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1、智能电网的经济学视角思考关键词:智能电网;分布式发电;电力市场;成本效益分析;技术能力;产学研合作0 引言早在世纪之交,智能电网概念的雏形已被提出。美国电力科学研究院(EPRI)2001年就提出IntelliGrid(智能电网)技术并进行相关研究,如今在奥巴马总统上台后更是提到了国家发展战略的高度。欧洲在2005年成立了SmartGrids(智能电网)欧洲技术论坛,对欧洲的智能电网发展战略进行研讨。中国智能电网相关研究工作的开展稍迟于西方发达国家[1-5],2009年6月由余贻鑫院士发起在天津大学举办了“第1届智能电网研究学术论坛”,从智能电网的基本理念、技术组成、设备需求等多
2、个角度对中国智能电网的建设和发展进行了探讨。智能电网是一个浩大的系统性工程,作为复杂大系统的智能电网,涉及能源、信息、经济、法律等多个学科领域,对技术、经济、社会、环境等因素都会产生相互作用和影响,与每个人的生活都息息相关,不但需要电力专家、经济学家、企业家、政府官员的参与,也需要工程技术人员、经销商、用户等最广泛的社会参与。中国目前已将能源技术列为国家科技发展的战略重点,智能电网因与能源技术息息相关,受到国家领导人和各部委的高度重视。最近,国家科技部组织了“十二五”863计划战略研究先进能源领域规划制定工作,其中电网分组的规划委托国家电网公司组织专家撰写;国家自然科学基金委员
3、会组织了“十二五”电工学科发展战略规划制定工作以及“2011—2020”能源科学发展战略规划工作;国家电网公司已积极筹划智能电网的规划和建设,目前也正组织专家进行“国家电网2030技术路线图”的制定工作,并计划到2020年在中国全面建成统一的坚强智能电网。可以大胆预测,我们即将迎来以智能电网为代表的新能源经济时代。1 智能电网的主要特征和目标目前对智能电网虽然没有公认的统一的定义,但对智能电网(英文中称SmartGrid,IntelliGrid或ModernGrid)概念的内涵可以从其主要特征、实现目标来概括和理解。而智能电网的实现形式可以多种多样,规模可大可小。不但世界各国的
4、智能电网并非千篇一律,而且全国各地也需要因地制宜,提出适合自己的智能电网发展策略。1.1 智能电网的主要特征1)数字化和信息化:现代信息通信技术、现代电力电子技术、芯片技术等数字化数据采集、控制装置和手段将在智能电网中得到广泛应用,具备专有自主分析功能的数字化芯片嵌入电力装置中,电网进入数字化信息时代。这涉及各种创新性技术的研发和采用。在经济全球化的形势下,如何处理技术创新、技术转移与技术能力建设的关系,如何利用好产学研合作体系,对中国智能电网技术的快速健康发展具有重要的参考价值。2)分布式智能化:智能电网中将广泛采用具有分布式智能功能的分析和控制装置或工具,实现优化分析与控制
5、、安全分析与控制等功能。分析和控制装置具有地理分布性、功能分散化等特征。在这些分布式装置和工具的支撑下,电网具有自适应特性,可以实现自愈功能。作为分布式复杂大系统的智能电网,其建设的成本效益问题、其系统的演进与设计问题就都被提了出来。3)交互式能动性:智能电网中用户和商家(发电厂商、供电公司等)之间双向互动性增强,用户可参与负荷控制和管理,对电力使用管理可细化到每个用电装置。用户也可自发电供给电网,成为个体发电厂商。制度安排与效率的关系问题在此凸显出来。这就提出了智能电网的市场化改革需求。1.2 智能电网的实现目标智能电网的最终目标是:实现电网的经济、高效、可靠、安全运行,实现
6、能源,包括可再生能源的规模化高效利用,实现经济、环境和社会效益的最大化。智能电网的实现手段或称中间目标包括以下几个方面:1)采用高级传感器和智能仪器仪表,使用双向通信,建立高级计量体系;2)建立具有分布式智能特征的高级分析和控制自动化体系,通过分析实时数据,自动监控电网,优化电网性能,防止断电,更快地恢复供电;3)在发电和配电侧实现市场化改革,放松管制,促进竞争。2 智能电网涉及的经济学问题人类社会面临着资源稀缺性与需求无限性之间的矛盾。经济学就是研究如何实现资源的最佳配置以使人类需求得到最大限度满足的一门学科。下面从经济学的视角探讨智能电网规划和建设问题。2.1 智能电网的成
7、本效益分析智能电网作为以政府、电力企业投资为主的大型建设项目,建设投资大、周期长、社会影响面广,这就要求进行科学论证,分析其预期投入成本和取得的效益,分析其投资价值,以实现科学决策。首先分析需不需要投资建设智能电网的问题,也就是权衡投资和不投资会对成本和收益产生怎样的影响。根据美国EPRI的初步估计,美国发展智能电网未来20年的投资需求为1650亿美元,而社会收益为6380亿美元到8020亿美元,智能电网投资收益率为4左右,这还是比较保守的估计[6]。目前国内外比较公认的看法是,投资明显强于
