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其一是实现发电、输电、配电和用电的互动化;其二是实现智能能源网产业的集成化;其三是实现以复合电力光纤电缆电网为主的通讯化;其四是实现发展标准的国际化;其五是实现主力能源的兼容化;其六是实现分布式能源管理的现代化和体系化;其七是实现储能技术的实用化;其八是实现电网升级的芯片技术和兼容标准的择优化;其九是实现信息管理平台的体系管理高端化;其十是实现电力交易的市场化。
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在2009年两会召开期间,根据武教授观点,多位政协委员通过提案和大会发言,建议大力推动中国互动电网发展,并获得有关领导的重视和支持。武建东教授再次撰文,首次提出“洲际互动能源网络计划”,业界有关人士将此计划与美国皮肯斯能源计划相提并论,并称之为“武建东计划”。
“洲际互动能源网络计划”的体系框架包括如下:以一个全球电网互动升级标准为基础,革命性实现中国互动电网大踏步的转型,同时这个体系并蓄洲际互动电网体系的革命,将东亚、东南亚、中亚、非洲、大洋洲和俄罗斯等地的发电、输电、供电、用电的电力产业互联集成起来,重组全球能源体系。这个体系也有必要与北美、欧盟的智能电力网建立体系通道,实现电力能源的全球化互动整合。这个体系也应该因应全球气候、环境、社会和能源的变化,不断择优化升级,我们可以将这个计划称为“洲际能源互动网络”。
这个转变有三个使命:其一,就是要以信息技术改造和提升现有的能源体系,特别提高集能源大成的传统电网体系的能源效率;其二,就是要逐步建立以可再生能源替代化石能源的创新能源利用体系;其三,就是要建造消费者和生产者互动的精巧、智慧和专家服务化的能源运转体系。
这个历史转型经百年难见的金融危机而尤显珍贵。根据2009年1月25日美国白宫最新发布的《复兴计划进度报告》,美国政府宣布未来几年内将为美国家庭安装4000万个智能电表,它预示着美国已经启动了智能电网改造计划,美国行将推动智能电网的整体革命。
武建东教授建议国家投入1000亿至2000亿美元,以内地需求为基本,联合韩国、朝鲜、蒙古、中亚诸国、泰国、缅甸、越南、柬埔寨等东南亚国家,以及俄罗斯、日本诸国建立区域互动电网标准,大力推动电力体系最大的联通和电力国际化交易。由此,这个体系的搭建将使中国的电网体系尤同中国通讯系统国际化一般,实现国际化、商业化和现代化的创新运转。
智能能源网是武建东在国际上首次提出的以综合网架为基础的应用能源学说,是指利用先进的通讯、传感、储能、新材料、航天、化工、微电子、海量数据优化管理和智能控制等技术,对传统能源的流程架构体系进行革新改造和创新, 建构新型能源生产、消费的交互架构,形成不同能源网架间更高效率能源流的智能配置、智能交换,推动现有单向运转的能源体系向更高级发展,进化为生产、输送、分配、使用、市场、运行、客户、服务、远期能源价格管理和监管、碳权利与低排放奖励和不同能量网架之间优化整合互动这十要素的流程。智能能源网更准确地说是互动能源网,也被称为更先进的智能网学说。
智能能源学说不仅明确了智能能源网的概念,而且提出了其系统架构,主要包括四大系统、八大子网络、十要素流程模型以及智能能源网的变革和应用,展现了对中国发展智能能源网变革与应用的长期战略的认识和思考。
武建东提出的发展智能能源网的四大系统,对人类能源体系具有重大的创新意义,即“实现从科层制的能源结构到多元互动能源结构的结构创新,这个新型的能源结构包含四大并列的产业系统,即智能化的集中分层式能源生产和输送系统、先进的储能系统、智能终端能源系统、智能能源服务系统”。
武建东提出的智能能源网建设的八大子网络,包括智能油气网、智能电力网、智能水务网、智能热力网、智能建筑、智能交通、智能工业管理和智能交互架构管理。这八个部分相互影响,将会形成一个智能互动的、全新的能源产业体系。
武建东在国际上第一次提出了智能能源网的十大流程要素,被国际智能电网联盟等国际机构高度认可,广受赞誉,有权威专家表示,它很可能替代现有的智能电网的七要素流程。智能能源网包括10要素:即生产、输送、分配、市场优化、运营、服务、客户、远期能源价格管理和监管、碳权利管理和不同能量网架间的优化互动。这个十要素论是国际首创,具有重要的实践价值,已完成了国际上第一份智能能源网流程图。
武建东在国际上创造性系统性提出了智能能源网的战略要害及其应用,如下为指出的十个方面: 之一:智能电力和智能油气网是中国发展智能能源网的共同引擎;之二:发展先进的储能系统建设是中国能效水平的命脉;之三:中国淡水、特别是工业用水的三分之一可以来自海咸水淡化;之四:智能建筑是建设智能终端网络的核心;之五:城市是智能能源网建设的突破口;之六:高精度能源组件和专业网络的整合,催生全球信息网络的跨越式代际更新;之七:能源的智能化将推动全球人、机、网的运行和服务组构发生革命性变迁;之八:从标准到实践,全球能源分工新的制高点;之九:谁优先其他国家运转能量通货,谁就可能掌握未来国际分工的主动权;之十:市场化是智能能源网建设的有力驱动。
2010年8月5日,中国国际经济交流中心在北京召开中国智能能源网成果发布会,聚集了包括国际智能电网联盟、国际电工委员会、美国能源基金会等国际著名能源机构专业人士的参与。武建东教授呼吁不能以智能电网的建设代替智能网、智能能源网的建设,被国际业界誉为智能能源学说的创始者和奠基人以及新能源结构架构的设计者。武建东认为,中国应该依靠自身的巨大市场成为主导全球智能网变革的领先国家,建造影响未来百年的智能网标准,在百年一遇的全球工业变革中发挥主导作用。
在此次中国智能能源网成果发布会上,国经中心常务副理事长郑新立认为智能能源研究成果反映了推动智能能源发展的创新模式和实施方案,展示了对新能源产业的价值链重组,发挥后发优势促进经济结构智能化的广阔前景。中国能源研究会理事长柴松岳明确表示,与单一电力系统智能化改革相比,按照综合网架理论推动智能能源网建设,可能有更好的效果,中国应该走有别于西方国家的能源变革道路,这个模式以智能能源网的形式概括是恰当的。
国际智能电网联盟主席Gudio Bartels在此次会议上表示,“鉴于武建东教授在国际上率先提出以综合网架为核心的智能能源网的理论体系和创新性贡献、在中国推进智能能源网研究和示范建设方面的努力,以及他在推进智能电网标准架构设计和智能电网架构研究方面的杰出贡献,国际智能电网联盟理事会在今年早些时候一致同意,委任武建东教授担任国际智能电网联盟理事会理事。同时,不久召开的新的全球智能电网联合会的领导人也将邀请武建东教授代表中国发表有关智能电网的观点。在新的组织中,武教授将在智能电网架构、“能源网(energy web)”或“能源2.0(Energy 2.0)”等重要概念方面发挥领导作用。具体包括:一、制定国际智能能源网络标准与规范;二、推动国际智能能源网标准和国际示范城市间的交流和协作;三、确定各专业工作组的专家和工作机制;四、推动国际组织、各国政府和公众共同认识并支持智能能源网的变革;五、其他理事会授权事务的管理。” Gudio Bartels同时说,“国际智能电网联盟和全球智能电网联合会认为,通过智能能源网标准的研究,能够促进全球在智能能源网的协同创新,提高全球能源效率,促进国际先进城市之间的经验交流,为世界经济可持续发展作出贡献。而且,通用的国际智能能源网标准将提高人类在发展清洁能源上的共同使命感,为世界新能源变革建立一个更为稳定的运转架构。”
2010年在美国华盛顿召开的GridWise 全球论坛上,武建东教授应邀在论坛首日上午发表演说。
智能电网就是电网的智能化(智电电力),也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
从广义上来说,智能电网包括可以优先使用清洁能源的智能调度系统、可以动态定价的智能计量系统以及通过调整发电、用电设备功率优化负荷平衡的智能技术系统。下图 1‑1展示了未来智能电网的基本结构,电能不仅从集中式发电厂流向输电网、配电网直至用户,同时电网中还遍布各种形式的新能源和清洁能源:太阳能、风能、燃料电池、电动汽车等等;此外,高速、双向的通信系统实现了控制中心与电网设备之间的信息交互,高级的分析工具和决策体系保证了智能电网的安全、稳定和优化运行。
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