoud Amin)博士在接受C114中国通信网专访时这样表示。　　

　　图：IEEE专家马颂德(Massoud Amin)博士

　　为何要推行智能电网

　　我们都知道，传统电网只是集中式发电，由核心供电站服务于庞大的输电网络;而混合模式的智能电网则能够智能调控分布式能源、电动交通及储能装置等电力设备。同时，借助智能传感器和执行器，智能电网可以准确监测安全隐患或人为故障，进行及时警报，并自动实施可靠的对应措施。智能电网的这种“自愈能力”能确保配电网的不间断供电，也由此融入并支撑智慧城市的建设。

　　在马颂德博士看来，推行智能电网的原因有很多。首先，借助先进的传感器、自动化及信息技术，电网系统的可靠性和安全性将得到提升，并能够有效减少资源浪费，使电力设备、电力系统能够更高效运行。其次，建设智能电网有利于应对全球气候变化问题，缓解节能减碳的政策压力。同时，技术革新也推动了交通电气化的发展。

　　他认为，物联网和智慧城市的成功实现离不开智能电网，反之亦然，建设智能电网的核心技术同样与物联网与智慧城市息息相关。“自我修复能力、可持续发展以及可靠的安全性是这三者的最大特征和共性。建设物联网、智能电网和智慧城市等创新项目的过程中，各个集群系统的核心技术实际上都是相通的，主要的区别只是在于其使用规模和应用场景的不同。”

　　北美智能电网建设经验

　　资料显示，在我国，包括大连、天津、嘉兴、南京等城市都选择了将智能电网建设建设作为打造智慧城市的重要支撑。以嘉兴为例，嘉兴智能电网项目是浙江省首批13个智慧城市试点项目之一，也正成为嘉兴智慧城市建设的有力支撑。在业内人士看来，发展智能电网能够促进清洁能源的大规模开发利用，使能源消费结构、电源结构得到优化调整，形成能源和电力产业的可持续化发展和良性循环。

　　在介绍北美地区的智能电网建设经验时，马颂德博士表示，“尽管步伐落后于欧洲地区，但北美的智能电网转型正处于前进阶段。北美的电力行业正在经历一场意义深远的智能电网技术改革，而这些改革并没有对原有的供电系统产生破坏性影响。”不过，他也坦言，要落实这些举措仍然存在政策上的不稳定性，这是由于在电网升级改造的过程中涉及多方利益，包括公用事业、政府机构、合作承建商、项目投资者甚至大众消费者。

　　他认为，从宏观的层面来看，政府应该推出有针对性的政策，扶持相关技术发展，让投资者了解这些项目的收益回报，这样才能更好地鼓励他们持续投资，为创新技术的开发注入更多活力。而从技术层面来看，智能电网的应用技术在过去五年里同样经历了一场重大革新，致使能源产业发生了翻天覆地的变化。在近五到七年时间内，由于人们对电网的需求不断增长和变化，促成了大量的创新和改革，使电力行业整体发展呈上升趋势。

　　从智能电网看智慧城市建设

　　一直以来，业界存在着一个关键问题：智能电网技术和更广义层面的智能系统是否能提供一个可持续的模式，以更好地进行优化能源管理、促进经济增长并提高人们的生活质量?马颂德博士认为，答案是肯定的。

　　在广泛地推广这些技术应用的过程中，IEEE有一些关于智慧城市建设的经验总结，这些关键要点包括在制定发展方针时，将技术、产业、城市等因素看作一个综合的整体系统;关注行业需求，争取技术利润最大化;加强巩固技术基础，完善基础设施建设;善用工业园区及学校资源，推动技术创新，打造生活实验室;培养科研专业人员，寻找新技术解决方案。

　　同时，马颂德博士也给出了很多智能电网建设的专业意见。他表示，5G保密通信和“端到端”能源及通信基础设备将是实现智能电网的技术基础。而落实“端到端”现代化智能电网系统相关政策，关键是消费者的高度参与。此外，智能电网转型旨在为举国上下带来切实效益，因此需要努力让每栋建筑、每个社区乃至每个电网连接点都成为高效智能的能源节点。

　　【附】马颂德博士关于智能电网建设的十条策略建议：

　　1.运用大数据的预测分析至关重要，包括从数据收集到高信度数据分析，再应用到用户行为习惯分析，以及设备管理操作与维护;

　　2.在未来的发展中，电网行业将要突破更多关键的技术及应用难点;

　　3.5G保密通信和“端到端”能源及通信基础设备将是实现智能电网的技术基础。同时，电动汽车、微电网、发电机以及储能设备都会是重要的电力接入点，但需要提高对间歇式电力源接入的适配能力，以及其电力系统的稳定性及协调控制能力;

　　4.找出自身优势，成为具有竞争力的电力供应商;

　　5.在未来，对于电子资源、电力供求、频率控制、惯性(系统发动后几秒仍可以保持电力稳定输出)的有效管控，都需要依赖一套更为现代化的控制系统;

　　6.目前的基建设施并不完备，仍需要增建更多的智能电网电力基础设施(具体请参考，美国电网Grid 2030计划);

　　7.电网结构功能非常多元化，并可随全国各地的微电网进行升级改造;

　　8.电子电力技术可以彻底改变人们生活，例如电力驱动汽车颠覆了传统造车模式，行李电动输送带明显提高运输效率;

　　9.制定全面综合的能源技术方针，由整体数据出发，兼顾稳定性与安全性、可持续发展以及成本控制;

　　10.结合客户的愿景与需求，制定针对性的技术策略。

　　【马颂德博士简介】

　　马颂德(Massoud Amin)博士是IEEE会士、IEEE智能电网计划主席，美国明尼苏达大学电子与计算机工程专业教授、技术领袖研究所(Technological Leadership Institute)负责人。在他丰富的职业生涯中，他参与过美国国防部、美国空军总部、NASA Ames研究中心、波音公司、麦克唐纳·道格拉斯公司等多个研究项目。