美国智能电网技术和特点

    美国能源部数据显示，虽然目前美国电网的可靠率高达99.97%，但美国仍需每年花费1500亿美元弥补0.03%故障率带来的损失。因此美国有人提出，即使投资上万亿美元，将现有电网升级成智能电网，把剩余0.03%故障率排除在外，美国也能在10年以内收回成本。

　　美国智能电网发展现状

　　2009年1月25日，奥巴马上台后，美国白宫发布了《经济复兴计划进度报告》，宣布未来3年以内将为美国家庭安装4000万个智能电表，同时投资40多亿美元推动电网现代化。

　　2009年6月3日至5日，在美国加州举行的会议上，英特尔公司制定“2030年能源技术、信息技术及电力系统与终端用户负荷互动的智能电网信息互操作导则”（IEEEP2030）。以此推动电力工程、通讯和信息技术的融合，并冀望这个标准成为全球标准。

　　2009年12月4日，通用电气(中国)有限公司与扬州经济技术开发区在扬州举行签约仪式，在扬州建立智能电网“示范中心”，美国智能电网技术开始进入中国市场。

　　现在，美国已开始向部分家庭安装带有通讯功能的智能电表（SmartMeter），目标是以家庭为单位，随时监测电力消费和管理，更加有效地实现输电和供电。在推广智能电网的过程中，美国政府让商务部下属的国家标准及技术研究所（NITS）在《能源独立及安全法案》的规定下，评估目前美国所有的智能电网标准、测量方法、技术以及其他的支持服务。

　　美国智能电网技术特点

　　美国的智能电网又称统一智能电网，是指将基于分散的智能电网结合成全国性的网络体系。这个体系主要包括：通过统一智能电网实现美国电力网格的智能化，解决分布式能源体系的需要，以长短途、高低压的智能网络联结客户电源；在保护环境和生态系统的前提下，营建新的输电电网，实现可再生能源的优化输配，提高电网的可靠性和清洁性；这个系统可以平衡整合类似美国亚利桑那州的太阳能发电和俄亥俄州的工业用电等跨州用电的需求，实现全国范围内的电力优化调度、监测和控制，从而实现美国整体的电力需求管理，实现美国跨区的可再生能源提供的平衡。

　　这个体系的另一个核心就是解决太阳能、氢能、水电能和车辆电能的存储，它可以帮助用户出售多余电力，包括解决电池系统向电网回售富裕电能。实际上，这个体系就是以美国的可再生能源为基础，实现美国发电、输电、配电和用电体系的优化管理。而且美国的这个计划也考虑了将加拿大、墨西哥等地电力整合的合作。

　　美国发展智能电网重点在配电和用电侧，推动可再生能源发展，注重商业模式的创新和用户服务的提升。它的四个孪生兄弟分别是：高温超导电网、电力储能技术、可再生能源与分布式系统集成(RDSI)和实现传输可靠性及安全控制系统，这个电网发展战略的本质是开发并转型进入“下一代”的电网体系，其战略的核心是先期突破智能电网，之后营建可再生能源和分布式系统集成(RDSI)与电力储能技术，最终集成发展高温超导电网。

　　智能电网五大基本技术

　　第一，综合通讯及连接技术，实现建筑物实时控制及信息更新，让电网的每个部分既能“说”又能“听”。第二，传感及计量技术，支持更快更精确的信息反馈，实现用电侧遥控、实时计价管理。第三，先进零部件制造技术，产品用于超导、电力储存、电网诊断等方面的最新研究。第四，先进的控制技术，用于监控电网必要零部件，实现突发事件的快速诊断及快速修复。第五接口改进技术，支持更强大的人为决策功能，让电网运营商和管理商更具远见性和前瞻性。

　　进展中的技术创新

　　夏威夷大学的配电管理系统平台（DMS）：该能源管理平台将由夏威夷大学开发，它让消费者实现了家庭能源管理，并让发电厂的配电系统得到了升级。该平台将与高级测量体系（AMI）相结合，实时接收用户端的需求反馈（AMI是一个用来测量、收集、储存、分析和运用用户用电信息的完整的网络和系统）；同时，它与能源自动化系统结合，实现能源节约。此外，该平台实现了分散电力、储存、电力分配系统中负载量的最优化分配及管理，使分配系统成为一个有机整体，与整个电网中的其他整体更好融合。据悉，该平台将在夏威夷州毛伊岛上的一个变电站使用。

　　伊利诺伊理工学院的“完美能源系统”项目：“完美能源系统”是能满足每个消费者需求的电力系统，它十分具有弹性。该项目将设计微型电网系统，实现电网中的不同情况的及时回应，同时增加电网可靠性、减少电力需求。研究人员表示，该系统能够应用在任何大都市中，并使消费者真正成为电力市场中的一份子。

　　西弗吉尼亚州“超级电路”项目：在西弗吉尼亚州，阿勒格尼电力公司(Allegheny Energy)的“超级电路”项目将把先进的监测、控制和保护技术结合在一起，从而增强供电线路的可靠性与安全性。该电网将整合生物柴油发电、能量储存以及AMI和通信网络，迅速地预测、确定并帮助解决网络问题。

　　圣地亚哥“海滨城市微型智能电网”项目：该微型智能电网的性能是独一无二的，它能在发生大规模电网故障时使电网与电站实现精确隔离，并在故障修复后精确再结合，对电力输出几乎不造成影响。在圣地亚哥，“海滨城市微型智能电网”项目将证明把多种分布式能源与先进的控制和通信方法结合在一起是行之有效的。该项目的目标是提高配电网馈线和变电站等电网组成部分的可靠程度并减低高峰负荷。不管是电站发电还是消费者在家中利用太阳能发电、电力储存都能通过AMI连接到变电站中去，并且高峰负荷不会超过5万千瓦。

　　此外，科罗拉多州科林斯堡市及该市的公用事业部门也支持多项清洁能源计划，其中一项涉及在5个用户区域内把太阳能和风能等近30种可再生能源结合在一起。该计划与其他一些分布式供电系统共同支持该市一个称为FortZED的零能耗区。