自2010年以來，智慧城市迅速在我國(guó)許多城市的成為建設(shè)熱潮。需要注意的是，我國(guó)不同地區(qū)建設(shè)智慧城市的切入點(diǎn)是不同的。有些城市以信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶動(dòng)智慧城市的發(fā)展，有些以物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展作為建設(shè)智慧城市的出發(fā)點(diǎn)，還有一些則著力于智能電網(wǎng)的建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧城市的有力支撐。

如今，日漸老化的電力基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)無法滿足人們對(duì)數(shù)字電源和電網(wǎng)日益增長(zhǎng)的需求。在當(dāng)前的數(shù)字化世界，即使像智能手機(jī)這類小型電子設(shè)備，其硬件和軟件的正常運(yùn)行都深度依賴龐大的電力網(wǎng)絡(luò)。這一變化預(yù)示著傳統(tǒng)電網(wǎng)終將被混合模式的智能電網(wǎng)所代替。

“智能電網(wǎng)為智慧城市的布局提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)，同時(shí)也是建設(shè)智慧城市的關(guān)鍵。”近日，IEEE專家馬頌德（Massoud Amin）博士在接受C114中國(guó)通信網(wǎng)專訪時(shí)這樣表示。

圖：IEEE專家馬頌德（Massoud Amin）博士

為何要推行智能電網(wǎng)

我們都知道，傳統(tǒng)電網(wǎng)只是集中式發(fā)電，由核心供電站服務(wù)于龐大的輸電網(wǎng)絡(luò)；而混合模式的智能電網(wǎng)則能夠智能調(diào)控分布式能源、電動(dòng)交通及儲(chǔ)能裝置等電力設(shè)備。同時(shí)，借助智能傳感器和執(zhí)行器，智能電網(wǎng)可以準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)安全隱患或人為故障，進(jìn)行及時(shí)警報(bào)，并自動(dòng)實(shí)施可靠的對(duì)應(yīng)措施。智能電網(wǎng)的這種“自愈能力”能確保配電網(wǎng)的不間斷供電，也由此融入并支撐智慧城市的建設(shè)。

在馬頌德博士看來，推行智能電網(wǎng)的原因有很多。首先，借助先進(jìn)的傳感器、自動(dòng)化及信息技術(shù)，電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性和安全性將得到提升，并能夠有效減少資源浪費(fèi)，使電力設(shè)備、電力系統(tǒng)能夠更高效運(yùn)行。其次，建設(shè)智能電網(wǎng)有利于應(yīng)對(duì)全球氣候變化問題，緩解節(jié)能減碳的政策壓力。同時(shí)，技術(shù)革新也推動(dòng)了交通電氣化的發(fā)展。

他認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)和智慧城市的成功實(shí)現(xiàn)離不開智能電網(wǎng)，反之亦然，建設(shè)智能電網(wǎng)的核心技術(shù)同樣與物聯(lián)網(wǎng)與智慧城市息息相關(guān)。“自我修復(fù)能力、可持續(xù)發(fā)展以及可靠的安全性是這三者的最大特征和共性。建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)和智慧城市等創(chuàng)新項(xiàng)目的過程中，各個(gè)集群系統(tǒng)的核心技術(shù)實(shí)際上都是相通的，主要的區(qū)別只是在于其使用規(guī)模和應(yīng)用場(chǎng)景的不同。”

北美智能電網(wǎng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)

資料顯示，在我國(guó)，包括大連、天津、嘉興、南京等城市都選擇了將智能電網(wǎng)建設(shè)建設(shè)作為打造智慧城市的重要支撐。以嘉興為例，嘉興智能電網(wǎng)項(xiàng)目是浙江省首批13個(gè)智慧城市試點(diǎn)項(xiàng)目之一，也正成為嘉興智慧城市建設(shè)的有力支撐。在業(yè)內(nèi)人士看來，發(fā)展智能電網(wǎng)能夠促進(jìn)清潔能源的大規(guī)模開發(fā)利用，使能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、電源結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化調(diào)整，形成能源和電力產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)化發(fā)展和良性循環(huán)。

在介紹北美地區(qū)的智能電網(wǎng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，馬頌德博士表示，“盡管步伐落后于歐洲地區(qū)，但北美的智能電網(wǎng)轉(zhuǎn)型正處于前進(jìn)階段。北美的電力行業(yè)正在經(jīng)歷一場(chǎng)意義深遠(yuǎn)的智能電網(wǎng)技術(shù)改革，而這些改革并沒有對(duì)原有的供電系統(tǒng)產(chǎn)生破壞性影響。”不過，他也坦言，要落實(shí)這些舉措仍然存在政策上的不穩(wěn)定性，這是由于在電網(wǎng)升級(jí)改造的過程中涉及多方利益，包括公用事業(yè)、政府機(jī)構(gòu)、合作承建商、項(xiàng)目投資者甚至大眾消費(fèi)者。

他認(rèn)為，從宏觀的層面來看，政府應(yīng)該推出有針對(duì)性的政策，扶持相關(guān)技術(shù)發(fā)展，讓投資者了解這些項(xiàng)目的收益回報(bào)，這樣才能更好地鼓勵(lì)他們持續(xù)投資，為創(chuàng)新技術(shù)的開發(fā)注入更多活力。而從技術(shù)層面來看，智能電網(wǎng)的應(yīng)用技術(shù)在過去五年里同樣經(jīng)歷了一場(chǎng)重大革新，致使能源產(chǎn)業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化。在近五到七年時(shí)間內(nèi)，由于人們對(duì)電網(wǎng)的需求不斷增長(zhǎng)和變化，促成了大量的創(chuàng)新和改革，使電力行業(yè)整體發(fā)展呈上升趨勢(shì)。

從智能電網(wǎng)看智慧城市建設(shè)

一直以來，業(yè)界存在著一個(gè)關(guān)鍵問題：智能電網(wǎng)技術(shù)和更廣義層面的智能系統(tǒng)是否能提供一個(gè)可持續(xù)的模式，以更好地進(jìn)行優(yōu)化能源管理、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)并提高人們的生活質(zhì)量？馬頌德博士認(rèn)為，答案是肯定的。

在廣泛地推廣這些技術(shù)應(yīng)用的過程中，IEEE有一些關(guān)于智慧城市建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，這些關(guān)鍵要點(diǎn)包括在制定發(fā)展方針時(shí)，將技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、城市等因素看作一個(gè)綜合的整體系統(tǒng)；關(guān)注行業(yè)需求，爭(zhēng)取技術(shù)利潤(rùn)最大化；加強(qiáng)鞏固技術(shù)基礎(chǔ)，完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；善用工業(yè)園區(qū)及學(xué)校資源，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，打造生活實(shí)驗(yàn)室；培養(yǎng)科研專業(yè)人員，尋找新技術(shù)解決方案。

同時(shí)，馬頌德博士也給出了很多智能電網(wǎng)建設(shè)的專業(yè)意見。他表示，5G保密通信和“端到端”能源及通信基礎(chǔ)設(shè)備將是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)。而落實(shí)“端到端”現(xiàn)代化智能電網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)政策，關(guān)鍵是消費(fèi)者的高度參與。此外，智能電網(wǎng)轉(zhuǎn)型旨在為舉國(guó)上下帶來切實(shí)效益，因此需要努力讓每棟建筑、每個(gè)社區(qū)乃至每個(gè)電網(wǎng)連接點(diǎn)都成為高效智能的能源節(jié)點(diǎn)。

【附】馬頌德博士關(guān)于智能電網(wǎng)建設(shè)的十條策略建議：

1.運(yùn)用大數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分析至關(guān)重要，包括從數(shù)據(jù)收集到高信度數(shù)據(jù)分析，再應(yīng)用到用戶行為習(xí)慣分析，以及設(shè)備管理操作與維護(hù)；

2.在未來的發(fā)展中，電網(wǎng)行業(yè)將要突破更多關(guān)鍵的技術(shù)及應(yīng)用難點(diǎn)；

3.5G保密通信和“端到端”能源及通信基礎(chǔ)設(shè)備將是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)。同時(shí)，電動(dòng)汽車、微電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)以及儲(chǔ)能設(shè)備都會(huì)是重要的電力接入點(diǎn)，但需要提高對(duì)間歇式電力源接入的適配能力，以及其電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性及協(xié)調(diào)控制能力；

4.找出自身優(yōu)勢(shì)，成為具有競(jìng)爭(zhēng)力的電力供應(yīng)商；

5.在未來，對(duì)于電子資源、電力供求、頻率控制、慣性（系統(tǒng)發(fā)動(dòng)后幾秒仍可以保持電力穩(wěn)定輸出）的有效管控，都需要依賴一套更為現(xiàn)代化的控制系統(tǒng)；

6.目前的基建設(shè)施并不完備，仍需要增建更多的智能電網(wǎng)電力基礎(chǔ)設(shè)施（具體請(qǐng)參考，美國(guó)電網(wǎng)Grid 2030計(jì)劃）；

7.電網(wǎng)結(jié)構(gòu)功能非常多元化，并可隨全國(guó)各地的微電網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)改造；

8.電子電力技術(shù)可以徹底改變?nèi)藗兩睿珉娏︱?qū)動(dòng)汽車顛覆了傳統(tǒng)造車模式，行李電動(dòng)輸送帶明顯提高運(yùn)輸效率；

9.制定全面綜合的能源技術(shù)方針，由整體數(shù)據(jù)出發(fā)，兼顧穩(wěn)定性與安全性、可持續(xù)發(fā)展以及成本控制；

10.結(jié)合客戶的愿景與需求，制定針對(duì)性的技術(shù)策略。

【馬頌德博士簡(jiǎn)介】

馬頌德（Massoud Amin）博士是IEEE會(huì)士、IEEE智能電網(wǎng)計(jì)劃主席，美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程專業(yè)教授、技術(shù)領(lǐng)袖研究所（Technological Leadership Institute）負(fù)責(zé)人。在他豐富的職業(yè)生涯中，他參與過美國(guó)國(guó)防部、美國(guó)空軍總部、NASA Ames研究中心、波音公司、麥克唐納·道格拉斯公司等多個(gè)研究項(xiàng)目。