來源：C114通信網
自2010年以來，智慧城市迅速在許多國家的成為建設熱潮。需要注意的是，不同地區建設智慧城市的切入點是不同的。有些城市以資訊基礎設施建設帶動智慧城市的發展，有些以物聯網產業發展作為建設智慧城市的出發點，還有一些則著力於智慧電網的建設，從而實現對智慧城市的有力支撐。
如今，日漸老化的電力基礎設施已經無法滿足人們對數位電源和電網日益增長的需求。在當前的數位化世界，即使像智慧手機這類小型電子設備，其硬體和軟體的正常運行都深度依賴龐大的電力網絡。這一變化預示著傳統電網終將被混合模式的智慧電網所代替。
“智慧電網為智慧城市的佈局提供了重要的技術基礎，同時也是建設智慧城市的關鍵。”近日，IEEE專家馬頌德(Massoud Amin)博士在接受C114中國通信網專訪時這樣表示。
圖：IEEE專家馬頌德(Massoud Amin)博士
為何要推行智能電網
我們都知道，傳統電網只是集中式發電，由核心供電站服務於龐大的輸電網絡;而混合模式的智慧電網則能夠智能調控分布式能源、電動交通及儲能裝置等電力設備。同時，借助智能傳感器和執行器，智能電網可以準確監測安全隱患或人為故障，進行及時警報，並自動實施可靠的對應措施。智能電網的這種「自癒能力」能確保配電網的不間斷供電，也由此融入並支撐智慧城市的建設。
在馬頌德博士看來，推行智能電網的原因有很多。首先，借助先進的傳感器、自動化及信息技術，電網系統的可靠性和安全性將得到提升，並能夠有效減少資源浪費，使電力設備、電力系統能夠更高效運行。其次，建設智能電網有利於應對全球氣候變化問題，緩解節能減碳的政策壓力。同時，技術革新也推動了交通電氣化的發展。
他認為，物聯網和智慧城市的成功實現離不開智能電網，反之亦然，建設智能電網的核心技術同樣與物聯網與智慧城市息息相關。「自我修復能力、可持續發展以及可靠的安全性是這三者的最大特徵和共性。建設物聯網、智能電網和智慧城市等創新項目的過程中，各個集群系統的核心技術實際上都是相通的，主要的區別只是在於其使用規模和應用場景的不同。」
北美智慧電網建設經驗
資料顯示，在中國，包括大連、天津、嘉興、南京等城市都選擇了將智能電網建設建設作為打造智慧城市的重要支撐。以嘉興為例，嘉興智能電網項目是浙江省首批13個智慧城市試點項目之一，也正成為嘉興智慧城市建設的有力支撐。在業內人士看來，發展智能電網能夠促進清潔能源的大規模開發利用，使能源消費結構、電源結構得到優化調整，形成能源和電力產業的可持續化發展和良性循環。
在介紹北美地區的智能電網建設經驗時，馬頌德博士表示，「儘管步伐落後於歐洲地區，但北美的智能電網轉型正處於前進階段。北美的電力行業正在經歷一場意義深遠的智能電網技術改革，而這些改革並沒有對原有的供電系統產生破壞性影響。」不過，他也坦言，要落實這些舉措仍然存在政策上的不穩定性，這是由於在電網升級改造的過程中涉及多方利益，包括公用事業、政府機構、合作承建商、項目投資者甚至大眾消費者。
他認為，從宏觀的層面來看，政府應該推出有針對性的政策，扶持相關技術發展，讓投資者瞭解這些項目的收益回報，這樣才能更好地鼓勵他們持續投資，為創新技術的開發注入更多活力。而從技術層面來看，智能電網的應用技術在過去五年里同樣經歷了一場重大革新，致使能源產業發生了翻天覆地的變化。在近五到七年時間內，由於人們對電網的需求不斷增長和變化，促成了大量的創新和改革，使電力行業整體發展呈上升趨勢。
從智能電網看智慧城市建設
一直以來，業界存在著一個關鍵問題：智能電網技術和更廣義層面的智能系統是否能提供一個可持續的模式，以更好地進行優化能源管理、促進經濟增長並提高人們的生活質量?馬頌德博士認為，答案是肯定的。
在廣泛地推廣這些技術應用的過程中，IEEE有一些關於智慧城市建設的經驗總結，這些關鍵要點包括在制定發展方針時，將技術、產業、城市等因素看作一個綜合的整體系統;關注行業需求，爭取技術利潤最大化;加強鞏固技術基礎，完善基礎設施建設;善用工業園區及學校資源，推動技術創新，打造生活實驗室;培養科研專業人員，尋找新技術解決方案。
同時，馬頌德博士也給出了很多智能電網建設的專業意見。他表示，5G保密通信和「端到端」能源及通信基礎設備將是實現智能電網的技術基礎。而落實「端到端」現代化智能電網系統相關政策，關鍵是消費者的高度參與。此外，智能電網轉型旨在為舉國上下帶來切實效益，因此需要努力讓每棟建築、每個社區乃至每個電網連接點都成為高效智能的能源節點。
【附】馬頌德博士關於智能電網建設的十條策略建議：
1.運用大數據的預測分析至關重要，包括從數據收集到高信度數據分析，再應用到用戶行為習慣分析，以及設備管理操作與維護;
2.在未來的發展中，電網行業將要突破更多關鍵的技術及應用難點;
3.5G保密通信和「端到端」能源及通信基礎設備將是實現智能電網的技術基礎。同時，電動汽車、微電網、發電機以及儲能設備都會是重要的電力接入點，但需要提高對間歇式電力源接入的適配能力，以及其電力系統的穩定性及協調控制能力;
4.找出自身優勢，成為具有競爭力的電力供應商;
5.在未來，對於電子資源、電力供求、頻率控制、慣性(系統發動後幾秒仍可以保持電力穩定輸出)的有效管控，都需要依賴一套更為現代化的控制系統;
6.目前的基建設施並不完備，仍需要增建更多的智能電網電力基礎設施(具體請參考，美國電網Grid 2030計劃);
7.電網結構功能非常多元化，並可隨全國各地的微電網進行升級改造;
8.電子電力技術可以徹底改變人們生活，例如電力驅動汽車顛覆了傳統造車模式，行李電動輸送帶明顯提高運輸效率;
9.制定全面綜合的能源技術方針，由整體數據出發，兼顧穩定性與安全性、可持續發展以及成本控制;
10.結合客戶的願景與需求，制定針對性的技術策略。
【馬頌德博士簡介】
馬頌德(Massoud Amin)博士是IEEE會士、IEEE智能電網計劃主席，美國明尼蘇達大學電子與計算機工程專業教授、技術領袖研究所(Technological Leadership Institute)負責人。在他豐富的職業生涯中，他參與過美國國防部、美國空軍總部、NASA Ames研究中心、波音公司、麥克唐納·道格拉斯公司等多個研究項目。
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