人物簡介：

 

　　尹天文:

 

　　上海電器科學研究所(集團)有限公司副總裁、教授級高級工程師，碩士生導師。獲得政府特殊津貼、全國勞動模范、上海市勞動模范、上海市科技領軍人才、上海市優秀學科帶頭人。中國電器工業協會通用低壓電器分會秘書長、全國低壓電器標準化技術委員會主任委員等。

 

　　引文：

 

　　這是一個充滿智慧的時代。

 

　　當您想回家時，您可以先在辦公室通過遠程操作調節家里的空調溫度和開啟其它家電迎候您的回家;當用電低谷時把廉價的電能儲備起來，也可以給電動汽車充電。家中的智能電表不僅可以雙向計量(記錄生產的電能與消耗的電能)，又能通過嵌入式電能管理系統幫您省電與省錢。太陽能等綠色能源的利用既能減少化石能源的消耗，又能大大減少碳排放以保護環境。

 

　　“聰明的電網”——智能電網時代已離普羅大眾的生活漸行漸近。

 

　　智能電網為人們串起了一條從發電、輸電、變電、配電到用電的電能生產與消費的產業鏈。而這條鏈的價值實現最終主要體現在終端用戶，80%以上的電能是通過用戶端配電網絡傳輸到用戶并在終端用電設備上消耗。如果智能電網是一條“高速公路”，那么用戶端系統就是最后的“一公里”。

 

　　尹天文先生作為長期從事低壓電器、智能電器、雷電防護和現場總線技術的研究與產品設計的專家，可謂低壓電器行業聲名赫赫的領軍人物。也是我國新一代智能低壓電器、智能網絡通信和雷電防護技術領域的學科帶頭人。

 

　　近年來他帶領研究團隊深入智能電網用戶端領域的研究，已初步梳理出智能電網用戶端系統整體技術架構、實施路線圖、關鍵技術、標準體系架構等。并且負責建立了“上海市智能電網用戶終端設備工程技術中心”和“上海市智能電網用戶端產業創新戰略聯盟”。近期，又在國家能源局的支持下，負責開展“智能化低壓配電裝置關鍵設備研制與產業化示范”和 “智能電網用戶端電器設備研發(實驗)中心”建設任務。

 

　　近日，本刊記者專訪了尹天文先生。剛逾不惑之年的尹總頗有學者風范，言談間表現出對科學研究一絲不茍的態度。我們也有幸聆聽了這位國內智能電網用戶端研究的先導者，是怎樣看待我國用戶端系統的近況及未來的發展。

 

　　《低壓電器》：尹總,您作為國內最早提出智能電網用戶端的專家之一,請您介紹下什么是智能電網用戶端，它在智能電網中的地位和作用如何?

 

　　尹天文: 智能電網用戶端是指從電力變壓器到用電設備之間，對電能進行傳輸、分配、控制、保護和能源管理的所有設備及系統，主要有用戶端智能電器與系統、用戶端能源管理系統、智能樓宇系統和雙向互動系統，是構建堅強智能電網的重要組成部分。

 

　　作為智能電網“高速公路”的最后“一公里”，智能電網用戶端是智能電網能否取得廣泛成效的關鍵。在國內，我們因此也率先提出了智能電網用戶端的概念。它的總體目標是極大地滿足智能電網對用戶端電器設備的要求，實現用戶端系統的雙向互動、安全可靠、兼容集成、綠色環保，構成安全、節能、智能和舒適的智能用戶端系統，為智能電網的建設奠定堅實的基礎。

 

　　《低壓電器》：您認為智能電網用戶端與新能源以及節能減排之間存在怎樣的關系?

 

　　尹天文：智能電網用戶端系統集成了當今能源利用領域的一系列先進技術，符合低碳經濟高效率、低排放、無污染的要求。它與用戶息息相關，大量的分布式可再生能源發電系統、分布式儲能系統接入電網需要智能化的用戶端系統對其管理，用戶對電能使用的高效節能、環境友好等特殊需求，必須有智能化的用戶端系統全面解決方案。

 

　　智能電網用戶端的發展可推動分布式可再生能源的發展，實現綠色環保，實現智能化電能管理，減少電能損耗，促進節能減排，打破傳統生產—消費模式，形成雙向互動服務體系，推動多種系統的兼容和集成，實現系統互聯和信息共享，形成系統全面解決方案，讓廣大用戶真正感知智能電網所帶來的成效和收益。

 

　　《低壓電器》：國外以及中國智能電網用戶端經過這些年的發展,現狀如何?我國與西方發達國家在其發展戰略方面存在哪些差異?

 

　　尹天文：智能電網用戶端的發展是伴隨著智能電網的發展而發展，而這又與各國制定的智能電網戰略規劃密切相關。

 

　　首先我們看看大洋彼岸的美國。2010年初，美國國家標準與技術研究院(NIST)頒布了含有75項標準、規范和指導文件的《智能電網互操作標準框架和技術路線圖 v1.0》。2011年11月，NIST頒布了《智能電網互操作標準框架和技術路線圖 v2.0》。其核心思想是先期突破智能電網用戶端和低壓配網智能化，之后推行可再生能源和分布式電源系統集成技術與電力儲能技術，最終發展高溫超導電網。

 

　　其次我們把目光投向歐洲。2009年10月，歐盟公布了戰略能源技術計劃(SET-Plan)路線圖，提出了2010～2030年智能電網技術發展路線。2010年至今，歐洲國家通過國際組織IEC戰略委員會、各個TC/SC等推動智能電網標準的制訂。提高運營效率、降低電力價格、加強與客戶互動是歐洲智能電網建設的重點。

 

　　日本則主要圍繞大規模開發分布式太陽能等新能源，確保電網系統穩定運行，從而構建智能電網。其智能電網開發計劃的核心是“與太陽能發電時代相應的輸電網”。

 

　　2009年5月，中國國家電網公司發布了建設以信息化、自動化、互動化為特征的“堅強智能電網”的中國智能電網的概念和發展思路。其戰略規劃是以特高壓骨干電網為核心，構建以信息化、數字化、自動化、互動化為特征的堅強智能電網，在此基礎上兼顧各級電網的協調發展，通過試點和示范逐步向低壓配電網與用戶端展開，促進電網的安全、高效與環保。

 

　　2010年6月，國家電網公司編制的擁有自主知識產權的《智能電網技術標準體系規劃》和《智能電網關鍵設備(系統)研制規劃》正式發布。7月，國家電網公司向國際電工委員會(IEC)提出了包括用戶側接口、電動汽車充放電、智能調度等方面在內的18項標準提案，標志著中國正式啟動了智能電網標準國際化進程。

 

　　2011年3月，我國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要頒布，國家“十二五規劃”綱要提到，加快現代電網體系建設，依托信息、控制和儲能等先進技術，推進智能電網建設。標志著我國智能電網進入全面建設階段。

 

　　從上述我們可以看到，各國對智能電網規劃的側重點不同，其發展戰略也有差異。

 

　　《低壓電器》：那么,我國以及貴所在智能電網用戶端的前期研發工作方面,做了哪些基礎工作，目前進展如何?

 

　　尹天文:大力發展智能電網用戶端及其相關產業，是我國電工行業實現產業轉型升級的一個重大機遇。為此，國家和地方政府都加大在這方面的投入和扶持力度。目前，國家及上海市在上海電器科學研究所(集團)有限公司(上海電科所)建立了相應的產業聯盟和研發中心，包括：國家能源智能電網用戶端電氣設備研發(實驗)中心、國家智能電網用戶端產品(系統)質量監督檢驗中心、上海智能電網終端用戶設備產業技術創新戰略聯盟。

 

　　與此同時，上海電科所將分三個階段分步實施智能電網用戶端整體解決方案：首先，將按規劃搭建一個試驗與演示平臺。該平臺不僅可檢驗研發的產品是否能滿足智能電網的要求，同時具有對智能電網理解的演示功能，引導其技術發展和推廣;第二階段將完善整個系統，使智能配電系統等的主要產品與系統全面滿足智能電網要求;第三階段將是智能電網用戶端整體解決方案的完善與應用。

 

　　為了實現上述目標，，上海電科所目前開展了大量的智能電網用戶端前期基礎工作。

 

　　首先，在智能配電和控制系統方面，正在實施的研究項目有智能電網用戶端智能化開關電器關鍵技術研究與應用，智能電器產品數字化創新設計研發。

 

　　其次，在用戶端電能管理系統方面，正在實施主要研究項目有工業網絡化集成控制系統，智能電網用戶端模擬實驗環境研究及應用示范，智能電網用戶端電能管理系統關鍵技術研究。

 

　　另外，在標準研究方面，分析美國智能電網標準化框架、優先行動計劃以及信息安全NIST IR 7628指南，跟蹤和分析IEC智能電網技術標準新進展，參與中電協智能電網設備專家組工作，參與制定我國智能電網技術標準體系，組織制定智能電網用戶端基礎標準。

 

　　《低壓電器》：在當前智能電網用戶端的研發工作中，主要涉及到哪些關鍵技術?

 

　　尹天文: 在智能電網用戶端系統的研發工作中，需要研究、開發和應用一系列關鍵技術，攻克眾多技術難關和解決大量技術難題。這既是一項基礎工作，也是決定建設智能電網用戶端系統的水平和質量的關鍵。從智能電網用戶端子系統的角度來看，這些關鍵技術可歸納為共性技術、智能電器與系統、電能管理系統、智能樓宇電氣設備與控制系統、雙向互動服務系統五個技術領域。

 

　　現僅就其中智能電網用戶端系統共性關鍵技術的一個領域來看，它就包括了網絡安全技術、通信技術、局域測控技術、逆變控制技術、智能計量技術和自愈恢復技術等多項技術，涉及到多個學科和領域。

 

　　由此可見，智能電網用戶端系統涉及的關鍵技術是一個龐大的系統工程，系統地、深入地開展這些關鍵技術研究將是一場巨大的攻堅戰。

 

　　《低壓電器》：開展智能電網用戶端的研發工作，如何引領我國智能電器及低壓電器設備新的發展方向?

 

　　尹天文：智能電網用戶端的研發工作需引進創新思維，智能電網用戶端技術涉及的領域廣、學科多，研發面臨巨大的挑戰，我們要發揮在我國智能電器及低壓電器領域中的優勢，研究突破智能電器的核心關鍵技術，研發智能電器及低壓電器設備的重點產品，形成智能電網用戶端系統解決方案。

 

　　為滿足智能電網發展的需求，結合關鍵技術的突破，我們將首先開展標準研究，新一代智能低壓電器的研發將在我國智能電網技術標準的統一平臺與標準指導下開發與應用;其次將開展預警和自愈關鍵技術的研究，智能電網發展所要求的堅強、自愈、互動、優化等需求將極大地促進具有早期預警與快速安全恢復和自愈等功能的新一代智能低壓電器的開發與應用;第三，是系統安全、可靠性研究，要求新一代智能低壓電器能實現全電流范圍的控制與保護功能;第四，是新能源的接入，研究分布式可再生能源發電系統接入、電能質量控制和節能環保等方面對低壓電器提出新的要求;第五，為了實現節約資源和保護環境的目標，將大力推動新一代智能電器對新材料、可再生資源的利用，同時仿真技術、數字技術和信息技術的應用，將引領低壓電器向網絡化方向發展。

 

　　《低壓電器》：您怎樣看待智能電網用戶端系統的發展前景?

 

　　尹天文: 智能電網已經成為國際上眾多國家關注的重點領域和爭相發展的目標，必將掀起改變人類生活的又一次技術進步浪潮。作為智能電網重要組成部分的用戶端系統的發展也將伴隨著智能電網的發展而發展。

 

　　從智能電網用戶端的電氣設備和系統來看：

 

　　一方面，智能電網在可再生能源發電、提高電能效率和質量、儲能等方面對用戶端電氣設備提出新的要求，這將給智能電網用戶端電氣設備和系統帶來新的發展機遇。智能電網堅強、自愈、互動、優化等要求將極大地促進具有早期預警與快速安全恢復和自愈等功能的新一代智能電器與系統的開發與應用。

 

　　另一方面，智能電網采用統一平臺與標準，便于新一代智能電網用戶端電氣設備與系統的開發與應用。為了實現節約資源和保護環境的目標，智能電網建設將大力推動分布式可再生能源的利用和電能供求的管理，這也將促進用戶端系統向網絡化方向發展。

 

　　與此同時，智能電網用戶端將全面提升綜合服務能力，最大限度滿足用戶多元化需求。因此，借助雙向供電技術，實現雙向互動營銷;智能樓宇、智能家電、智能交通等建設的推動;以及大幅提高電能在終端消費中的比重等，所有這些，都將促進智能電網用戶端的發展。

 

　　從智能電網用戶端的應用來看：

 

　　面對全球性能源短缺、全球氣候變暖、環境保護、可持續發展等問題，作為用戶端系統發電環節的分布式光伏發電系統因資源豐富、空間巨大，將成為我國發展最快的新能源產業之一。鑒此，智能電網用戶端系統將解決分布式光伏發電的間歇性和隨機性(可預測)、大規模分布式光伏發電系統組群并網的協調和控制、電能質量問題和用戶端用電調度等許多問題，這些問題的解決有利于分布式光伏發電系統的推廣和應用。智能電網的生產者與消費者的雙向互動服務體系和靈活的電力交易機制，也將進一步推動分布式光伏發電市場的發展。

 

　　同時，智能電網中大量的分布式可再生能源發電系統要求先進的分布式儲能技術作為支撐，這將推動電池儲能、抽水儲能、飛輪儲能、超導儲能等技術的開發與應用。智能電網用戶端雙向通信、雙向信息交互等將推動分布式儲能系統的接入技術和保護技術的智能化、網絡化。智能電網靈活的服務體系和電力交易機制，也將推動分布式儲能系統市場的發展;

 

　　另外，智能電網中可再生能源的接入和電動汽車的推廣，推動了位于智能電網用戶端的充放電技術，尤其是快速充電技術的開發與應用;也將促進與智能化充放電技術相配套的多媒體軟件的開發與應用，推進新型充放電服務體系的建立。

 

　　我國在“十二五”規劃中已將智能電網建設作為國家重大能源建設的重點和發展目標，我們完全有理由相信，智能電網用戶端系統的發展必將具有非常廣闊的發展前景。