武建东先生通过本报告首次提出了中国在智能能源网的标准建造中存在着不对称的竞争问题，呼吁不能以智能电网的建设代替智能网、智能能源网的建设，提出了中国智能能源网的运转框架，被业界誉为中国智能能源网学说的开创者。武建东先生认为，中国应该依靠自身的巨大市场成为主导全球智能网变革的领先国家，建造影响未来百年的智能网标准，在百年一遇的全球工业变革中发挥主导作用。

    武建东

编者按

    早报今年以来陆续刊登武建东先生有关中国亟需实施智能电网革命性改造的论述，现在我们希望能站在更高的视角去看待中国的智能能源网的发展思路。


    1  如何认识智能电网与智能能源网的体系模式之区别

    谁能够将现有的电力、水务、热力、燃气等单向运转而且浪费巨大的能源网络改造为高效互动的创新网络，谁就能够优先于其他国家达到全球能源体系更高级别的顶端水平，同时在这个历史的转型之中，谁就能够把握和整合能源体系最新的国际标准。

    因此，采用信息化集成技术营建一个与生产和输送侧相对称、相互动的需求侧、用户端的运转体系，将是对工业革命以来缺陷性工业结构和社会管理的彻底匡正和颠覆性修复，也是打开人类低碳化生产方式和生活方式的历史大通道。

    实现这个目标的路径有两个营建模式。

    ①“分级登顶式”的渐进模式这个模式主要是通过智能电力网、智能热力网、智能水务网等条条块块的分行业改革，通过多行业不断整合、体系不断叠加的架构原则推进，其特点是分期、试错、分级追求变革目标。

    近二十年来移动通讯系统、电视视频系统等都曾通过不断试错而效准或提升产业空间，消费者、特别是中国的消费者也为此不断支付了使用成本。实际上，通过技术标准的超前设计和制定，可以有效地减少产业转型的成本，更合理地满足消费者需要，也可以大幅减少电子垃圾、推动人类更为健康的生活。

    2009年9月25日美国国家标准与技术研究院(NIST)公布了`《智能网业界标准的总体框架和发展路线图》1.0版(草案)，由于这个草案以电力体系为第一改革目标，美国智能网整合的主体也就主要表现为电网利益的调整和转型。因此，美国的智能网改革基本上是以智能电网为中心的改革，智能电网的改革正成为其能源结构转型的突破口，而造就智能电网标准也就成为这次变革的领率力量。所以，智能电网既是美国智能网格体系的组构要素之一，目前也基本上是智能网格的主体框架，也可以说美国联邦政府推进的互动能源体系的建设主要集中在智能电网建设领域。由此客观评价美国这个模式，它已经演变为“分级登顶式”的渐进改革，今后从智能电网到智能网的发展路线，它也许只能择选体系不断叠加的架构原则予以实现。

    就国内智能电网的建设而言，其体系渊源源自欧美国家智能电网思想和实践，其标准之应用也在很大程度上受制于国际力量的影响。从组织目标运转而言，其向更高级别的互动能源网络结构跃进之时，也许架构的升级路线只有选择分级叠加的更换方式，因此，目前国内电力企业运转的智能电网改革模式和美国实施的智能电网建设应属相同的产业变革类型。

    但是，美国目前制定的是智能网的标准和路线图，而中国攻关的主体改革目标主要是智能电网，这个改革之中又有着重要的体系区别。美国智能电力网的标准设计早于、也领先中国，中国智能电网的诸多设计虽然有别于美国，但是在许多标准设计方面仍然处于吸收和模仿阶段，其中国内一种顽强的观点就是反对将电力、水务、热力、燃气、数据、有线电视等资源捆绑为一体化改革，并认为中国能够推进智能电网建设已经不易了，倘任其观点发酵，将使中国失去一次占领世界知识产权制高点的机会，我认为这个局面应力争尽快转变。

    然而，富有创造力的美国人也不排除加速完善并调整这种发展模式，拥有美国最大的煤气及电力设施的太平洋燃气电力公司(Pacific　Gas　and　Electric　Co.)，在初期智能电网的投资之中，由于有关业务标准设计过低、特别是通讯标准存在问题，造成了可再生能源难以顺利入网，这个教训迫使美国业者正在提升智能网标准和修正智能网的建设路线图。

    ②“制高点型”的大体系整合模式我认为中国应跳出单纯建立智能电力网的狭窄基准，集中发展有别于美国、具有中国优势、而且国际领先的综合性的互动能源网，由此可以避免日后的重复建设和不必要的补课。

    这个模式需要将电力、水务、热力、燃气、数据、有线电视等资源捆绑为整体资源，以制高点型的规则推动能源组织的管理变迁和产业目标置换，其特点是跨越式、跨产业突变，以集成化手段高速实现互动式的能源网建设，我们将这种网络也称作智能能源网。中国能源网建设优选的架构目标应该囊括此种模式。具体的概念厘定参见我的有关文章。

    倘若以这种模式推进互动能源网络的建设，应可将智能电网的行业变革提升为互动能源体系的集成改革，并将由此诞生有更高制高点的智能网的发展路线图和国际技术标准，有效推动中国能源用户端的互动能力、互动标准、互动资源和互动产业链的建设和运转，推动中国能源经济加快实现升级转型。

    这种“制高点型”的模式，我在2009年5月15日中国电力企业联合会发表的《中国智能互动电网发展战略报告》等文中有系统介绍，这是中国创立的基于互动化运转的能源网的思想体系，也可能由此把握这个新型能源网的国际标准，它勾勒了中国在全球能源革命中为数不多的具有领率力量的制高点。

    智能网建设的相邻资源的集成改革现象目前正在意大利、马耳他、韩国、澳大利亚等地出现，如果我们的能源发展路线图不注重这种集成化的变革模式的应用，智能能源网的思想可能在其他国家开花结果。

    综上，将现有能源体系的转型战略置于何等思想体系作为起跑线，选择何等技术标准为支点，将造就内容和实质完全不同的能源生产方式的变革，其造就的物质力量和管理实力自然也大相径庭。因此，能源网变革路线设计成功，一个国家的能源体系将展现内爆的奇观，彰显综合性的软实力效应，甚至把握国际标准的领率力量；反之，将生就一个国家缺陷性的能源结构，映现跛脚式的体系运转形态，由此将失去产业制高点的机遇，并且还需要以不断的补丁政策来修复完善。

    ③中国智能能源网发展的战略高点

    历时半年、集合了1500名有关专家的意见，2009年9月25日美国国家标准与技术研究院(NIST)公布了美国智能网的最新规划《智能网业界标准的总体框架和发展路线图》第一版(草案)。由此表明美国的智能网战略发展计划已经跳出了电力产业窄幅运转的视野演变为美国能源革命的带头主力，该草案也设计了美国智能网实施路线图的总体框架，我认为这个草案应该是奥巴马2009年任内能源领域最重要的成就之一，它初步确立了美国智能网的体系标准，赢得了全球智能网发展的新的制高点。与此同时，欧洲也在加快智能网的建设，IEC等机构也公布了有关标准。在这场全球性知识产权的重大创造中，中国应该有所作为，也有可以作为的历史平台和机遇实际上目前我们使用的智能电网一词的英文原文为SmartGrid，原意应为智能网格或智能网，这个概念又包括智能家电网格、智能电力网格、智能数据网格、智能热力网格、未来网格等多种涵义，智能电网是其中的重要组成部分而非全部。由于有关外国公司的翻译问题，误将SmartGrid翻译为智能电网，由此国内许多人一直认定国内的智能电网建设就是英文的SmartGrid之意，并以智能电力网这样一个专业网的改革而与国际上的智能网的体系建设相比肩及接踵，进行不对称的体系竞争，这种认识导致我们以局部产业的智能化改革而与国际上产业整体化的智能网建设错位互动，于中国把握世界产业制高点是不利的，中国不能以智能电网的建设代替智能网、智能能源网的建设。因此，国外有人误认为欧美推进的智能网建设在中国只限于智能电力网的狭窄范围，并认为中外智能网的建设尚不在一个级别上，外国急着搞行业标准，中国急着推进个别行业的改革，由此，倘若中国以发展智能电网而代替发展智能能源网建设就是缺陷性战略行动，当然不可否认，即使中国发展智能能源网建设也必须以智能电网为主要网架建设，智能电网的建设始终是智能能源网建设的核心。

    就国内而言，智能电网建设的推进是迅速和高效的，但是这个智能电力网的建设仅仅是智能能源网的网架建设的主要部分而非全部，我们不能以智能电网的局部竞争而放弃在智能网领域的整体创造，而且，这个体系建设所缺憾的就是还没有一个世界领先的技术标准体系。因此，于改革之步骤，可照顾分行业渐进式建设的实际，而于标准，则必须照顾从智能能源网的制高点的基架之巅优先建造，这也是考验100多年来中国工业和技术创造力水平的关键，也是中国生产力不可多得的领先世界的机遇。也就是说建构中国智能能源网的标准应该成为当代中国知识产权最高的创造性使命之一，它也应该成为中国智能能源网建设的战略高点，这个高点应该成为中国国家利益的核心要素。

    但是，这个制高点建设的难点不在于市场的潜力、政府的力量、资本的投入，而在于管理的惯习，特别是部分来自各种管理岗位、源于狭隘的本位知识坚决反对改革的力量。为此，中国智能能源网的建设就需要勇敢地跨越这个历史障碍线。

    中国应该依靠自身的巨大市场成为主导全球智能网变革的领先国家，建造影响未来百年的智能网标准，在百年一遇的全球工业变革中发挥主导作用。

    2  如何认识中国智能能源网的启动机制

    我认为:推动以600多个市级单元为主导的集成化改革应该是中国智能电网建设的重要的体制突破口，为此，需要

    其一:应大张旗鼓地推进与输电侧智能化改革同等重要的配电侧、用户端的智能电网建设，智能电网的建设首先是配电侧和用户端的革命，需要建立长效激励机制持续推动改革。

    其二:智能电网的增值服务是下一代具有经济拉动作用的中国新兴产业，为此需要大力推动智能电网的通讯网、数据网、家电管理网、电能存储网等专用的建设，而这一切有赖于对地方政府智能网改革的放权让利，分散集权式投资的风险。

    其三:注意利益分配。例如，新能源的接入、调峰利益的分配、碳减排的收益、有线电视、宽带等数据网服务、通讯网租赁等利益的整合将解决中国智能电网多元投资的动力，也将保证在电价合理波动的范围内，有效地平衡改革的成本问题。

    其四:解决中国近百亿个插座、1000万台变压设备、5亿块电表和10多亿用户的能源效率的全面提升，需要大力推动以市级单元为主导的智能网改革。

    3  如何理解中国智能电网发展的市场体系模式

    我认为推进有限度的市场化追求，发展基于智能电网运转的电力交易市场是中国智能电网发展的市场体系模式的理想选择之一。为此，应正确认识以下问题。

    其一:智能电网发展的另一个本质就是开辟电力交易的市场化之路，逐步推动有限度的电力市场化体系建设，这是关乎中国智能电网建设的命脉之策。

    其二:智能电网将营建实时、双向、互动化的电力交易机制，这个机制将造就电网需求侧的革命性转型。美国的目标是通过智能电网建设实现近20％的调峰利益。倘若中国通过智能电网建设，实现15％左右的错峰调节也就意味着大约可节省1.2亿千瓦装机的容量资源，接近8000亿的投资规模。

    其三:这个调峰资源如果经过适当分配，可以化作中国智能电网改革的动力和红利，极大地激发中国用户的市场创造能力。

    其四:如何认识中国智能能源网发展的技术制高点。组织变迁是中国发展智能能源网关键和要害，也是新能源变革有别于传统之处，更是激发人类创造潜力的核心。

    智能能源网的制高点参考如下:

    其一是实现发电、输电、配电和用电的互动化；

   其二是实现智能能源网产业的集成化；

   其三是实现以复合电力光纤电缆电网为主的通讯化；

   其四是实现发展标准的国际化；

   其五是实现主力能源的兼容化；

   其六是实现分布式能源管理的现代化和体系化；

   其七是实现储能技术的实用化；

   其八是实现电网升级的芯片技术和兼容标准的择优化；

   其九是实现信息管理平台的体系管理高端化；

   其十是实现电力交易的市场化。

    由此，每一个制高点的体系变革都将推动人类生产方式和生活方式的组织变迁。

    其五:如何把握智能电网与智能能源网的运转结构之区别和标准创造。

    孙中山说过，“行之非艰，知之惟艰”，一个强国不但需要创造强大的工业生产体系，更需要创造新的生产力的发展思想和实施其行动的国际技术标准。工业革命以来产业标准的建造大多与中国无缘，而智能能源革命却为中国提供了独特的机遇。

    奥巴马的能源变革之于传统变革不同之处就在于它实质上是催生了新的产业革命、技术革命和思想革命，这三个革命的核心就是思想大革命。为此，一个国家占领新的全球制高点的能力也就取决于它颠覆习惯的能力和思想的改变程度。对于中国而言，这个革命的第一要务就是需要有效地调整三十年改革开放以来形成的诸多的经济运行习惯和结构，构建世界上最富活力的创新社会，据此才能确保中国将新的产业革命、技术革命和思想革命的宏大体系付诸实践，建立适合自身的发展战略，改变中国公众和企业的能源消费方式和生产方式，并力争取得全球领导地位。由此，智能能源网建设的核心是这个体系标准的建造，而且这个标准的建造也是当代知识产权的最高创造，具有无与伦比的回报价值，同样是检验中国能源思想创新能力的标志。

    基于此，我在与一些国际学者的交流之中迫切地感觉到，这次能源大革命缺的不是技术、不是资本、不是市场，而是思想，缺乏的是将我们整个人类能够正确地带进下一代生产方式、生活方式变革的战略增长的知识和生产标准。

    也正是基于此，以前的工业革命的进程领导者，可以是工程师团队，可以是资本团队，而这次新的能源大革命的领导者一定是思想家团队，实际上，目前掌握美国能源革命的恰恰是这样一个思想家团队，这就更需要我们从历史大体系角度认识这场能源革命，从全球最先进的能源变革的计划中整合出中国能源革命的超越战略。

    基于对智能网战略模式的分析，本文将以美国为主的智能网的标准与我主张的中国发展智能能源网的标准进行了体系比较，其主要区别之处大约可划分为30－40个方面，本文列举其中部分不同点予以介绍。

       美国智能网与本文所述智能网体系模式之主要区别

   
    计量设施

    分别推广使用智能电表、智能热力表等，但仍未改变传统能源体系的一户多表的表计分立制度。目前美国已确立技术标准。

    集成发展将水、电、气、热力等计量表计一体化管理的智能互动的用户终端系统，或称集成化用户互动终端系统。由此可推动中国10亿块以上的电、水、气等表计跨越式进入互动能源运转的集成化、模块化表计时代，减少智能电表等分立表计未来合成运转的巨大社会成本，也可以推动中国表计工业创新升级。目前还没有确立国际标准。

    通讯模式和通讯设施

    美国已公布的标准智能电网以无线通讯为主，接入可再生能源和推行互动能源管理具有不稳定性。虽然，美国个别城市试验了使用电力光纤网络通讯模式，但是，目前还没有确立国际标准。这个模式基本上立足于一网﹙电力网﹚一线﹙电力线﹚，并在此基础上构建互联数据网，实现实时、高速、双向的电力数据读取和可再生能源的接入。目前美国已确立技术标准。

    主张建立以有线通讯、即光纤通讯为主的智能互动网的通讯模式，立足现有电力缆线资源，推行一网﹙电力网、水网、气网等﹚多线﹙添附光纤线﹚的变革。由此可以全面推进能源网的稳定性、可靠性、安全性，尤其是互动性。建议中国营建与欧美两大电力体系不同的电力光纤复合缆网取代目前的金属缆网，改变世界金属电缆电网运转的现有模式。为此需要以国家规划形式确立新建的电网加快推行光纤和电力复合网络、旧有电网添附光纤网络、特殊地区推广无线通讯系统。此举将推动中国1亿公里以上的单向运转的能源网转变为互动能源网，并有效地修改工业革命二百年来的能源流程体系。目前还没有确立国际标准。

    基站模式

    主张将变电设备升级为数字变电站，这个转变仍是电网体系内部的升级，目前美国已确立其标准，但是数字变电站的效能不能最大限度开发传统能源网的资源深度。目前美国已确立技术标准。

    主张将中国1000万台以上的变电设备、水、气泵站等能源站点提升为标准兼容、综合性的能源基站，一次信息化技术升级，多方使用，可大幅减少能源结构转型的成本。它将再造中国最大规模的基站运转体系，综合性服务电力、水务、热力、燃气、储能等互动能源业务的需要，由此可以避免重复建设，推动现有的变电设备等实现最大限度的增殖功能开发。未来全球大约有1亿台变压设备、水、气泵站等设备的升级需求。这是中国首创。目前还没有确立国际标准。

    能源网交互运转的神经系统

    主张高峰期与危机期的电力错峰管理，其通用的系统网络协议规范，适用电力计量、街灯、用户自动化、房屋自动化等窄幅范围。目前美国已确立技术标准。

    主张高峰期与危机期的电力、水务、热力、燃气等综合性能源的整体错峰管理，以及使用储能装置的分解、对冲和套利运作，由此需要建立适应电、水、热力、燃气等多行业通用性更强的信息标准和管理框架。其通用的系统网络协议规范，应适用于电力计量、街灯、用户自动化、房屋自动化、水、气、热等多种用途，由此彰显一个国家能源的软实力。由此可推动中国电力装机20％以上、大约1.5亿千瓦容量资源的节约，其资源节约价值超过2万亿以上的人民币。目前还没有确立国际标准。

    能源网络广域运行情况的调度、监测与管理系统

    限于电力体系运行的即时或准即时的调度、监测与管理系统。美国已有标准。

    主张建立水、电力、热力、燃气等广域运行情况的集成调度、监测与管理系统，形成大体系、分行业的现代化的监测与管理技术和标准，实现能源效率的整体提高。若如此，中国将得以建设世界上最先进的公用事业管理体系，包括领先国际、与互动能源系统紧密对接的高端电力体系运行的即时或准即时调度、监测与管理系统。目前还没有确立国际标准。

    发展新产业链之一:营建电动交通系统

    主张下一代交通主力体系为电动车、混合动力车。美国已有初步标准。

    主张下一代交通主力体系为智能网络车，主张将现有的铁路、公路、电力基站等运行标准整合为更高级别的标准。智能网络车包括:车辆终端、基站和网络，其中电池系统主张发展高密度储能方式；其中可探讨铁路、公路、电力基站的协同效应。由此将分期推动未来二十年内中国1.8亿机动车体系逐步实现网格化、智能化、电动化的管理，大幅减少化石能源的消耗和温室气体的排放。目前还没有确立国际标准。

    发展新产业链之二:营建绿色建筑

    主要解决房屋自动化管理与控制问题。美国已有标准。

    主要解决用户能源终端网络标准、楼宇质量和能源利用效能的成像诊查系统、远程智能家电管理、需求侧应用服务体系等。中国现有560亿平方米的房屋应分期推进绿色建筑的管理。目前还没有确立国际标准。

    安全模式

    基于IP的网络、以无线通讯、电力线通讯为主的安全模式管理，需要军警方面网络战部队协同管理。美国已有标准。

    基于有线光纤通讯为主的安全模式，可以有效防止黑客、大规模病毒攻击。提高能源网、特别是电力网的安全性和稳定性。目前还没有确立国际标准。

    互动化的需求侧管理和能源市场建设

    电力行业的需求预测、响应、交易等系统运转；以电力企业对应客户的行业改革；以电力企业为主的电力交易市场建设模式。美国已有部分标准。

    立足中国的能源网架，调动并放开600多个城市的智能互动网改革的积极性，以分级、分区竞赛式改革为主的市场建设模式。它侧重以配能侧、用户端、营建新产业链为突破口，有序试点，整合推进，集成发展。由此，需要营建水、电、热力、燃气等多行业的专业或集合市场，可进行便利的多种能源买卖；需要建立集成化的需求预测、响应、交易机制；需要建立用户参与的多种能源交易的条件和市场。目前还没有确立国际标准。

    实施方案(限于中国)

    一是坚持统一的坚强智能电网规划，并建立滚动调整机制；二是坚持统一标准；三是坚持自主创新；四是坚持试点先行；五是坚持政府主导；这是国内一个主要的智能电网的方案。

    一是建立加快确立中国互动能源网的发展战略规划和运转路线图。二是利用国际能源变革不平衡发展的机遇，领率建立国际互动能源网﹙智能网格﹚的技术标准、体系架构和流程要素。三是以配电侧、用户端和新产业链为主力运转体系而非以输电网改革置于突破主位，以市场化手段营建中国电力流程新的互动体系，大幅增加用户端的互动能力、互动标准、互动资源和互动产业链，由此可以立足现有条件将中国能源网、特别是电网的效率提高15％－20％，这应该成为智能互动网的第一猎物。四是充分发挥中央和地方政府的两个积极性，允许一切有条件的城镇因地制宜的建立本地的互动能源网实验优化模型、制定地方法规、推进试点计划、积极引导用户建立世界上最高效率的能源互动体系。五是可将中国智能互动网的建设划分为多级管理网络和专用网络两个体系，前者包括:市、省、大区、全国、洲际等分级运转网络的智能互动网的建设:后者包括智能互动网的通讯网、数据网、家电管理网、电能存储网等专用智能电网功能的建设。以市级网的增值服务和专用网络的放权改革为机制，调动地方政府和用户营建智能互动网的体系架构。

    发展模式

    “分级登顶式”的渐进模式，以分行业改革为特色。它主要是通过智能电力网、智能热力网、智能水务网等条条块块的分行业改革，通过多行业不断整合、体系不断叠加的架构原则推进，其特点是分期、试错、分级追求变革目标。

    “制高点型”的大体系整合模式，以集成化能源网络改革为特色。它主要是通过集成化、市场化、信息化的方式，将电力、水务、热力、燃气等资源捆绑为整体资源，以制高点型的规则推动组织变迁和产业目标置换，其特点是前瞻改革，跨越式、跨产业突变，以集成化手段高速实现互动能源网建设，我将这种网络也称作智能互动网。

    投资与效益(限于中国)

    2009年起国家电网公司2至3年内将投资规模将超过1万亿元，加快电网建设，其中城农网及主网架建设与改造投资7900亿元，建设规模为110(66)千伏及以上输电线路26万公里、变电容量13.5亿千伏安。2009年1月12日中国南方电网公司也宣布，初步计划每年新增投资约300亿元用于城网改造和农网完善，全网建设投资规模在900亿元左右。国家能源工作会议也公布:2009年国家电力总投资将达到5800亿元，电网投资估计将达到4000亿元，但是这个投资的重点主要集中在特高压、超高压电网以及跨区送电工程建设。需要尽快重组这两个电网的投资计划并兼容互动能源网的改造内容。

    为了推行国家互动电网的战略改造，初步估算，2009年起我国需要更新千万个以上变电站，改造超过5亿集成化用户终端网络，可推动世界上最大之一的能源体系分期实现互动能源网技术的升级，由此全面开发1亿公里输配电线路蕴含的巨大财富潜力。根据政策开放程度，电网还可以开放宽带、电视和通讯等业务，这将是一个比3G业务更加宏大的产业空间，比3G业务更能够推动内需体系发展的战略力量，这是一个比3G业务更应该迅速投入应用的国家创新业务。以现有的国家对电网的投资为基础，通过今后新增至少3000亿左右的投资，可以果断地启动将我国现有的电网投资计划再造为以智能互动网运转为主的创新型国家战略。倘若2010年就启动国家智能互动网的改造和建设，未来十年每年至少可拉升国民经济增长一到两个百分点。若如此，我国仍有将可能成为主导全球智能互动网变革的领先国家。

来源：东方早报