智能電網(wǎng)是不同于傳統(tǒng)電網(wǎng)的新一代電網(wǎng)。由于它是伴隨第三次工業(yè)革命而出現(xiàn)的新生事物，尚在成長(zhǎng)中，因此對(duì)智能電網(wǎng)的認(rèn)識(shí)有一個(gè)從片面到全面、從粗淺到深刻的過(guò)程，智能電網(wǎng)的建設(shè)也有一個(gè)從盲目被動(dòng)到理性自覺的過(guò)程。

　　我國(guó)開展智能電網(wǎng)建設(shè)盡管已有數(shù)年時(shí)間，但至今仍然缺少一個(gè)具有長(zhǎng)遠(yuǎn)指導(dǎo)意義的頂層設(shè)計(jì)，說(shuō)明我國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)在某種程度上還未完全擺脫被動(dòng)的狀態(tài)。對(duì)智能電網(wǎng)的研究，由于種種原因過(guò)去涉及技術(shù)層面的較多，涉及宏觀戰(zhàn)略層面的較少，因而使得一些對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)產(chǎn)生重大影響的原則問題至今尚未形成科學(xué)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，一定程度上影響了智能電網(wǎng)建設(shè)的健康發(fā)展。

　　本文根據(jù)我國(guó)目前智能電網(wǎng)建設(shè)的實(shí)際情況，對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)頂層設(shè)計(jì)需要回答的幾個(gè)基本問題，如智能電網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)和指導(dǎo)方針、與交直流特高壓的關(guān)系、與“能源互聯(lián)網(wǎng)”的關(guān)系、全國(guó)電網(wǎng)格局的選擇、以及智能電網(wǎng)的規(guī)劃問題等，本著尊重客觀規(guī)律、尊重事實(shí)，力戒主觀性和片面性的態(tài)度，從學(xué)術(shù)研究的角度闡述了個(gè)人的觀點(diǎn)，可供有關(guān)部門參考。

　　本文中的電網(wǎng)為廣義電網(wǎng)，指包括發(fā)輸配在內(nèi)的整個(gè)電力系統(tǒng)。

　　1、智能電網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)和指導(dǎo)方針

　　我國(guó)傳統(tǒng)電網(wǎng)存在兩大問題：一是以化石能源為基礎(chǔ)，發(fā)展不可持續(xù)，目前我國(guó)煤電發(fā)電量的占比仍超過(guò)70%。二是能源利用率低下，電網(wǎng)整體經(jīng)濟(jì)性差，主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：(1)燃煤電廠熱效率低，平均不到40%，加上廠用電及輸配電環(huán)節(jié)10%以上的損失，煤用于發(fā)電的最終利用率不足30%，也就是說(shuō)燃煤電廠燃燒的煤約有70%被損失掉了(如果燃煤電廠建在缺水的西北地區(qū)，采用空冷機(jī)組且遠(yuǎn)距離輸電，損失至少還要再增加10%)。

　　這樣觸目驚心的能源浪費(fèi)，在科技水平不高，經(jīng)濟(jì)粗放型發(fā)展的情況下，被無(wú)奈地接受或有意地忽視了。(2)缺少經(jīng)濟(jì)、靈活、多樣的調(diào)峰手段，多數(shù)電網(wǎng)采用煤電機(jī)組調(diào)峰，被迫增加了煤耗率；有的電網(wǎng)存在較嚴(yán)重棄水現(xiàn)象；全國(guó)機(jī)組年均利用小時(shí)數(shù)低。(3)用戶用電盲目隨意，未與電網(wǎng)的最佳運(yùn)行方式協(xié)調(diào)一致，不僅影響電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，而且加大了用戶自身用電成本。(4)電網(wǎng)輸變電設(shè)備利用效率較低，根據(jù)對(duì)“十一五”電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)情況調(diào)研，2010年全國(guó)接近60%的500 千伏輸電線路利用效率不到50%[1]。

　　解決上述傳統(tǒng)電網(wǎng)存在的兩大問題，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展，正是第三次工業(yè)革命賦予智能電網(wǎng)的使命。智能電網(wǎng)是與傳統(tǒng)電網(wǎng)有質(zhì)的差別的現(xiàn)代電網(wǎng)[2-3]，它的總體目標(biāo)就是要建設(shè)一個(gè)綠色、高效、經(jīng)濟(jì)、互動(dòng)，更加安全可靠、與環(huán)境更加友好、具有現(xiàn)代智能化水平、可持續(xù)發(fā)展的電網(wǎng)。

　　智能電網(wǎng)的英文名是“Smart Grid”， 其原意是“靈巧的、聰明的、機(jī)警的、巧妙的電網(wǎng)”。毫無(wú)疑問，提高電網(wǎng)的智能化水平十分重要，但它并不是智能電網(wǎng)建設(shè)的目的。“Smart Grid”要求的是一個(gè)能夠巧妙解決可再生能源的接入、儲(chǔ)存、以及高效、方便、可靠利用的方案。巧妙的解決方案不等于高度的智能化。比如儲(chǔ)能并不是傳統(tǒng)意義上的智能化技術(shù)，但它卻是智能電網(wǎng)獲得成功的關(guān)鍵。對(duì)于智能電網(wǎng)的建設(shè)，儲(chǔ)能技術(shù)比一般的電網(wǎng)智能化技術(shù)要重要得多。

　　在智能電網(wǎng)建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)中，必須明確“綠色高效”與“智能化”兩者的關(guān)系。“綠色高效”是智能電網(wǎng)建設(shè)的目的，“智能化”是建設(shè)的手段，二者首先是目的與手段的關(guān)系。

　　從另一個(gè)角度看，“綠色高效”是對(duì)電網(wǎng)的電源和電能使用效果的要求，“智能化”是對(duì)電網(wǎng)采用的技術(shù)水平的要求，前者可看作是智能電網(wǎng)的內(nèi)容，后者可看作是形式，二者也是內(nèi)容與形式的關(guān)系。顯然這種關(guān)系是辯證的，即內(nèi)容決定形式，而形式又反作用于內(nèi)容。因此智能電網(wǎng)的建設(shè)要堅(jiān)持以綠色高效為中心，智能化服務(wù)于綠色高效的指導(dǎo)方針。

　　特高壓分直流特高壓和交流特高壓，兩者的技術(shù)特性及其在電網(wǎng)中的作用差別很大，不可混為一談。直流特高壓用于遠(yuǎn)距離、大容量輸電，在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上具有明顯優(yōu)勢(shì)。我國(guó)的水電、風(fēng)電和太陽(yáng)能資源較多集中在西部地區(qū)，有遠(yuǎn)距離輸電的要求，因此直流特高壓作為先進(jìn)的輸電技術(shù)是建設(shè)智能電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)電網(wǎng)綠色化不可缺少的手段。這一結(jié)論是明確的，也是早有共識(shí)的。

　　存在爭(zhēng)議的是交流特高壓。電網(wǎng)的電壓等級(jí)隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大不斷由低向高提升，這的確是100 多年來(lái)世界各國(guó)電網(wǎng)發(fā)展走過(guò)的一條共同道路?；仡櫄v史不難看出，傳統(tǒng)電網(wǎng)的技術(shù)路線，就是以提高電壓等級(jí)的方法解決電網(wǎng)發(fā)展中出現(xiàn)的問題，從而滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)電力的需求。但是事物的發(fā)展并非總是一條直線，有的規(guī)律它只在一個(gè)階段發(fā)揮作用。依靠提高電壓等級(jí)發(fā)展電網(wǎng)的路線，是在以化石能源為基礎(chǔ)，能源開發(fā)傾向于越來(lái)越集中的條件下形成的，可以說(shuō)是第二次工業(yè)革命的產(chǎn)物。當(dāng)新能源革命，即第三次工業(yè)革命在世界范圍內(nèi)興起后，電網(wǎng)的發(fā)展實(shí)際上已經(jīng)脫離了這條路線，走上了一條新的，即建設(shè)智能電網(wǎng)的道路。

　　美國(guó)未來(lái)學(xué)家杰里米&dot；里夫金在《第三次工業(yè)革命》一書中，介紹了美國(guó)電力研究所專家對(duì)該問題的見解[4]。美國(guó)專家認(rèn)為，智能電網(wǎng)分散式能源生產(chǎn)的發(fā)展可能會(huì)采取與計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展極為相似的路線：大型主機(jī)讓位于小型化、在地理上分散分布的臺(tái)式和筆記本電腦，它們相互連接、充分整合，成為一個(gè)極富彈性的網(wǎng)絡(luò)。在電力行業(yè)中，集中式電廠仍將發(fā)揮很重要的作用，但更需要小型、清潔、分散化的發(fā)電廠，能源儲(chǔ)存技術(shù)將支持它們的發(fā)展；為控制、處理由此形成的復(fù)雜互聯(lián)系統(tǒng)所帶來(lái)的海量信息與能源的流通問題，先進(jìn)的電子控制技術(shù)是絕對(duì)不可少的。

　　可以這樣說(shuō)，依靠先進(jìn)的信息、控制、儲(chǔ)能、超導(dǎo)等新技術(shù)，注重以小型分散化方式開發(fā)清潔可再生能源，注重利用新的管理理念和技術(shù)手段提高能源利用率，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展，這就是第三次工業(yè)革命顯示的現(xiàn)代電網(wǎng)(即智能電網(wǎng))的發(fā)展路線。由于可再生能源分布相對(duì)均勻，分散化開發(fā)的結(jié)果將使電源的布局更合理；小型電源和微網(wǎng)可以直接接入配電網(wǎng)，以較低的電壓向用戶供電；特別是超導(dǎo)輸電技術(shù)的不斷進(jìn)步和在工程中越來(lái)越多的應(yīng)用，顯示了現(xiàn)代電網(wǎng)的電壓等級(jí)不僅不會(huì)在超高壓的基礎(chǔ)上再提高，甚至還有逐漸降低的趨勢(shì)。

　　電網(wǎng)的電壓等級(jí)在第二次工業(yè)革命時(shí)期由低向高發(fā)展，進(jìn)入第三次工業(yè)革命后不再升高，并且呈現(xiàn)出由高向低發(fā)展的趨勢(shì)，從整個(gè)發(fā)展過(guò)程看，遵循的正是事物發(fā)展的“否定之否定”規(guī)律。那種認(rèn)為電網(wǎng)會(huì)一直按照“規(guī)模越來(lái)越大，電壓等級(jí)越來(lái)越高”的規(guī)律發(fā)展的看法，是一種缺乏辯證思維的形而上學(xué)觀點(diǎn)。

　　現(xiàn)代電網(wǎng)不再向交流特高壓電網(wǎng)發(fā)展，還因?yàn)榻涣魈馗邏鹤陨泶嬖谥率鰩讉€(gè)致命的缺點(diǎn)：

　?、侪h(huán)境代價(jià)大。由于交流特高壓的建設(shè)是在現(xiàn)有的500 千伏電網(wǎng)之上再疊加一個(gè)1000千伏電網(wǎng)，升至該電網(wǎng)的電力送到受端后，都要先降壓為500 千伏再分配給220 千伏電網(wǎng)，因此它不僅不能替代500 千伏變電容量和相應(yīng)的500 千伏送電線路，還將使我國(guó)電網(wǎng)的電壓層次從現(xiàn)有的5 層增至6 層(即變?yōu)?.4/10/110/220/500/1000 千伏)，成為世界上電壓層次最多的電網(wǎng)。而且交流特高壓的噪音、對(duì)環(huán)境的電磁污染遠(yuǎn)比超高壓強(qiáng)，其輸變電設(shè)備都是龐然大物，需要的占地面積也更大(同塔雙回交流特高壓線路塔高約80 米，走廊寬度約70米；一座交流特高壓變電站占地9-20 公頃)。因此，建設(shè)交流特高壓電網(wǎng)意味著在電網(wǎng)復(fù)雜性增加的同時(shí)，還要為多增加一層電網(wǎng)付出難以承受的環(huán)境代價(jià)(尤其在人口密集的“三華”地區(qū)問題將更加突出)。

　?、谕顿Y效益差。交流特高壓從技術(shù)上看，遠(yuǎn)距離輸電不如直流特高壓，近距離輸電不如500 千伏電壓，而投資卻很大，是一種“性價(jià)比”很低的方案。南方電網(wǎng)對(duì)采用交流特高壓方案與采用直流特高壓加交流500 千伏電網(wǎng)方案進(jìn)行了比較，結(jié)果前者的投資比后者多600-1000 億元，約高1.3-1.5 倍[5]。在“三華”地區(qū)建設(shè)交流特高壓同步電網(wǎng)的方案，比只建直流特高壓加交流500 千伏電網(wǎng)的異步聯(lián)網(wǎng)方案，至少要多花3000 億元的投資。除會(huì)推高電價(jià)外，還意味著要消耗更多的鋼鐵、鋁材和水泥，而這些高耗能產(chǎn)品的生產(chǎn)無(wú)疑將加重對(duì)環(huán)境的污染。