北极星智能电网在线讯:美国
一、动因
美国发展智能电网的驱动力包括:
(1)解决能源安全与环保问题,应对气候变化。提高电网对可再生能源发电的接入能力,促进可再生能源的利用,以保护环境和减少对化石能源的依赖。
(2)最大限度地利用信息通信技术,并与传统电网紧密结合,以促进电网现代化;利用高级量测体系和家庭局域网等技术,实现电力和信息等的双向流动,促进电力企业在不断开放的电力市场中与用户的友好互动。
(3)抢占产业制高点,创造新的经济增长点与就业岗位。
(4)电网设施普遍陈旧,再次发生,需要升级和更新现有电网基础设施,提高电网的可靠性和效率提高供电可靠性,避免发生类似美加8.14大停电的大面积停电事故;
二、 远景与目标
2003年7月,由美国能源部输配电办公室出版了GRID2030,明确提出了未来美国电力系统的愿景。到2030年,美国的电力网将提高现有系统的可靠性、电能质量、安全性,将提高电力传输和电力市场的效率。它通过发电厂和用电设备任意两点的电力流和信息双向联通,实现对每个用户和节点的自动监视和控制。超导技术将使电力远距离无损传输成为可能,新导体材料将使电力线传输能力增加二到三倍,高级储能技术和需求侧管理可以消除调峰问题,由于停电和电能质量问题引起的经济损失将降到极小,在满足用户日常电力需要的同时极大减少对环境的影响。美国2030年的电力网主要包括三个部分:国家电力骨干网、包括加拿大和墨西哥的地区互联电力网络、能够向用户提供服务同时接受任何发电的配电网络和微网。
三、 战略框架的制订
2007年12月,美国国会颁布《能源独立与安全法案》,其中的第13号法案名为智能电网,具有里程碑的意义。它首先用法律的形式确立了智能电网的国策地位,并就提交国会的定期报告、组织形式、技术研究、开发和示范工程建设、配套资金支持、协调工作框架、各州的职责、私有线路法案影响的研究以及智能电网对于安全性的贡献研究等问题进行了详细和明确的规定。表明美国政府正式开始从国家层面统筹智能电网的发展。 2009年2月,美国国会颁布《美国恢复和再投资法》,确定投资45亿美元用于发展智能电网。该法案是对能源独立与安全法案中的配套资金有关规定的落实和完善,并提升了有关项目补贴的力度,对示范工程和智能电网投资资助计划中的项目补贴由07年法案规定的20%提高到了50%。
四、发展路线
美国在2003年发布了《Grid2030》电网远景文件之后,马上在2003年7月8-9日,由能源部的TD办公室召开了国家电力传输技术路线图研讨会,目标是为了就实现Grid2030愿景的需求和发展优先级达成共识,并于2004年1出版了国家电力传输技术路线图《National Electric Delivery Technologies Roadmap.》。
需要注意的是,美国政府非常注重电力等能源部门的信息安全,并把其上升到国家安全的高度。因此,2006年1月,美国能源部和国土安全部联合发布了《Roadmap to Secure Control systems in the Energy Sector》。
在以上两份路线图的基础上,2007年9月,能源部发布了《TRANSFORMING ELECTRICITY DELIVERY 战略规划》,对高温超导、可视化和控制、可再生能源和分布式能源、储能和电力电子等技术领域提出了较明确的发展时间表和预期目标。
在技术标准路线图方面,美国也已经形成了两份文件——《智能电网标准框架和路线图1.0》和《智能电网信息安全策略和要求草案》。 需要指出的是,随着美国智能电网研究和实践的不断深入,其未来电网技术的重点发展领域和路线也在做相应的调整,其中比较明显的就是近期的智能电网发展相关文件中较少提到超导技术,而更为关注那些应用前景较为明朗的技术,比如在近期公布的《智能电网系统报告》和《智能电网标准框架和路线图1.0》中就没有提到有关超导的标准。
五、激励措施
美国2009年颁布了《美国复苏与再投资法案》,明确了对于智能电网的投资力度,根据该法案,美国能源部2009年6月提出拨款39亿美元,用于支持智能电网的发展与示范工作,资助比例最高达50%。
其中33亿用于智能电网投资补助计划的资金补助,另有6.15亿的拨款用于示范工程的资助。目前美国的示范工程和投资补助计划已经启动了有关的项目申报和评审工作,发布了《资助项目申报通告》的文件。申报阶段已经于2009年8月26日结束,已经进入评审阶段。根据申报通知,其资助对象主要分为两类,第一类是智能电网示范项目,将批准8-12个示范项目加以资助,总的资助金额为1亿美元;第二类是储能技术在电网中的应用示范项目,共有12-19项,总的资助金额为1.8-2.8亿美元。各个项目的预计执行时间为3-5年。目前能源部已经接到了超过400份申请,总的申请金额达到了33亿美元。能源部将在11月份之后公布被资助的具体项目。
需要注意的是,除了复苏与再投资法案,美国还有很多其他资助计划,包括国防部、商务部都提供了大量的资金资助。此外能源部为可再生能源项目提供了3千万贷款信用担保,以及为清洁能源产品制造厂家提供了30%的税收优惠。
此外,美国工业界还积极配合政府,参与智能电网定义和评价的有关工作。如2008年工业界参与了美国能源部组织的系列研讨会,就美国智能电网的特征和智能电网发展的评价标准体系达成共识,推进了智能电网的建设工作。
智能电网项目得到了众多风险投资公司的支持,据统计,2002年到2007年间,美国与智能产业相关的风险投资的年平均增长速度为27%。
2009 年7 月,美国能源部向国会递交了第一部《智能电网系统报告》,制定了由20 项指标组成的评价指标体系,对美国智能电网的发展现状进行了评价,并总结了发展过程中遇到的技术、商业以及财政等方面的挑战。
近年来,美国的电力企业和研究机构在智能电网领域开展了一系列研究与实践。美国科罗拉多州的波尔德市(Boulder),从2008年开始建设全美第一个“智能电网”城市。其主要技术路线包括:构建配电网实时高速双向通信网络;建设具备远程监控、准实时数据采集通信以及优化性能的“智能”变电站;安装可编程家居控制装置和自动控制家居用能的管理系统;整合基础设施,支持小型风电和太阳能发电、混合动力汽车、电池系统等分布式能源和储能设施的建设。
2010年4月,美国能源部宣布了总额将近一亿美元的54个智能电网员工培训计划,用于为电力行业培训下一代员工。将有3万美国人接受此培训项目。