智能电网概况
智能电网概念
智能电网是指以物理电网为基础，充分利用先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术、控制技术、新能源技术，把发、输、配、用各个环节互联成为一个高度智能化的新型网络；它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。
智能电网的应用
（1）智能电网平台：支持核心电网自动化
连接电网中所有相关节点对于收集电网状态信息是十分重要的。过去，只是收集高压电网和部分中压电网的信息，而现在全面查看电网状态正变得日益重要。管理人员能够发现所有地区的电网损耗，并能更好地管理可再生能源，它们通常能向以前未监控的地区供电。管理系统效率日趋复杂，这也需要集成分散的决策机制，即将智能集成入电网，从而实现电网管理的优化，大幅度减少断电现象。
（2）电网监控和管理：利用收集的信息
如果采取正确的措施来快速隔离问题，代价高昂的断电现象即可避免。公用事业公司正在安装传感器以接近实时地（秒到毫秒级延迟）监控电网，尽早地发现故障。这些监控系统将从起始的输电网扩展至配电网。电网性能信息被集成入公用事业公司的SCADA系统，提供自动、接近实时的电网电力控制能力。
（3）减少电网运行费用
自动计量管理能帮助电网企业缩短电费回收时间，减少窃电损失，减少客服成本；移动作业能有效的提高现场作业效率，减少作业人员和费用。
（4）集成维护：延长资产生命周期
从中长期来看，收集信息能够优化电网资产的维护战略。由于使用年限和许多其他因素的不同，资产状况可能存在很大差异。固定周期式的传统维护策略不再适用。
管理人员能够对资产进行持续监控，关键问题可被提早发现。借助全新通信技术，现场技术人员能够获得关键资产状态信息，确保问题得以及时解决。这一全新的维护方法能够显著地延长资产使用寿命，避免发生代价高昂的中断事件。
（5）智能计量
实时能耗监控由于受到产量、燃料价格、气候条件和需求波动等供需关系的影响，当今批发市场的电力价格反复无常。一般来说，晚间非高峰用电的价格比白天的价格低50%。但是，消费者通常只是见到一个与时间周期无关的平稳价格。在能源法规制订者的要求下，一些公用事业公司开始以“智能电表”替换传统的机械电表，使客户能根据一天中的时间段选择可变价位。通过让客户随时看到其所消耗能源的实际成本，他们能够相应地做出调整，关闭一些设备，将能耗从高价格时段转换至低价格时段。这一错峰用电和限电机制能够同时降低消费者成本和消费者对公用事业公司的高峰需求。
（6）汽车电网
直至最近，抽水蓄能电站依然是大规模存储电力的唯一经济的选择。随着插电型油电混合车（PHEV）和电动汽车的开发，新的机遇将改变市场。例如，当电力价格低时，汽车电池可用来存储电能，而当电力价格升高时，电能可再卖回给电网。就驾驶者而言，其车辆将成为控制电力成本的一种有效方式，而公用事业公司则能利用 PHEV 车队为电网供电，以解决高峰期的电力需求。
智能电网是低碳经济下的必然选择
低碳经济中能源传输是一个非常关键的环节，而电能传输又是能源传输中最重要的组成部分。电能传输不仅要考虑到安全性、传输损耗、新能源电力上网、维护成本、电能调度优化、用户管理和监测，还需要考虑到能源供给和消费不均衡带来的远距离传输问题。传统的高压输变电方式显然不能完成如此复杂的电能传输任务。发展智能电网成为低碳经济下的必然选择。
智能电网，即电网的智能化，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。
中国智能电网发展现状
智能电网政策支持
对于中国而言，建设以坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的智能电网为核心的高效能源体系，是解决中国电网自身问题以及低碳经济发展的必然选择。
2009 年6 月15 日，国家电网公司总部成立智能电网部，标志着国家电网公司智能电网建设进入实质性阶段。
2010 年1 月，国家电网公司发布《关于加快推进坚强智能电网建设的意见》。
2010 年5 月，国家电网公司首次向社会公布了我国智能电网的发展计划，并初步披露了建设时间表。根据这项计划，智能电网在中国的发展将分三个阶段逐步推进。2009 年—2010 年是规划试点阶段，重点开展坚强智能电网发展规划，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，开展各环节的试点；2011 年—2015 年是全面建设阶段，将加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用；2016 年—2020 年是引领提升阶段，将全面建成统一的坚强智能电网，技术和装备达到国际先进水平。届时，电网优化配置资源能力将大幅提升，清洁能源装机比例达到35%，分布式电源实现“即插即用”，智能电能表普及应用。到2020 年，可全面建成统一的“坚强智能电网”。
2011 年3 月5 日，政府工作报告明确指出，加紧智能电网建设。智能电网纳入“十二五”规划国家重要建设工程，是我国科学利用能源，合理配置资源，节能减排，从大国走向强国的必由之路。
国家电网十二五智能电网规划目标宏伟
发电环节
到2015 年，满足6000 万千瓦风电和 500 万千瓦太阳能发电并网的需要，100%完成涉网机组励磁、调速的参数实测。
输电环节
到2015 年，建成覆盖全网范围的输变电设备状态监测系统；初步建成输电线路全寿命周期设备管理系统和功能实现；全面推广柔性输电技术，关键技术和装备达到国际领先水平；完成状态检修的关键技术研究；实现特高压串联补偿器和静止同步串联补偿器等关键技术示范应用；输电线路可用系数达到99.6%。
变电环节
“十二五”期间，新建110（66）千伏及以上电压等级智能变电站5100座；按照全寿命周期管理理念，110（66）千伏及以上电压等级变电站智能化改造1000 座。
配电环节
优先在31 个重点城市核心区开展配电自动化与配网调控一体化系统建设，到“十二五”末，城网供电可靠率从99.90%提高到99.92%，综合电压合格率从99.45%提高到99.50%，综合线损率从6.20%下降到6.00%；农网供电可靠率从99.62%提高到99.73%，综合电压合格率从97.25%提高到98.45%，综合线损率从6.53%下降至6.2%。
用电环节
公司直供直管区域用电信息采集系统覆盖率达到100%，实现“全覆盖、全采集、全费控”；到2015 年，在公司经营区域内建成1000 座电动汽车充换电站和24 万个充电桩（口），基本形成电动汽车充电服务网络。
调度环节
2015 年前，公司系统省级以上调度机构调度技术支持系统全面改造和升级为智能电网调度技术支持系统，完成70％地调、40％县调智能电网调度技术支持系统建设工作实现风电等新能源功率预测和调节技术的广泛应用；实现基于预测的电网运行风险在线预防控制；500 千伏及以上厂站的相量测量覆盖率达到 100％，开发应用基于广域相量测量的运行控制技术。
“十二五”期间智能电网投资2861亿元
投资背景
国家电网确立了智能电网的发展目标，即加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网。共分三个阶段推进智能电网发展。到2020年，中国将全面建成统一的坚强智能电网。
电力行业技术变革升级加快，电力投资逐步转型，清洁能源继续快速发展，我国智能电网已进入全面建设的新时期，技术标准逐步形成，智能电网试点示范及推广加快，城乡电网升级改造加速，为电力二次设备子行业龙头企业快速发展提供了大好机遇。
“十二五”期间，国家电网公司电网智能化投资的总额为2861.1亿元，年均投资为572.2亿元，较 “十一五”250亿元的年均投资大幅翻番。涉及到发电、输电、变电、配电、用电及调度等六个环节。随着智能化的不断推进，智能化投资将逐渐增大，至“十二五”中期，智能化投资将达到最大，随着智能化的普及以及相关设备技术的不断成熟，智能化设备成本将有所降低，2013年后，智能化投资将有所减少。
用电环节的智能化投资所占比例最大，超过“十二五”电网智能化投资总数的30％，主要是由于用电信息采集系统和电动汽车充电基础设施建设将在“十二五”期间大量普及推广；通信信息平台投资位居第二，主要是通信网建设和SG-ERP工程建设规模较大。
从目前大环境看，今年电力设备整体投资速度有所趋缓，但电网智能化投资没有减少，反而有所增加。我们认为，国家电网大力推进特高压交流建设受挫以后，投资重点将由积极构筑以特高压交流电网为基础的坚强智能电网逐步转移到电网智能化建设当中。以用电环节当中的充换电站建设为例，近期刘振亚总经理表示，国家电网公司在未来五年新建电动汽车充换电站2900多座和充电桩54万个。这个建设规模比之前《国家电网公司"十二五"智能化规划》中新建904座充换电站和23.3万个充电桩的规模超2倍。
投资规划
投资额分析
国家电网十二五智能电网投资总额约2860 亿元，投资范围包括了发电、输电、变电、配电、用电、调度和通信信息等7 个环节。相比十一五示范阶段的年均投资，十二五年均投资同比增长294%。
智能电网2012 年投资策略
2011年11月30日，国家发改委宣布我国将试行居民阶梯电价制度，电价随用电量增加呈阶梯式逐级递增。各地实行居民用电阶梯电价的具体方案，由各省级价格主管部门履行价格听证程序后实施。
这标志着2012年智能用电环节投资将显著加大投入，全国的智能电表安装量和用电信息采集系统安装量都将比2011年显著加大。我们看好2012年智能电网的7个投资环节，尤其看好智能用电环节。因为智能用电环节在2012年的投资最明确，电网公司有很大的动力和积极性在全国范围内开展智能用电环节的投资，阶梯电价制度的实施将提高电网公司的售电收入。从投资增速看，2012年智能用电环节的投资增速也是很高的，增速接近50%。
国家电网公司提出确保5年，力争4年，在十二五期间完成用电信息采集系统建设，达到“全覆盖、全采集、全预付费”的目标，按照规划用电信息采集系统在2015年底实现全覆盖，其中2010年底覆盖率达15%，2011年底覆盖率达40%，2012年底覆盖率达65%，2013年底覆盖率达90%，2014年底覆盖率达100%。依据电力用户现状以及用电信息采集系统功能要求和建设模式，经测算用电信息采集系统建设总投资约为684.93亿元。按照电量估算，南方电网、地方电网和农网的市场容量相当于国网公司的一半。若将南方电网和农网、地方电网需求一并考虑，未来用电信息采集系统建设总投资将达到1000 亿元。
以2010年11月1日零时为标准时点的第六次全国人口普查数据显示，31个省、自治区、直辖市共有家庭户40152万户，此外，国家统计局数据显示2009年我国单位企业数量为997万户，个体工商户为3197.4万户，每年新增商品房销售2000万套。目前
我国智能电表渗透率预计只有15%左右，在智能电网时代，智能电表要求未来家庭用户一户一表，按照70%的智能电表用户渗透率计算，到2015年，我国智能电表保有量约4亿只，而截至2010年年底，国内智能电表安装量约5000万台，这意味着未来五年智能电表每年平均安装量达到7000万只。此外，智能电表寿命5年左右，随着我国智能电表渗透率大幅提升，长期来看，我国智能电表每年安装量平均9000 万只左右。
目前主流的用电信息采集系统是通过窄带电力线载波通信采集数据，包括全载波和半载波两种组网方式，全载波模式由主站系统、集中器、载波智能电能表组成；半载波模式由主站系统、集中器、采集器、普通智能电能表组成。全载波模式下每100只载波智能表配一只集中器，电表和集中器中间用原有的电线进行通信，不需要重新布线；半载波模式下，每10只普通智能电表配一只采集器，15只采集器配一只集中器，电表和采集器之间使用专门的RS 专线连接。半载波模式中使用到的采集器价格在400左右，还需要单独布线，施工量大，而若采用全载波模式10 只电表增加的成本不到200 元，因此相对于半载波模式更加经济。目前，窄带电力线载波通信方式在用电信息采集系统中的占比不断提升，成为市场上最主流的用电信息采集方式，占 90%以上份额，其中全载波模式与半载波模式约各占一半。
到2015年，假设电力线载波通信方式在用电信息采集系统中的占95%的比重，同时载波组网模式与当前相似，那么载波表、采集器、集中器的需求量分别为4275、427.5、71.25万台，则电力线载波通信（PLC）芯片需求量4773万片，仅在用电信息采集系统中，PLC芯片的市场规模达到11.3 亿元。而2010年我国PLC芯片市场规模约2.7亿元，2011-2015年市场销售额年均复合增长率接近35%。
