2019中国电机工程学会年会召开。图片来源：科学网
11月13日，在2019中国电机工程学会年会院士专家论坛上，有院士提出“我们现在谈智能电网、泛在电力物联网，这都是非常时髦的词，也是很宏大的概念。但我们必须要清楚，这些都是手段和途径，根本不是需求和目标。”，“老百姓根本不是要买什么智能电表，归根结底是买电，那肯定是电越便宜越好，而不是越智能越好。”
院士专家热议泛在电力物联网：智能电网只是手段并非目标，中国能源报，2019年11月19日
平心而论，我很能理解院士的忧虑，目前电力行业内确实存在很多“花拳绣腿”的伪创新，甚至偷换概念的伪科学，但因此就将“智能电网”、“泛在电力物联网”简单归结为手段或途径，可能也不够准确。为了避免断章取义，在这里我把自己对这种忧虑或疑问的理解做个分享。
“智能电网”的概念
什么是智能电网？在我们国家，问5个行业内的专家可能有5种回答。事实上，智能电网的概念是2007年在美国国会批准的一项能源独立与安全法案中提出的，其使命被定义为：支持输配电设施的现代化，保持可靠和安全的电力基础设施以及满足未来增长的能源需求。智能电网包含以下十个方面的特征：（一）使用新的信息技术；（二）对电网的动态优化；（三）集成分布式能源；（四）需求响应管理；（五）在配网和计量方面使用先进的通信技术；（六）智慧用电器；（七）储能与电动汽车以及高功率需求用电器管理；（八）分时电价政策；（九）智慧用电所服从的互操作性；（十）消除推进智能电网的各种障碍。
能源独立与安全法案，参考来源：https://en.wikipedia.org/wiki/Energy_Independence_and_Security_Act_of_2007
观察国内现状，为什么会有上述院士之问，第一个原因恐怕就是对智能电网没有清晰的定义。“智能电网是个筐，哪里需要哪里装”，我们把数字变电站作为智能电网的第一个目标，我们把特高压传输、智能电表、电动汽车充电、有源配电网等陆续作为智能电网的目标，但却没有清晰地解释做这些工作是服务于电网的哪个需求，为什么被称为智能？
实际上，特高压实现了大规模的清洁能源转移，实现了西北大规模间歇性能源在东部经济发达地区的利用，防止了大电网对可再生能源传输的拥塞；数字变电站提高了电网的可靠性；智能电表实现了配电低压侧管理所需要的双向通信，为需求响应建立了深入到末梢的基础设施；有源配电网和电动汽车，在积极的方面未来会给电网提供灵活性资源，如果不能有效管理和利用则会给未来电网带来灾难。这些恰恰就是“智能电网”概念的灵魂，应对未来形态的电网——消纳大规模清洁能源，充分利用分布式的灵活性资源，提供可靠与弹性的电网，这就是真正的智能电网。
因此，如果我们对智能电网有一个清晰的定义，那么智能电网应该是我们这个行业发展的一个重要目标。
满足了谁的需求？
对于“电力”，全社会的需求有多个方面。从用户角度，确如院士所说“越便宜越好”。但从全社会的角度，发展新的技术，总体社会成本最低才是可持续和负责任的考虑。如果仅仅以价格最低作为目标，我们可能只需要在负荷需求区域分散建设小型火电机组即可。中国是煤炭大国，以这种资源禀赋，燃煤取电总是唾手可得的。但近二十年来的环境危机，需要我们重新考虑能源消费方式，虽然光伏、风电等清洁能源在造价、电网友好性等方面尚无法与旋转机组媲美（实际上部分清洁能源的度电成本在全寿命周期内已经逼近或低于传统的火电），可是，同样如院士所说，我们必须综合考虑能源变革，考虑全社会成本，包括环境和发展的可持续性。
因此，从专业角度，管理对电力这种二次能源的需求，在考虑价格成本以外，还一定要考虑环境、可获得性和可靠性。尽管很多新能源技术目前的价格较高，如储能、海上风电、直流输电，但这些技术将是未来大规模利用清洁能源所必须的技术，也是智能电网需要重点关注的内容。因此，从专业需求角度，智能电网也是一个目标。
智能电网与市场化转型
既然不同主体的需求不同，那么对全社会来说，智能电网还会起到什么作用？其中之一就是优化能源配置，实现能源发展形式的变革。同样在这个论坛上，我们非常赞同院士和专家提出的改变能源粗放型发展的问题——中国的单位国民生产总值能耗过高，实际上还有更深层次的单位国民生产总值对应的发电容量过高等问题。这分别对应着节能和投资优化两个方面的社会需求。中国的电力监管机构已经认识到这些需求在未来经济发展新常态所应该采取的策略。因此电力市场化改革，通过看不见的手配置资源，是未来发展的关键路径。而恰恰仅有智能电网才是符合未来市场配置资源的灵活基础设施，为综合能源服务、灵活性资源聚合、抑制基荷发电过快发展、充分利用分布式资源、提高电网弹性等提供了可能。智能电网为灵活性资源创造了流动性，防止输电拥塞和配电拥塞。因此，智能电网也是电力市场化转型的必要前提。
问题出在哪里？
虽然从清晰的概念、切实的需求和未来趋势都可以说明“智能电网”是一个切实可行且必须的目标，那为什么会有不同的看法和议论？主要是存在以下一些问题：
» 过度创新——对需求的无限放大、对具体技术的夸张描述和对智能概念的滥用。以“智能变电站”为例，可能更准确的称谓应该是“数字变电站”。传统变电站通过采用先进的通信技术减少了电缆的使用，隔离了高能信号引入控制室，提高设计的灵活性。这些实际上是变电站的数字化改造，但却冠以智能，造成概念的滥用。同样，最近火热的5G技术在电力系统的中应用，无论是低延时还是海量接入，虽然是一种特定需求，但并不是没有替代解决方案的刚性需求。因此，对智能概念的滥用给这个行业造成了虚化创新、不切合实际的观感。事实上，一些咨询公司对北美电力行业的调查显示，数字变电站和IEC61850的采用并不是革命性的智能电网措施。我们的工程技术人员需要进行更清晰的思考，需要平衡实际需求与创新之间的关系。
IEC 61850：研究展望，输配电世界，2018-09-05
数字变电站设计——越简单越好，输配电世界，2019-02-21
» 伪概念——就像没有主权的货币。比夸大某种技术更可怕的是虚假的创新。电力系统很多时候是一个确定性的问题，或者说确定性的问题还没有做到完善。但一些通过使用流行元素包装起来的所谓新技术却宣称解决了核心问题。AI和区块链是统计学和数论发展而来的应用技术，近年来似乎被神化，今天我们所看到的这些技术的基础理论至少有几十年的历史，而且并没有什么更新的理论创新。是计算能力提升将这些晦涩的技术包装成新的神器。统计学可以模拟非确定性问题，区块链可以实现去中心化的验证和存储，仅此而已，不必夸大。
AI在模型驱动为主的电力系统分析中的正确定位，电力系统自动化，2019-10-27
» 没有长远的经济观点——对于经济发展我们还是外行。因为投入过大而放弃对新技术的投入，这可能不是一个好的决策。就像高铁对中国发展的促进一样，我们今天真的无法想象没有高铁的京沪出行是什么现状。因此，技术专家应该同样听听经济学者对未来的宏观描述；政治人物的高瞻远瞩可能创造的不仅是搭上未来发展高速列车的“票价”，而是跨越式前行的勇气。
» 没有完整的概念解读。最典型的例子是“综合能源服务”——综合能源服务实际是智能电网最典型的应用。通过非扩容的解决方案为电力公司提供需求响应；通过用户侧资源平衡电网需求抑制发电容量过快增长的投资；这些是智能电网与电力现货市场的结合。但实际发展中，对目的和商业模式缺乏宏观阐述，也导致了各种困惑，如主体困惑、投资收益困惑、现货市场发展不匹配等等。
小结
智能电网确确实实是一个目标，并不空泛，而是非常具体。
同样，“泛在电力物联网”也是一个重要的发展目标，只不过它是电网企业的发展目标——服务于“智能电网的控制与优化”、“精细化的资产管理”、“企业数字化转型”等多个方面。
在能源行业发展和变革过程中，对粗放型、伪创新的抵制是正确的观点，这也是智能电网发展所必须经历的磨砺与挫折。
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